JH頻譜諧波振動時效設備在鑄鐵件基座中的應用

常州華幟儀器配合某鑄鐵件基座廠家使用熱時效、JH頻譜諧波振動時效設備對鑄鐵件機座進行時效處理，比較兩種時效處理對工件在尺寸變化量、殘余應力、梯度值、成本等方面的影響。

試驗的工件是鑄鐵件HT250機座。
基座中有殘余應力，在機座加工后會出現變形現象，傳統的時效方法是熱時效，這種方法耗能大、成本高、環境污染嚴重、生產周期長、不易配爐。
更重要的是爐溫均勻性差，升、降溫速度不易控制，易產生二次殘余應力、微觀裂紋，甚至造成鑄件報廢。
頻譜諧波振動時效具有耗能少，時間短，效果顯著等特點，所以廠家決定嘗試使用JH頻譜諧波振動時效設備對工件進行處理。

在制造加工中分別使用JH頻譜諧波振動時效設備和熱時效爐，對比兩者的工藝效果。
如果在機座粗加工結束后，再加一道時效消除殘余應力，可以提高機座在后面精加工工藝中的精度。
在機座粗加工結束后分別使用頻譜振動時效和熱時效工藝，然后測量各時效前后的主要尺寸變化情況，通過數據比較分析JH頻譜諧波振動時效設備和熱時效的消除殘余應力效果。

熱時效工藝方案

熱時效工藝方案是在機座粗加工結束后，把機座放進熱時效爐熱處理，釋放機座中的殘余應力。
在爐溫200℃下，以小于100℃/h的速度降溫，降到200℃/h即爐溫位置。
*后冷卻到常溫。

頻譜諧波振動時效工藝方案

振動時效工藝包括支撐點的選擇、激振點的確定、傳感器的安放位置、主振頻率的確定、激振力的大小、振動時效處理時間的確定。

選擇合適點檢測x、y、z三個方向的應力分布狀態。
工件的支撐點為橡膠襯墊，防止地面對振動的阻尼作用，支撐點選擇在鑄鐵機座振動的節線處。
激振點在工件中心底部，便于激振到位。
傳感器安裝在底座端部。
激振力的大小通過調節偏心距獲得。
振動時間由共振頻率及振幅等參數變化情況來確定。

實驗數據比較分析結論

熱時效和頻譜諧波振動時效對應力的釋放和尺寸的穩定性都有明顯的效果。

熱時效的尺寸變化在﹣0.13~0.44mm，JH頻譜諧波振動時效設備對工件處理后尺寸變化量在﹣0.11~0.45mm之間。

熱時效方案和頻譜諧波振動時效方案在尺寸穩定的控制上都很好。

在殘余應力消除率上看，JH頻譜諧波振動時效設備處理的效果明顯優于熱時效處理。

熱時效能消除機座殘余應力的60%，頻譜諧波振動時效能消除61%，頻譜諧波振動時效與熱時效消除殘余應力效果比較接近。

從經濟效益上比較，使用JH頻譜諧波振動時效設備比使用熱時效處理節能（21.14-0.76）/21.14×100%＝96.4%，成本降低（119.2-2.0）/119.2×100%＝98.32%，頻譜諧波振動時效設備與熱時效處理，經濟效益十分顯著。