振动时效(VSR)工艺

热时效（TSR）工艺是目前还在广泛采用的传统机械加工方法，其原理是用炉窑将金属结构件加热到一定温度，保温后控制降温，达到消除残余应力的目的，可以保证加工精度和防止裂纹产生。TSR工艺广泛应用于几乎所有机械产品生产厂，在中国有几万家企业每年有数十万吨的机械金属结构件采用TSR，其所消耗的重油、电、煤气和原煤折合标准煤为140-240kg／吨左右，由此可见TSR工艺耗能已不容忽视，其对环境造成的污染之大也是有目共瞩的。TSR工艺的基本工装低温时效炉目前造价约为人民币4000元/立方米左右，年维护费用为人民币300-400元/立方米，加上运输、其它辅助工作（如去除氧化皮等），每吨金属结构件的处理费用将高达人民币400-600元。

自然时效(NSR)是将工件长时间露天放置（一般长达六个月至一年左右），利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放，由于周期太长和占地面积大，仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想，目前应用的较少。

振动时效（VSR）工艺是一种可完全取代TSR和NSR的工艺，其原理是用振动消除残余应力，可达到TSR 工艺的同样效果，并在许多性能指标上超过TSR。VSR工艺耗能少（是TSR的２％左右）、设备投资少和效率高，其在节能、减少环境污染和提高产品性能方面有卓越的表现，使得这一高新技术在各行各业中有广泛的应用前景。

VSR工艺在我国的应用已有二十多年的历史，但其较具规模的应用却不到十年，影响其广泛应用的原因主要是设备制造技术的相对落后。在二十世纪九十年代以前，我国生产的振动时效设备普遍存在技术陈旧、故障率高、操作复杂和体积笨重等缺点，使用设备的企业往往对其又爱又怕，爱的是其带来的可观利益，怕的是其娇嫩易坏，有统计表明该时期设备带病率几乎为100%，其维护复杂也使相当多的技术人员谈虎变色。进入九十年代，一种全新概念的新型设备“TZ21智能型振动时效装置”在深圳出现，在短短的一年左右就普及大江南北，使一些“行业专家”大跌眼镜，其独创的全软件控制、模板组合硬件结构、编程全自动操作等新技术，使故障率大幅度降低、操作相对简化和体积、重量减少，其可观的销售业绩已说明其在中国市场上的成功。“RSR系列、RSR2000系列、RSR3000系列全自动消除应力专家系统”更是青出于蓝而胜于蓝。这些先进设备的出现，使振动时效工艺的普及有了良好的基础。

VSR（Vibration Stress Relief）这个术语表示一个使金属结构件尺寸稳定的物理过程，这个过程的结果是解决加工过程中和加工后的变形，它是利用受控共振对工件进行处理，在工业技术高度发达的今天已使这个过程得以实现。

金属结构件在铸造、焊接、锻压和机械切削加工过程中，由于热胀冷缩和机械力造成的变形，在工件内部产生残余应力，致使工件处于不稳定状态，降低工件的尺寸稳定性和机械物理性能，使工件在成品后使用过程中因残余应力的释放而产生变形和失效。为消除残余应力，传统的工艺方法是采用自然时效和热时效，热时效（TSR）前面有介绍，自然时效是将工件长时间露天放置（一般长达六个月至一年左右），利用环境温度的不断变化和时间效应使残余应力释放，由于周期太长和占地面积大，不适应批量生产和效果不理想，目前应用的很少。

振动时效（VSR）对降低或匀化金属结构件的残余应力，提高抗动载变形能力，稳定尺寸精度和防止裂纹有非常好的效果：

⑴降低工件内残余应力（峰值）30%-80%，与传统的热时效（TSR）相当，工件无氧化脱碳现象，无需清理氧化皮，减少了辅助工时。

⑵与TSR相比提高了工件抗载荷变形能力，VSR工艺的应用使工件抗静载变形能力提高30%以上，抗动载变形能力提高1-3倍多。

⑶是目前超大型结构件和多种材料组合的结构件唯一时效方法，VSR还适用于二次时效（一般在半精加工后），是唯一不受场地、环境、工序和工件形状限制的处理方法。