CN101906599B - 一种复合去应力处理方法 - Google Patents
一种复合去应力处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101906599B CN101906599B CN2010102436680A CN201010243668A CN101906599B CN 101906599 B CN101906599 B CN 101906599B CN 2010102436680 A CN2010102436680 A CN 2010102436680A CN 201010243668 A CN201010243668 A CN 201010243668A CN 101906599 B CN101906599 B CN 101906599B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piston
- composite
- stress
- process method
- aging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本申请公开了一种复合去应力处理方法，用于去除铝合金电子束焊接活塞的残留应力，其特征在于，包括：人工时效处理：将所述活塞装入铝合金时效炉，加热到170℃～220℃的范围内进行保温处理5～10小时后出炉，在空气中冷却至室温；振动时效处理：采用频谱谐波时效振动40～70分钟。本申请实施例通过利用将人工时效和振动时效结合在一起按顺序实施的复合去应力处理方法，实现了在有效去除电子束焊接活塞残留应力的同时，使电子束焊接活塞的力学性能达到产品设计要求。实验表明，采用本申请提供的复合去应力处理方法，电子束焊接活塞的顶部横向抗拉强度为240MPa，裙部纵向和横向抗拉强度为320MPa，应力降低率为65％。
Description
技术领域
本申请涉及铝合金材料复合热处理技术领域，特别是涉及一种复合去应力处理方法。
背景技术
铝合金制品在铸造、锻造、焊接、热处理或机械加工过程中，由于热胀冷缩的作用或由于受到过外力的作用，制品内部存在着残余应力或局部应力集中。
电子束焊接活塞是一种典型的铝合金工件，其顶部采用铸造铝合金铸造成型，裙部采用锻造铝合金模锻成型，然后把顶部和裙部用电子束焊接成为一个整体，再进行热处理和机械加工，在铸造、锻造、焊接及热处理工序中，不可避免会留下残余应力。如果不去除残余应力，机械加工时，去除表层材料就会打破活塞内部的应力平衡，使得这种内应力重新分布，从而使局部区域的应力增大，甚至引起开裂。
在现有技术中，目前普遍应用的消除残余应力的工艺方法的有：
1)热时效处理，即对铸造铝合金，采用稳定化处理；对于锻造铝合金，采用退火处理。一般稳定化处理温度达250℃以上，退火温度达350～370℃。该方法虽然能够使残余应力得以充分释放，应力峰值得以显著降低，但它们在消除应力的同时也会使材料的力学性能，尤其是硬度和抗拉强度显著降低。这样的结果对电子束焊接活塞而言是一种致命的缺点，若采用这种技术来充分消除残余应力必将使产品力学性能降低而不能满足产品的设计要求。
2)振动时效处理，即工件在激振力的作用下产生共振，让工件需时效部位产生一定幅度、一定周期的交变运动并吸收能量，使工件内部发生一定的微观塑性变形，从而在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力。但该方法只是单纯地消除残余应力，不能改变材料的金相组织，因而不能有效提高材料力学性能，从而不能使电子束焊接活塞的力学性能达到产品设计要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种复合去应力处理方法，以解决现有技术的去应力方法，无法实现使电子束焊接活塞的力学性能达到产品设计要求的问题，技术方案如下：
一种复合去应力处理方法，用于去除铝合金电子束焊接活塞的残留应力，包括：
人工时效处理：将所述活塞装入铝合金时效炉，加热到170℃～220℃的范围内进行保温处理5～10小时后出炉，在空气中冷却至室温；
振动时效处理：采用频谱谐波时效振动40～70分钟。
优选的，上述方法中，所述频谱谐波时效包括：
将所述活塞刚性装卡在振动平台上；
在所述振动平台上安装激振器和拾振器，调节激振力，通过激振器作间歇式施振，获得所述活塞的谐振频率；
根据所述谐振频率自动选择含五个振动频率和两个备选频率的最佳频率组进行振动。
优选的，上述方法中，所述保温处理的温度为190℃～200℃。
优选的，上述方法中，所述保温处理的时间为8～10小时。
优选的，上述方法中，所述采用频谱谐波时效振动的时间为40～50分钟。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例通过利用将人工时效和振动时效结合在一起按顺序实施的复合去应力处理方法，即采用人工时效使电子束焊接活塞的力学性能提高，达到产品设计要求，同时使活塞的残余应力得到部分消除；通过振动时效处理，即采用频谱谐波时效技术，利用其能降低和均化工件内部的残余应力但不降低材料力学性能的特点，使经过人工时效处理的电子束焊接活塞的残余应力进一步降低和均化。从而实现了在有效去除电子束焊接活塞残留应力的同时，使电子束焊接活塞的力学性能达到产品设计要求。实验表明，采用本申请提供的复合去应力处理方法，电子束焊接活塞的顶部横向抗拉强度为240MPa，裙部纵向和横向抗拉强度为320MPa，应力降低率为65％。
具体实施方式
本申请实施例提供一种复合去应力处理方法，用于去除铝合金电子束焊接活塞的残留应力，包括：
人工时效处理：将所述活塞装入铝合金时效炉，加热到170℃～220℃的范围内进行保温处理5～10小时后出炉，在空气中冷却至室温；
振动时效处理：采用频谱谐波时效振动40～70分钟。
本申请实施例利用铝合金时效炉，对电子束焊接活塞进行人工时效处理，具体包括，将所述活塞装入铝合金时效炉，加热到170℃～220℃的范围内进行保温处理5～10小时后出炉，在空气中冷却至室温。本申请实施例中，保温处理的温度优选为190℃～200℃；保温处理的时间优选为8～10小时。
本申请实施例中，对电子束焊接活塞进行人工时效处理，即在170℃～220℃范围内进行保温处理，可以使电子束焊接活塞的力学性能提高，达到产品设计要求，同时使活塞的残余应力得到部分消除。
然后，再对电子束焊接活塞进行振动时效处理，即采用频谱谐波时效振动40～70分钟，具体操作过程如下：
将所述活塞刚性装卡在振动平台上；在所述振动平台上安装激振器和拾振器，调节激振力，通过激振器作间歇式施振，获得所述活塞的谐振频率；根据所述谐振频率自动选择含五个振动频率和两个备选频率的最佳频率组进行振动。
其中，振动时间为40～70分钟，优选为40～50分钟；所述激振器和拾振器可以安装在平台的任意位置。
本申请实施例通过振动时效处理，即采用频谱谐波时效技术，利用其能降低和均化工件内部的残余应力但不降低材料力学性能的特点，使经过人工时效处理的电子束焊接活塞的残余应力进一步降低和均化。
需要说明的是，振动时效处理也可以采用亚共振时效技术达到同样目的，可以在一定程度上降低处理成本。
此外可以理解的是，人工时效处理和振动时效处理是可以不分先后顺序的，即可以先进行振动时效处理，然后再进行人工时效处理，最后的处理效果是相同的，本申请实施例对两者的先后顺序不作限定。
本申请实施例利用将人工时效和振动时效结合在一起按顺序实施的复合去应力处理方法，即通过采用人工时效使电子束焊接活塞的力学性能提高，达到产品设计要求，同时使活塞的残余应力得到部分消除；通过振动时效处理，即采用频谱谐波时效技术，利用其能降低和均化工件内部的残余应力但不降低材料力学性能的特点，使经过人工时效处理的电子束焊接活塞的残余应力进一步降低和均化。从而实现了在有效去除电子束焊接活塞残留应力的同时，使电子束焊接活塞的力学性能达到产品设计要求。
对按照本申请提供的复合去应力处理方法处理的电子束焊接活塞，进行力学性能和应力降低率测试，结果表明，其力学性能能够达到产品设计要求，应力去除的效果也很明显，因此，该方法在既要求力学性能又要求应力去除效果的铝合金材料去应力处理方法领域，具有良好的应用前景。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本申请实施例所提供的复合去应力处理方法进行详细描述。
此外，由于人工时效处理和振动时效处理不分先后顺序，因此以下实施例均以先进行人工时效再进行振动时效的顺序描述。
实施例1
将所述电子束焊接活塞装入铝合金时效炉，加热到195±10℃保温处理8小时后出炉，在空气中冷却至室温；然后将所述活塞装卡到振动平台上，选择平台上任意位置安装激振器、拾振器，调节激振力为30KN，进行间歇式施振，自动优选含五个振动频率，两个备选频率的最佳频率组振动40分钟。
对所述电子束焊接活塞进行力学性能测试和应力降低率测试，测试结果见表1。
实施例2
将所述电子束焊接活塞装入铝合金时效炉，加热到180±10℃保温处理10小时后出炉，在空气中冷却至室温；然后将所述活塞装卡到振动平台上，选择平台上任意位置安装激振器、拾振器，调节激振力为30KN，进行间歇式施振，自动优选含五个振动频率，两个备选频率的最佳频率组振动50分钟。
对所述电子束焊接活塞进行力学性能测试和应力降低率测试，测试结果见表1。
实施例3
将所述电子束焊接活塞装入铝合金时效炉，加热到210±10℃保温处理5小时后出炉，在空气中冷却至室温；然后将所述活塞装卡到振动平台上，选择平台上任意位置安装激振器、拾振器，调节激振力为30KN，进行间歇式施振，自动优选含五个振动频率，两个备选频率的最佳频率组振动70分钟。
对所述电子束焊接活塞进行力学性能测试和应力降低率测试，测试结果见表1。
表1
由表1可知，通过本申请提供的复合去应力处理方法所处理的电子束焊接活塞，具有抗拉强度高和应力降低率高的特点，能够在有效去除电子束焊接活塞残留应力的同时，使电子束焊接活塞的力学性能达到产品设计要求。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (4)
1.一种复合去应力处理方法，用于去除铝合金电子束焊接活塞的残留应力，其特征在于，包括：
人工时效处理：将所述活塞装入铝合金时效炉，加热到170℃～220℃的范围内进行保温处理5～10小时后出炉，在空气中冷却至室温；
振动时效处理：采用频谱谐波时效振动40～70分钟；
所述频谱谐波时效包括：
将所述活塞刚性装卡在振动平台上；
在所述振动平台上安装激振器和拾振器，调节激振力，通过激振器作间歇式施振，获得所述活塞的谐振频率；
根据所述谐振频率自动选择含五个振动频率和两个备选频率的最佳频率组进行振动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保温处理的温度为190℃～200℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保温处理的时间为8～10小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用频谱谐波时效振动的时间为40～50分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102436680A CN101906599B (zh) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 一种复合去应力处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102436680A CN101906599B (zh) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 一种复合去应力处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101906599A CN101906599A (zh) | 2010-12-08 |
| CN101906599B true CN101906599B (zh) | 2012-05-23 |
Family
ID=43262179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102436680A Active CN101906599B (zh) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 一种复合去应力处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101906599B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102513747B (zh) * | 2011-12-16 | 2015-02-11 | 重庆水轮机厂有限责任公司 | 大型水轮机、发电机坯件焊接后去应力方法 |
| CN102828015A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-12-19 | 中南大学 | 一种镁、铝合金材料或构件的时效振动复合热处理方法 |
| CN102787230A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-11-21 | 天津赛瑞机器设备有限公司 | 一种降低长轴类工件应力的工艺 |
| CN104132159B (zh) * | 2013-08-25 | 2017-02-15 | 温州昌佳阀门有限公司 | 一种两片式球阀及其后期加工工艺 |
| CN103602934B (zh) * | 2013-11-14 | 2017-01-04 | 北方工业大学 | 一种提高铝基复合材料尺寸稳定性的频谱谐波处理方法 |
| CN103589855B (zh) * | 2013-12-03 | 2015-01-07 | 北京航空航天大学 | 一种冷振复合残余应力均化的方法 |
| CN106148863B (zh) * | 2015-04-17 | 2018-02-13 | 首都航天机械公司 | 铸造铝合金薄壁环形结构件应力消除与尺寸稳定方法 |
| CN104846302B (zh) * | 2015-06-02 | 2017-01-18 | 湖南大学 | 一种保持铝合金强度降低淬火残余应力的时效热处理方法 |
| CN106048188A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-10-26 | 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 | 一种活塞销孔强化处理方法 |
| CN106939371B (zh) * | 2017-05-03 | 2018-12-07 | 河南北方红阳机电有限公司 | 一种消除内应力提高超高强度钢薄壁工件尺寸精度方法 |
| CN108531689A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-14 | 大连理工大学 | 一种针对汽车碰撞吸能盒的残余应力消除方法 |
| CN109488680A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-03-19 | 顾康明 | 凸轮曲轴连杆组件及其生产工艺 |
| CN109440031A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-08 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 机载共形曲面薄壁件的应力处理方法 |
| CN110026478B (zh) * | 2019-04-30 | 2024-05-03 | 中国民用航空飞行学院 | 基于气压加载的振动蠕变复合时效渐进成形的方法和装置 |
| CN110656235A (zh) * | 2019-10-26 | 2020-01-07 | 贵州航天风华精密设备有限公司 | 一种镁合金薄壁筒形铸件的振动时效方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2892371Y (zh) * | 2006-01-17 | 2007-04-25 | 德州德隆(集团)机床有限责任公司 | 数控外圆珩磨机 |
| CN1970217A (zh) * | 2005-11-23 | 2007-05-30 | 北京东方逸腾数码医疗设备技术有限公司 | 一种c形臂制作方法 |
| CN101705349A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-05-12 | 东华大学 | 利用铸铁轧辊铸坯余热的热振复合时效处理的方法 |
| CN101705350A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-05-12 | 东华大学 | 利用铸铁轧辊预热热量的热振复合时效处理的方法 |
| CN101724743A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-06-09 | 东华大学 | 利用铸铁轧辊工作余热的热振复合时效处理的方法 |
-
2010
- 2010-07-29 CN CN2010102436680A patent/CN101906599B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1970217A (zh) * | 2005-11-23 | 2007-05-30 | 北京东方逸腾数码医疗设备技术有限公司 | 一种c形臂制作方法 |
| CN2892371Y (zh) * | 2006-01-17 | 2007-04-25 | 德州德隆(集团)机床有限责任公司 | 数控外圆珩磨机 |
| CN101705349A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-05-12 | 东华大学 | 利用铸铁轧辊铸坯余热的热振复合时效处理的方法 |
| CN101705350A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-05-12 | 东华大学 | 利用铸铁轧辊预热热量的热振复合时效处理的方法 |
| CN101724743A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-06-09 | 东华大学 | 利用铸铁轧辊工作余热的热振复合时效处理的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中国机械工程学会铸造分会.振动时效.《铸造手册》.机械工业出版社,2002,第1卷272-273. * |
| 刘世琪.铝合金时效强化工艺的设计与研究.《天津大学硕士学位论文》.2009,第30页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101906599A (zh) | 2010-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101906599B (zh) | 一种复合去应力处理方法 | |
| Hung et al. | Investigations on the material property changes of ultrasonic-vibration assisted aluminum alloy upsetting | |
| CN108220851B (zh) | 一种金属结构件及其加工方法 | |
| CN108531836A (zh) | 一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术 | |
| CN106148863B (zh) | 铸造铝合金薄壁环形结构件应力消除与尺寸稳定方法 | |
| CN102912265A (zh) | 一种铝合金车轮热处理工艺 | |
| CN102828015A (zh) | 一种镁、铝合金材料或构件的时效振动复合热处理方法 | |
| CN103469132B (zh) | 一种提高镁合金材料强度和韧性的处理方法 | |
| CN106637013B (zh) | 一种提高Ti2AlNb基合金高温强度的热处理方法 | |
| CN103469128B (zh) | 一种提高铝合金材料强度和韧性的处理方法 | |
| CN103131970B (zh) | 一种铝合金时效处理方法 | |
| CN103510028B (zh) | 轻合金材料强度和韧性的增强处理方法 | |
| RU2013115426A (ru) | Улучшенные алюминиевые сплавы 2ххх и способы их получения | |
| CN106947930A (zh) | 一种钛合金板材变形损伤的修复处理方法 | |
| CN103320730A (zh) | 一种结合高能超声处理的镁合金热处理方法 | |
| CN102061414B (zh) | 高塑性镁合金及其制备方法 | |
| CN107475649A (zh) | 提高各向同性超强耐蚀铝合金轧制板材性能的热处理方法 | |
| CN102051565B (zh) | 一种铍青铜合金的形变强化和时效强化工艺方法 | |
| CN110643912A (zh) | 一种热轧铝合金环件振动热处理工艺方法 | |
| CN101736213A (zh) | 一种通过超声处理使非晶合金强韧化的方法 | |
| CN107937844A (zh) | 一种铝合金残余应力消除方法 | |
| CN104099542A (zh) | 铝合金大锻件的热处理方法 | |
| CN204302089U (zh) | 温度冲击环境试验箱提篮装置 | |
| CN104046857B (zh) | 一种宽频段高阻尼铝合金及其制备方法 | |
| CN108929936A (zh) | 一种汽车减震系统用零件热处理工艺及热处理托料框 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |