一般的振動(dòng)時(shí)效激振頻率在200Hz 以?xún)?,而高頻微觀(guān)激振時(shí)效指的是采用高頻機械振動(dòng)信號(頻率大于1kHz)激勵構件,使構件晶體發(fā)生“局部微觀(guān)共振”(即微觀(guān)晶?;騺喚б饬x上的共振),以此讓因位錯而處于亞穩定狀態(tài)的晶粒獲得能量而劇烈運動(dòng),克服周?chē)ЯJ`回到原先更加穩定低能的平衡位置上,從而使構件內部微觀(guān)位錯減少,削弱或消除宏觀(guān)殘余應力,實(shí)現振動(dòng)時(shí)效的意義與目的。
該工藝的優(yōu)點(diǎn)是:
傳統振動(dòng)時(shí)效機理是由于周期性振動(dòng)輸入,金屬位錯發(fā)生滑移使晶體微觀(guān)塑形變形,內部應力場(chǎng)改變,使殘余應力得以重新分布,峰值下降。因位錯塞積開(kāi)通、滑動(dòng)容易使晶粒破碎形成亞晶界,這一過(guò)程將導致位錯密度升高,由此提高金屬的臨界切應力,從而使余下位錯不再易滑動(dòng),工件尺寸穩定。
而高頻振動(dòng)時(shí)效與此不同,其高階共振機理使得位錯密度減小,晶粒本身回到幾乎無(wú)應力的原始狀態(tài),消除殘余應力效果更明顯,也將獲得更加可靠的尺寸穩定性;同時(shí),根據機械振動(dòng)模態(tài)分析理論,物體的高階模態(tài)比低階模態(tài)振型具有更多的節點(diǎn)及峰值與谷值。高頻激振激發(fā)出的晶粒高階模態(tài),使得金屬材料在整體上能量均勻分布,內應力也更加均化;再者,高頻激振時(shí)效是一種微觀(guān)激振,對于構件來(lái)說(shuō),振幅小,產(chǎn)生的宏觀(guān)變形量也極小,不易導致因時(shí)效處理帶來(lái)的工件破壞與損傷;此外,高頻激振裝置一般體積較小,不僅便于處理大型構件的微小結構處,更加能夠適用于微型構件,使得振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的應用面得以拓展。
高頻激振時(shí)效設備的研發(fā)在我國起步較晚,但也已形成了一些技術(shù)成熟產(chǎn)品??偟膩?lái)看,應用形式主要集中于超聲時(shí)效技術(shù),低于超聲波頻率范圍的高頻激振時(shí)效應用并不多見(jiàn)。分析其原因,在于高頻激振時(shí)效的機理研究尚未做到量化程度,時(shí)效處理效果的判定尚無(wú)確切標準,加之超聲時(shí)效技術(shù)的突出優(yōu)勢,使得一般意義上的高頻振動(dòng)時(shí)效難以獲得較大推廣空間。