柴油機缸體振動時效與熱時效消除應(yīng)力效果對比

柴油機缸體是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的*件，在鑄造出模后具有分布*其不均的較大殘余應(yīng)力。而傳統(tǒng)的解決方法就是在缸體出模后均采用熱時效處理。經(jīng)實踐證明，熱時效可以避免缸體發(fā)生裂紋、減少加工變形和起到很好的消除應(yīng)力的作用。但由于熱時效爐溫控制不嚴等原因，有時也會使缸體在加工或使用中產(chǎn)生氣缸變形等問題，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。特別是隨著生產(chǎn)量的提高，熱時效工藝及設(shè)備已滿足不了生產(chǎn)的需要，尋找新的時效工藝在所必行。

振動時效是目前應(yīng)用較廣泛的應(yīng)力消除新技術(shù)，可同時進行多個構(gòu)件的時效處理。如果可行，它將完全滿足生產(chǎn)需要。為此，我們需要對振動時效和熱時效做對比性試驗研究。

根據(jù)試驗需求，我們選擇4個缸體作為試驗件，其中一件采用熱時效處理，另外3件采用不同參數(shù)的振動時效處理。時效前后各件均經(jīng)殘余應(yīng)力測試。

熱時效處理

對一個缸體試驗件，采用熱時效處理。其過程和溫度等參數(shù)與正常熱時效的完全相同。時效后做殘余應(yīng)力測試，得出時效后各點的值。

振動時效處理

振動時效是用振動的方法來調(diào)整金屬構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力的一項新技術(shù)，其作用是降低和均化殘余應(yīng)力，以提高材料的機械性能，防止構(gòu)件變形，防止產(chǎn)生焊接裂紋，提高構(gòu)件疲勞壽命。

這個試驗我們采用JH振動時效設(shè)備，由于缸體較小，所有振動時效采用振動平臺處理方法，即將被處理固定在平臺上，激振器也固定在平臺上，通過平臺振動對缸體進行激振，激振頻率應(yīng)為缸體的共振頻率。

激振力的選擇通過試驗來確定。本次試驗?zāi)康闹痪褪峭ㄟ^試驗得出缸體振動時效處理工藝參數(shù)，為此3個缸體選用不同的激振力，即3個缸體處理時激振器的偏心塊分別選為3檔、4檔和6檔，處理時間均為30min。

數(shù)據(jù)報告

時效后在缸體對稱點上進行了同樣的應(yīng)力測試。

熱時效和振動時效前、后的柴油缸體殘余應(yīng)力測試結(jié)果如下。

結(jié)論

根據(jù)以上的數(shù)據(jù)不難得出如下結(jié)論：

1. 熱時效可使缸體殘余應(yīng)力下降60%左右，可以防止缸體變形和開裂，這是多年來采用熱時效處理缸體的根本原因。

2. 振動時效工藝參數(shù)選擇合理，其消除應(yīng)力的比例可以達到熱時效的水平，甚至更高，且應(yīng)力均化程度好于熱時效，同時省時、方便，具有較高的經(jīng)濟效益。

3. 幾年來用振動時效處理缸體已獲成功，實際應(yīng)用結(jié)果證明完全符合要求，因此可以用振動時效代替原有的熱時效工藝來處理缸體。