重慶閥門的鍛造工藝

鍛件要求材料致密性好、強度高、耐沖擊、耐疲勞。因此,盡管鍛造閥件(如閥體、閥蓋及閥瓣等)
與鑄造閥件相比存在費工、費料等缺點,但在閥門制造業中仍然有著廣泛的應用。
過去,鍛造結構主要用于小口徑閥門,DN50 毫米以上的閥門大多采用鑄造結構。但就現代閥門制
造業績來看,這個界線已不復存在。原因之一是使用工況的要求,如原子能工業系統的強放介質以及化
工系統的極毒介質所需要的高溫高壓閥,對外漏要求都十分嚴格,由于鑄件的內在質量不夠穩定,而不
得不采用鍛造結構。正是由于這個原因,推動著閥件鍛造工藝的發展。就閥門鍛造設備來說,現在已出
現三萬噸級鍛壓機;從鍛造技術來看,較先進技術在閥門制造中已獲得廣泛應用。有最簡單的自由鍛,
有胎模鍛的錘上模鍛等常用鍛造工藝;還有精密模鍛,擺動輾壓、滾鍛、溫鍛、粉末鍛造、液態鍛造。

第一節 下料與加熱
一、下料方法
鍛造生產用的原材料,種類繁多,有各種金屬牌號和非鐵金屬,有不同的截面形狀,不同的尺寸規
格,不同的化學成份,不同的物理化學性質等,所以下料方法也是多種多樣的。生產中常用方法有:剪
切下料;鋸割;車斷;砂輪切割;火焰切割及特殊精密下料等。
1、剪切下料
剪切下料可在剪床、沖床等設備上進行。其特點是效率高,操作簡單,斷口無金屬損耗,模具費用
低,但有其缺點:如壞料局部被壓扁;端面不平整,剪斷面有毛刺及可能產生裂紋。
2、鋸割下料
鋸割下料設備有園盤鋸、條鋸、帶鋸等,
其優點是:下料長度精確,鋸割端面平整。
其缺點是:生產率較低,鋸口材料損耗較大,鋸條、鋸片損耗也較大。
3、車斷、砂輪切割
其特點基本同鋸割。
4、火焰切割
有些坯料截面達大,無法用以上幾種下料方法,用火焰切割都可以解決這一困難。火焰切割主要缺
點是端面質量差、金屬損耗大、精度低、生產率低、勞動條件差。
5、特殊精密下料方法
線切割;電火花切割;電機械鋸割
二、鍛前加熱
金屬坯料的加熱方法,按所采用的熱源不同,可分為火焰加熱與電加熱二大類。
1、火焰加熱
火焰加熱是利用燃料(煤、焦碳、重油、柴油、煤氣和天然氣)在火焰加熱爐內燃燒產生含有大量
熱能的高溫氣體(火焰)通過對流、幅射把熱能傳給坯料表面,再由表面向中心熱傳導而使金屬坯料加
熱。
火焰加熱方法的優點是:燃料來源方便,爐子修造簡單,加熱費用較低,對坯料的適應范圍廣等。
因此,這種加熱方法廣泛用于大、中、小型坯料的加熱。
火焰加熱的缺點是:加熱速度較慢,由于坯料長時間在高溫狀態下,氧化劇烈、氧化皮生成較多,
影響鍛件表面質量、浪費原材料,所以,鍛件重量每加熱一次,燒損量可達3%-5%。且加熱質量不易
控制,坯料的始鍛溫度溫差較大,可能對質量造成影響。由于火焰加熱大部分采用的原料為煤和油,如
燃燒不充分,將生成大量的煙和灰,污染環境、勞動條件較差。
2、電加熱
電加熱是通過把電能轉變為熱能來加熱金屬坯料,一般有感應電加熱,接觸電加熱,電阻爐加熱和
鹽浴爐加熱等。
Page: 1
⑴感應電加熱
感應電加熱原理是將交變電流通入感應器,產生交變磁場,金屬坯料內部產生交變渦流,在渦流發
熱和磁化發熱雙重作用下,直接將金屬坯料加熱。
感應電加熱優點是:加熱速度快,加熱質量好,溫度控制準確,金屬燒損較省(氧化皮生成量 少,
約在0。5%左右),操作簡單,工作穩定,勞動條件好,無環境污染。缺點是:設備投資費用較高,電
能消耗較大,由于坯料直徑不同,感應器的配置也相對較多,必須經常根據坯料直徑大小而更換。
⑵電阻爐加熱
電陰爐即一般的箱式電爐,利用電流通入爐內的電熱體(電阻絲或電阻棒)所產生的熱量,以幅射
與對流傳熱的方式來加熱金屬坯料,高溫電阻爐爐溫可在135℃以上。但這種加熱方式受到電熱體的限
制,熱效率較低,加熱時間長;但對不同直徑、長度的金屬坯料適應范圍較大。
⑶接觸電加熱和鹽溶爐加熱
接觸電加熱原理是以低壓大電流直接通入金屬坯料,由于金屬存在一定電阻,電流通過就會產生熱
量,從而使之加熱。
鹽溶爐加熱原理是利用電流通入爐內電板產生的熱量,把導電介質熔融,通過高溫介質的對流與傳導傳
熱,將埋在介質中的金屬坯料加熱。
第二節 鍛造設備與輔助設備
一、自由鍛錘與壓機
自由鍛錘是利用儲存在鍛錘落下部分的能量使金屬坯料發生變形的一種鍛壓設備,鍛錘的噸位大
小,以鍛錘的落下部分重量表示,例如,鍛錘落下部分重量為500 千克,則稱為500 千克錘,落下部分
重量為750 千克或1000 千克,則稱為750 千克錘和1000(1 噸)錘。
1、空氣錘
空氣錘目前是國內鍛造行業生產的主要設備,以鍛錘落下部分重量來表示空氣錘規格,國產空氣錘
最常用的為65-1000 千克。
空氣錘是依靠電力直接驅動的鍛造設備,投資省,安裝費用低,能源來源容易,見效快。空氣錘打
擊速度快,每分鐘錘擊105-245 次,這種錘十分適應小型鍛件生產,鍛造車間廣泛應用空氣錘進行自由
鍛造和胎模鍛造。
空氣鍛操作時,震動很大,造價低,目前廣泛采用,但是,空氣鍛操作時震動很大,工作噪聲嚴懲
影響周圍建筑物與精密設備的使用,而且工人的勞動條件差、效率低、鍛錘的發展受到限制,目前已逐
步用其它鍛造設備來代替。
2、蒸氣—空氣自由鍛錘
蒸氣—空氣自由鍛錘是利用蒸氣或壓縮空氣作動力來工作時,工作壓力一般為6×105--9×105 帕,
因此,這種鍛錘必須配置鍋爐或空氣壓縮機及管道等,投資較大。
常用的蒸氣—空氣鍛錘的噸位在250-5000 千克之間,目前1000 千克以下的鍛錘已被空氣錘所替代。
3、摩擦壓力機
摩擦壓力機是一種具有鍛錘和壓力機雙重工作特性的鍛造設備,因此,它的工藝性能較廣,可以進
行模鍛、切邊、擠壓、精鍛、彎曲、擠壓等工序。
優點是:設備結構簡單、緊湊、價格較低,操作震動小,基礎簡單,沒有砧灰、勞動條件好、操作
安全、容易維護,且具有頂出裝置,可減少鍛件的模鍛斜度、鍛件質量好,精度較高。
缺點是:每分釧行程次數少,打擊速度低,因摩擦壓力機采用摩擦傳動,所以傳動效率較低,僅為
10-15%左右,而且摩擦壓力機承受偏心載荷能力較差。
4、曲柄壓力機
曲柄壓力機是依靠曲柄的轉動,使滑塊作上、下往復運動進行鍛壓。
優點是:由于滑塊的行程固定,因此所得鍛件精度較高,工作時無震動,無噪音,勞動條件較好,
缺點是:曲柄壓力機造價較高,裝模、調整時難度較大。如果閉合高度未調好,料大,加熱溫度過
低,材料抗力大等情況,將發生卡死(悶車)現象。對坯料加熱質量要求高,不允許有較多的氧化皮,
Page: 2
不能在曲柄壓力機上出坯,只能一次成形。
5、水壓機
水壓機是鍛造大型鍛件的主要設備,我國已能自行設計制造120000 千克以下各種規格自由鍛造水
壓機。水壓機用靜壓力使坯料變形變形速度較慢,有利于金屬的再結晶來消除加工硬化,提高金屬塑性,
降低變形抗力,由于作用在鍛件上的靜壓力時間長,有充分的時間把力傳遞到鍛件中心,將鍛件鍛透,
震動較小,勞動條件較好,逐漸代替大噸位鍛錘,但是操作上沒有鍛錘靈活,而且投資費用大。
二、鍛造輔助設備
鍛造車間勞動強度大,工作條件差,所以必須十分重視利用各種輔助設備來鍛造生產機械化和自動
化的問題。
鍛造輔助設備現在主要有:機械控制的大型加熱爐爐門。爐底可移動或可旋轉的加熱爐,裝出爐操
作機,吊車,輸送機,行車,鍛造操作機等機構化工具,爐溫控制可采用儀表自動控制,用這種種輔助
設備來減輕工人勞動強度,保證產品質量。
第三節 閥門鍛造類型與工藝方法
一、自由鍛造
利用簡單的通用性工具,或直接在鍛錘或水壓機的上下砧之間進行的鍛造,叫做自由鍛造簡稱自由鍛。
自由鍛的特點是工藝靈活性好,鍛造時金屬坯料只有部分與工具或上下砧面接觸,共余則為自由表面,
因而要求設備功率小,適用于單件,小批生產是特大型鍛件的唯一生產方法。
1、鐓粗
使坯料高度減小而橫截面積增大的鍛造工序稱為鍛粗。
在閥門另件中,如法蘭、盲板、閥瓣等另件,就可用鐓粗工藝來成形。
在鐓精工藝中容易產生縱向彎曲,因此在鐓粗時,對坯料的高徑比應有所限制,通常園形截面坯料的高
徑比不大于3.5~4
2、撥長
使坯料橫截面減小而長度增加的鍛造工序稱為撥長。撥長除了用于軸、桿類鍛件成形,常用來改善
內部質量。在閥門生產中,如閥桿、連接軸、螺栓等。
3、沖孔和擴孔
采用沖頭將坯料沖擊透孔或不透孔的鍛造工序稱為沖孔,鍛造各種帶孔鍛件和空心鍛件時都需沖
孔。而減小空心坯料壁厚而增加其內外徑的鍛造工序稱為擴孔。在閥門生產中,另件有帶孔法蘭、金屬
密封圈、閥座等。
4、切割、彎曲、扭轉、錯移
切割----用剁刀將大坯料分割成小坯料或切除鋼錠冒口,鍛件頭部的工序。
彎曲----將坯料彎成所規定外形的鍛造工序
扭轉----將坯料的一部分相對另一部分繞其共同軸線旋轉一定角度的鍛造工序
錯移----將坯料的一部分相對另一部分錯開,但仍保持這兩部分軸線平行的鍛造工序
二、胎膜鍛造及其工藝
胎模鍛是介于自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。它既具有自由鍛設備簡單、工藝靈活,又具有模
鍛在模腔內最終成型的某些特點。因此胎模鍛雖存在很多缺點,但在中、小批量的閥門生產條件下,仍
具有較大的優越性,
1、胎模種類及應用范圍
胎模種類繁多,常用有以下幾種
(1)棒子和扣摸
摔子主要用于加轉體類,軸對稱類鍛件的滾壓成形。
扣模主要用于非回轉體類鍛件的整體或局部扣模成形。
(2)彎曲模
彎曲模顧名思義,用于彎形鍛件的成形或為合模制坯。
Page: 3
(3)套筒模:分為開式和閉式二種
開式套模:在閥門生產中,主要用于法蘭、壓蓋螺母、閥桿螺母、閥瓣、閥瓣蓋、壓板、密封座、
填料壓套等另件。
閉式套模:主要用于無廢邊式鍛件的成形可節約材料與省略切邊工步。
(4)合模
合模是一種通用性較廣的胎模,它適用于各類鍛件的終鍛成形,特別是非回轉類復雜開頭的鍛件,
閥門另件如閥體、閥蓋、搖桿、叉型鍛件等。
(5)沖切模
切邊模----用來切除合模鍛件的橫向飛邊。
沖孔模----用來沖摔合模鍛件的沖孔連皮。
2、典型胎膜鍛造工藝及胎膜設計實例:
(1)閥體
閥件鍛件種類較多,根據形狀和尺寸大小大致可分別歸入枝桿形和多枝桿形幾種(圖7-1),材料
為不銹鋼。
由于在基體上具有凸體,這就要求在變形時采用一些必要的工藝措施,并合理運用不同模具,以使
金屬獲得合理分配,枝桿鍛件通常采用制坯、合模燜形工藝方案。在這種工藝中,關鍵在于鍛制出高質
量的帶有枝桿的中間毛坯,制坯中較多地采用扣形,卡形等工序。 圖7-2 所示為帶有一個枝桿的閥體
的胎模鍛工藝,采用簡單的偏心鐓頭胎模制坯,合模燜形。合模燜形后,切邊,折扁另一端。
帶有兩個枝桿的閥體鍛件胎模鍛工藝如圖7-3 所示。采用了同一胎模上鐓粗、倒角和壓痕,合模燜
形后切邊提高了制坯速度。

但由于不銹鋼變形抗力大,流動性較差,這種工藝操作相當困難,稍一疏忽(如在反復變形時變形
量過大),在交界面易形成折疊等缺陷,使表面成型不夠清晰,影響鍛件質量。如采用本章實例1 這種
胎模鍛工藝,可大大提高鍛件的質量,且生產效率也有所提高。
如果此類閥體鍛件的法蘭直徑與兩側耳的尺寸相
差不大,就可采用圖7-5 所示的胎模鍛工藝。這
種工藝生產效率高,勞動強度低。但應指出,由
于不銹鋼熱強度高,模具上凸出處容易產生變形
壓塌現象,在切邊模凸出處亦易產生崩刃現象。

 

(更新時間:2011 年 10月 24日) 
重慶日安閥門有限公司  [管理網站]
地址:重慶九龍園區金科機電城33幢104號
技術支持:坤卓科技|網站建設  渝ICP備10018285
陕西快乐十分怎么选号