[发明专利]一种利用湍急水流消除铸件残余应力的方法

说明书

本发明提出了一种利用湍急水流消除铸件残余应力的方法，属于机械加工质量及控制领域。解决了现有消除残余应力的方式存在处理时间长，需要借助专用处理设施，费用较高、能源消耗大的问题。它包括将待消除残余应力的第一铸件放置在料框的底部，将活动挂杆与料框顶部相连，活动挂杆通过挂绳与待消除残余应力的第二铸件相连，挂绳的数量为多个，每个挂绳上均连接一个第二铸件；将摆放好铸件的料框放置到湍急水流中；两个月后，将活动挂杆上连接的第二铸件放置到料框的底部，将料框的底部的第一铸件连接到活动挂杆上，继续放入湍急水流中；两个月后，将第一铸件和第二铸件取出，完成铸件残余应力的消除。它主要用于消除铸件的残余应力。

技术领域

本发明属于机械加工质量及控制领域，特别是涉及一种利用湍急水流消除铸件残余应力的方法。

背景技术

残余应力是指在消除外力或不均匀的温度场等作用后，仍留在物体内的自相平衡的内应力。机械加工和强化工艺都能引起残余应力。如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等，因不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，残余应力会引起零件发生翘曲、扭曲变形甚至开裂，或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便出现裂纹和断裂。零件的残余应力大部分都可通过适当的热处理消除。残余应力有时也有有益的方面，它可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。

现有减少或消除残余应力的措施主要包括自然时效处理、热处理时效、振动时效处理和超声冲击，自然时效处理是将工件放置于室外，任其“风餐露宿”，在静置过程中释放和消除残余应力。耗费时间太长，一般需要1-2年；热处理时效是传统的消除残余应力的方法，又称为人工时效。它借助热处理设施，将工件由室温缓慢、均匀加热至600℃左右，并在此温度保温4-8h，而后温度缓慢冷却到120℃以下，再出炉冷却至室温。这种方法消除残余应力的效果很好，但不能满足所有的工件进行应力消除，而且其工艺要求严格，需要借助热处理设施，费用较高，还会造成污染；振动时效处理是利用专有设备使铸件在周期性外力作用下发生共振，使工件内部的微观组织晶粒发生滑移和晶内孪生，从而削减残余应力的峰值，改善和均衡工件原有的残余应力的分布，从而消除并均化残余应力，稳定工件尺寸，需有专用的振动时效设备，难以广泛应用；超声冲击是通过换能器将超声频的电流转换成同频率的机械振动，这种机械振动通过冲击针传递到待处理金属表面，使其一定深度的表层金属产生压缩塑性变形，以消除拉伸残余应力，并使得尖锐过渡处曲率半径变大，降低应力集中系数，需有专用的超声冲击设备，难以广泛应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种利用湍急水流消除铸件残余应力的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种利用湍急水流消除铸件残余应力的方法，它包括以下步骤：

步骤一：将待消除残余应力的第一铸件放置在料框的底部，将活动挂杆与料框顶部相连，活动挂杆通过挂绳与待消除残余应力的第二铸件相连，挂绳的数量为多个，每个挂绳上均连接一个第二铸件；

步骤二：将摆放好铸件的料框放置到湍急水流中，利用湍急水流微团消除铸件残余应力；

步骤三：两个月后，将活动挂杆上连接的第二铸件放置到料框的底部，将料框的底部的第一铸件连接到活动挂杆上，继续放入湍急水流中；

步骤四：两个月后，将第一铸件和第二铸件取出，完成铸件残余应力的消除。

更进一步的，所述步骤一中活动挂杆的数量为多个，每个活动挂杆上均设置有若干个挂绳，每个挂绳上均吊接一个待消除残余应力的第二铸件。

更进一步的，所述步骤一中活动挂杆上方放置若干个第三铸件。

更进一步的，所述步骤一中活动挂杆上连接有若干个吊铃，吊铃设置在相邻第二铸件之间。