振动时效工艺是通过专用的时效设备，使被处理的工件产生共振。通过共振将一定的振动能量传递到工件的所有部位，使工件内部发生微观的塑性变形。歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态，从而使工件内部的残余应力得以消除和均化，最终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂，保证工件尺寸精度的稳定性。
从宏观的角度分析，振动时效使零件产生塑性变形，降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。由振动时效的加载试验结果可知，振动时效件的抗变形能力不仅高于未经时效的零件，也高于经热时效处理的零件。
从微观方面分析，振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加的动应力。
从错位、晶格滑移等金属学理论上解释，其主要观点是振动时效处理过程实际上是通过在工件的共振状态下，给工件的每一部位（晶格）施加一定的动能量，如果施加的这个能量值与微观组织本身原有的能量值之和，足以克服微观组织周围的井势（恢复平衡的束缚力），则微观区域必然会产生塑性变形，使产生残余应力的歪曲晶格得以慢慢地恢复平衡状态，使应力集中处的错位得以滑移并重新钉扎，达到消除和均化残余应力的目的。
概括起来讲振动时效的工艺过程分四步进行：
*一步：振前准备。首先用弹性橡胶垫将要时效处理的工件在其节线附近支撑起来，并将激振器用弓形卡具卡紧在工件振动时的波峰处，将传感器用磁座吸紧在工件上，并用专用电缆线将激振器、传感器和控制器连接起来。这一步称为准备过程。（工件的支撑、激振器的装夹位置、传感器的放置位置有严格的工艺要求）
第二步：振前扫描。振动时效设备以扫描的方式自动检测被时效处理工件的固有共振频率和应该给工件振动能量的大小，并绘出曲线和具体数值。这一步称为振前扫描。
第三步：振动处理。振动时效设备以第二步测得的参数为依据，自动确定出对工件进行振动处理的振动频率，并对工件进行振动时效处理，在处理过程中随时检测振动参数和工件残余应力的变化，当残余应力不再消除时即适时停止处理过程。这一步称为时效处理过程。
第四步：振后效果检验。振动处理完毕后，振动时效设备自动对被时效处理工件的参数进行再一次检测，以便依据国家机械行业标准对振动时效效果进行判定。这一步称为振后扫描。
与传统的自然时效和热时效相比，振动时效具有如下特点：
（1）时效效果好。大量的研究和实际应用证明，振动时效对工件的时效效果（工件的尺寸稳定性）好于热时效炉。不仅能克服热时效炉炉温不均而造成消除应力不均匀之难题，而且避免了工件因加热而降低其抗变形能力的影响。因此工件的尺寸稳定性提高了。
（2）使用方便。振动时效设备体积小、重量轻，便于携带。不受工件大小和材质的限制。
（3）符合环保要求。整个振动时效过程避免了热时效的烟气粉尘等污染源。
（4）投资少。与热时效相比，它无需庞大的时效炉，可节省占地面积与昂贵的设备投资。且是一次性投资，可满足长期使用。
（5）节能显著。振动时效处理一个周期只用几度电，其能源消耗仅为热时效的3%，成本仅为热时效的8%。
（6）生产周期短。自然时效至少需半年的长期放置，热时效亦需经数十小时的周期方能完成，而振动时效一般只需振动十几分钟即可完成。
（7）振动时效操作简便，易于实现机械化和自动化。可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。 |
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