鍛打、鍛造、鍛鋼閥門工藝介紹:
鍛打、鍛造、鍛鋼閥門簡單說是用于鍛打的鋼制閥門,鍛鋼是指采用鍛造方法而生產(chǎn)出來的各種鍛材和鍛件。鍛鋼件閥門的質(zhì)量比鑄鋼件高,能承受大的沖擊力作用,塑性、韌性和其他方面的力學性能也都比鑄鋼件高,所以凡是一些重要的機器零件都應當采用鍛鋼件,鍛鋼一般用于高壓管道。具有組織細密,適用于高壓工況的特點。
鍛造是鍛壓的兩大組成部分之一,機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,多采用鍛件,形狀較簡單的可用軋制的焊接件,型材板材除外。通過鍛造能消除金屬材料的焊合孔洞和鑄態(tài)疏松。
正確地選擇鍛造比對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。鍛造材料主要是有碳素鋼,不銹鋼和合金鋼。鍛造比是指金屬在變形前的橫斷面積與變形后的模斷面積之比。材料的原始狀態(tài)有鑄錠、棒料、液態(tài)金屬和金屬粉末等。
鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件,鍛造是通過鍛壓機械對金屬毛坯施加壓力,使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定形狀和尺寸且機械性能較好的加工方法。
鍛打、鍛造、鍛鋼閥門結(jié)構(gòu)工藝:
閥體的質(zhì)量和性能直接影響到閥門運行的壽命及其安全性。因此,在閥門工作環(huán)境惡劣或?qū)ζ浒踩砸筝^高的情況下,應采用鍛造閥體。對于DN50以下的閘閥、截止閥、止回閥等,國內(nèi)大部分采用了整體鍛造成形后焊接兩端法蘭的工藝,也有廠家連通法蘭一起鍛造成型。而對于2寸以上大口徑的閥體,由于缺乏鍛造成形所需要的重型多向鍛造設(shè)備,要實現(xiàn)國產(chǎn)化的大型整體鍛造件還有一定的難度。所以,許多廠家從國外進口大型閥體鍛件,或者與外國一些企業(yè)合作研制使用鍛焊閥體件。臺臣就介紹一種采用剪一擠成形新技術(shù),利用其節(jié)能省力的優(yōu)點,通過對閥體成形工藝的試驗研究,得出大型鍛鋼閥閥體剪一擠成形工藝參數(shù)。
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剪一擠成形過程是以剪切變形為主的金屬塑性加工過程。該成形工藝的基本力學特點是能使擠壓力大帽度降低。從而也極大地降低了成形過程所需設(shè)備的噸位。圖l為枝叉類零件剪一擠成形的原理筒圖。圖中虛線為剪一擠成形過程中剪切變形帶位置。除了在虛線附近發(fā)生大的剪切變形外。整個毛坯其余部分僅發(fā)生較小的其他方式的變形。在沖頭的作用下。兩條剪切帶中間部分的金屬以近似平移的方式流向模具凹腔, 形成枝叉。對于圖2所示兩個枝叉的截止閥閥體。則是先剪一擠成形上枝叉然后成形下枝叉,兩個枝叉成形可以在沖頭一次行程下完成。
閥體進行剪~擠戚形的生產(chǎn)性工藝試驗研究之前,先采用t/3尺的縮比件進行物理模擬研究,得出剪一擠成形的參考工藝參數(shù), 以此制定生產(chǎn)性工藝試驗參數(shù)。以DN100的截止閥閥體工藝為例,通過生產(chǎn)性工藝試驗研究。得出剪一擠成形材料為20鋼的DNlOOmm截止閥閥體的工藝參數(shù)為:毛坯試件加熱溫度1200℃,模具預熱100~300"C。采用石墨水劑為潤滑劑。沖頭為圓錐形,沖頭直徑~'108mm。 試件為帶法蘭的毛坯件。試驗設(shè)備為lO00t離合器式螺旋壓力機,其有關(guān)工作參數(shù)如表l所示。在鍛造下的力學性能如。根據(jù)壓力機工作參數(shù)以及試件剪一擠形的工藝特點設(shè)計了一套模具。試驗前先根據(jù)模擬試驗結(jié)果、實際鍛件尺寸以及鍛件材料的力學性能計算所需的擠壓力大小。經(jīng)計算表明,1O00t壓力機可以滿足戚形需要。
在中小型設(shè)備上實現(xiàn)了對大口徑截止閥閥體的鍛造成形, 驗證了剪一擠成形工藝節(jié)能省力的特點。可以在國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備上成形整體鍛造大型截止閥閥體。另外。利用剪一擠戚形技術(shù),可以研究三通管及其他大型枝叉類零件的鍛造成形。
鍛造按成形方法可分為:
(1)閉模式鍛造(模鍛)。可分為模鍛、旋轉(zhuǎn)鍛、冷鐓、擠壓等,將金屬坯料放在具有一定形狀的鍛模內(nèi)受壓變形而獲得鍛件。按變形溫度分為冷鍛(鍛造溫度為常溫),溫鍛(鍛造溫度低于坯料金屬的再結(jié)晶溫度),熱鍛(鍛造溫度高于再結(jié)晶溫度)。
(2)開式鍛造(自由鍛)。有手工鍛造和機械鍛造兩種方式,將金屬坯料放在上下兩個砧塊(抵鐵)間利用沖擊力或壓力使金屬坯料產(chǎn)生變形從而獲得所需要鍛件。
鍛鋼閥門和鑄鋼閥門對比:
鑄鋼閥門用以澆注鑄件的鋼。鑄造合金的一種。鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼3類。 鑄鋼是指采用鑄造方法而生產(chǎn)出來的一種鋼鑄件。鑄鋼主要用于制造一些形狀復雜、難于進行鍛造或切削加工成形而又要求較高的強度和塑性的零件。
鑄鋼缺點在于相比鍛鋼沙眼缺陷較大,且組織緊密程度,強度不如鍛鋼,因此在高壓高溫、管道重要部位一般采用鍛鋼閥門為主。
鍛打、鍛造、鍛鋼閥門工藝的改進方法:
需要采用專用脹頭,以裝配后的閥門進出通道(通道直徑公差加以適當控制)作為定位基準,兩端同時擴脹。鍛鋼閥體回彈彌補量大于閥座回彈量,閥體孔緊緊包住閥座,無間隙,密封性好。所以,必須嚴格控制軸向載荷。當閥座壓貼至閥體后,須使閥體內(nèi)壁在彈性限度內(nèi)變形,以保證脹力消失后,閥體內(nèi)壁回彈,彌補閥座回彈,使它們之間互相貼緊,故要限制最大軸向載荷。
為防止有過大的裝配應力存在,要求鍛鋼閥門閥座尾部材料強度不易高,塑性好及硬度低,并控制裝配載荷。同時,為保證閥座壓配后回彈量小,應有足夠的位移,并使閥座尾部長不小于其壁厚的兩倍。采用“裝后壓”工藝,可保證產(chǎn)品質(zhì)量,鍛鋼閥門閥座加工方便,提高裝機配效率。