由于彈性元件在毛坯鍛造、機械加工、熱處理、表面打磨、電阻應(yīng)變計粘貼和加壓固化等工藝過程中產(chǎn)生各種殘存應(yīng)力。隨著時間和使用條件的變化不斷松弛釋放,而造成測力傳感器的性能不穩(wěn)定,主要表現(xiàn)在零點和靈敏度不穩(wěn)定。
為使測力傳感器彈性體在生產(chǎn)過程中渡過初始不穩(wěn)定期,采用工藝手段模擬各種使用條件進行試驗,使其盡快穩(wěn)定的工藝稱為穩(wěn)定性處理,也稱人工老化試驗。測力傳感器釋放殘存應(yīng)力的穩(wěn)定性處理方法,除制造工藝流程中常用的溫度老化和電老化處理外,主要有兩種方法,即熱處理法和機械法,今天我們來著重的說一說熱處理法。
(1) 反淬火法
國內(nèi)也稱深冷急熱法,將鋁合金彈性元件置于-196℃的液氮中,保溫12小時后,迅速用新生的高速蒸汽噴射或放入沸水之中,因深冷與急熱產(chǎn)生的應(yīng)力方向相反而相互抵消,達到釋放殘存應(yīng)力的目的,試驗表明,采用液氮———高速蒸汽法可降低殘存應(yīng)力84%,采用液氮———沸水法可降低殘存應(yīng)力50%。
(2) 冷熱循環(huán)法
冷熱循環(huán)穩(wěn)定性處理工藝為- 196℃×4小時/190℃×4小時,循環(huán)3次,可使殘存應(yīng)力下降90%左右,并且組織布局穩(wěn)定,微量塑性變形抗力高,尺寸穩(wěn)定性好,釋放殘存應(yīng)力的效果如此明顯,一是因為加熱時原子熱運動能量增加,點陣畸變減小或消失,內(nèi)應(yīng)力下降,上限溫度越高,原子熱運動越大塑性越好,越有利于殘存應(yīng)力釋放;二是因為冷熱溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力與殘存應(yīng)力相互作用,使其重新分布而獲得殘存應(yīng)力下降的效果。
(3) 恒溫時效法
恒溫時效即可消除機械加工產(chǎn)生的殘存應(yīng)力,又能消除熱處理引入的殘存應(yīng)力,LY12硬鋁合金在200℃高溫下恒溫時效時,殘存應(yīng)力釋放與時效時間關(guān)系表明,保溫24小時,可使殘存應(yīng)力下降50%左右。