模冷壓法是在一個特制的精整模具中,通過嚴格控制的限量冷整形來消除復雜形狀鋁合金模鍛件中的殘余應力。事實上“模壓”這種叫法不夠確切,因為其主要作用機理是使鋁合金模鍛件的局部材料受“拉伸”或者“壓縮”作用。當精整模具壓下時,精整凸模嵌入到鋁合金模鍛件端面、緣(筋)條的拔模斜度上,實際上使模鍛件的腹板部分產生“拉伸”作用。因此,該種方法是調整而不是消除零件的整體應力水平,它使鋁合金模鍛件上某些部位的殘余應力得到釋放的同時,有可能使其他部位的殘余應力增大。另外,鑒于鋁合金模鍛件本來就己存在很大的殘余應力,模壓變形量過大將可能引起冷作硬化、裂紋和斷裂;而變形過小則使應力消除效果不佳,因此該種方法的局限性是在實際操作中難以精確控制模壓變形量。

深冷處理法也稱冷穩定處理法,按工藝可劃分為深冷急熱法與冷熱循環法兩種。其中深冷急熱法是將含有殘余應力的零件浸入-196℃的液氮中深冷,待內外溫度均勻后又迅速地用熱蒸汽噴射,通過急熱與急冷產生方向相反的熱應力,借此抵消原來的殘余應力場。有關研究表明,在選擇合適的工藝參數條件下,深冷急熱法可降低 20-84%的殘余應力。深冷處理的最大優點是在有效消除殘余應力的同時,可改善(至少不降低)材料的強度、硬度、耐磨性與組織穩定性。由于深冷處理對零件的尺寸與形狀沒有限制,因此適合于形狀復雜的模鍛件與鑄件。在切削加工前進行深冷處理還可明顯改善鋁合金加工時易產生的嚴重加工變形傾向,提高材料的組織穩定性。然而,現有的相關研究指出,深冷處理只能消除熱處理溫度梯度產生的殘余應力,而不能有效消除機械加工、冷成形等不均勻塑性變形產生的殘余應力,對焊接殘余應力的消除效果也不佳.

E. 振動消除法：

振動消除殘余應力法的工作原理是用便攜式強力激振器,使金屬結構產生一個或多個振動狀態,從而產生如同機械加載時的彈性變形,使零件內某些部位的殘余應力與振動載荷疊加后,超過材料的屈服應力引起塑性應變,從而引起內應力的降低和重新分布。現有的相關研究指出,當鋁合金在剛剛進行了淬火后的不穩定狀態(0-2 小時內)進行振動消除,效果最佳,殘余應力最大可降低 50-70%;若在淬火后放置 360 小時進行振動時效后測試,殘余應力只能消除 10%-20%。振動消除應力(VSR)技術具有高效節能,工藝簡單方便,適用性強等特點,對零件沒有形狀與尺寸限制,尤其適合于大型復雜結構件,是一種很有發展前途的工藝方法。另外,經過振動時效后的鋁合金構件具有良好的尺寸穩定性,在后續的機械加工中不易產生加工變形。但目前對振動時效工藝的機理還不充分,國內外對它應用于鋁合金結構件中的適宜性也存在爭議.

F. 機加后時效去應力法：

博望power 鋁合金專用時效爐是在鋁材機械加工時釋放出鋁材本身殘存的內應力和因機加工而產生的內應力，得以有效消除的裝備。此工藝的最大優點：不降低鋁材的硬度、不改變鋁材的化學性能、機械性能和物理性能，鋁材的強度、密度、形狀不受任何影響，志在消除因機械加工而產生或釋放出鋁材內應力，達到穩定鋁材工件精度，或受外界溫度變化而引起的工件精度偏差，以及縮小加工余量，從而提高產品成品合格率，降低企業成本的目的！

除了上述方法以外,近年來,國際上還報告了形變熱處理法,脈沖磁處理(PMT)法等殘余應力消除技術,但相關工藝尚不成熟。

總結近幾年國內外評價有關消除殘余應力工藝效果的文獻,現有鋁合金結構件鍛件毛坯殘余應力消除 技術中,機械拉伸(壓縮)法可達 90%左右,不足之處是要求零件形狀簡單,對毛坯材料成分和組織均勻性要求較高,適用范圍狹窄。恒溫時效法 10~35%;振動消除法 20-70%;深冷處理法 25%~83%；機加后時效消除法90-98%。因此,原有工藝技術與方法尚無法從根本上消除鋁合金結構件、鍛件毛坯中的殘余應力，現博望金屬推出 power 機加后時效消除法，依托以色列軍工技術，馬來西亞工程技術人員的不懈努力，業已成功推向市場。已經在吹瓶吹塑模、鞋模、3C 產品得到有效驗證，反映頗具好評！

特別鳴謝馬來西亞 Paul  Lim 提供以色列軍工技術為博望 power 鋁合金專用時效爐提供

技術支持與顧問！

工欲善其事，必先利其器！

編輯整理：東莞市博望金屬材料有限公司

服務熱線：400-663-7075