铝合金材料加工后内部产生的应力去除方法

 
      铝合金材料在工业生产过程中使用比较多的一种有色金属,经过各种生产加工,内部会产生一定的应力,需要通过有效的方法来消除该应力,确保材料性能长久稳定。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中大量应用。
      铝合金在工艺加工尤其机加工过程中容易产生较大的应力变形导致尺寸超差报废,一些没有在当时变形超差的也往往在装机后产生变形导致更大的系统问题。现行的几种铝合金去应力方法包括热时效去应力、振动时效去应力、机械拉伸、装模校正及深冷复合去应力等方法。
热时效去应力一般针对中小零件,是一种传统的去应力方法,由于很多铝合金材料对温度非常敏感,所以限制了时效温度不能太高,否则将降低材料的强度。所以通常热时效在不高于200℃温度进行,因此去应力效果只能去除大约10-35%。
      振动时效去应力:是利用一受控振动能量通过夹持在被加工产品表面的激振器作用于被加工产品,在某一特定频率下进行振动处理,从而达到释放、降低工件残余应力的目的。该种加工方法常见于大型结构件、焊接及铸造件的去应力处理,去除效果大约在50-60%。
      机械拉伸法消除应力:将淬火后的铝合金板材,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形,使残余应力得以缓和与释放。有关研究结果表明,机械拉伸法最高可消除90%以上的残余应力。但该种方法仅适合于形状简单的零件,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高,多用于铝加工工厂。
      装模校正冷压法去应力:在一个特制的精整模具中,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金产品上某些部位的残余应力得到释放的同时,有可能使其他部位的残余应力增大。另外,鉴于工件本来就己存在很大的残余应力,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳,而且通制作整形模具的成本也较高,整形操作的难度也较大,因此该种方法的局限性是在实际操作中难以应用。
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