閥門制造工藝設計講座

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1、專業(yè)分享閥門制造工藝講座第一章閥門制造的工藝特點初看起來閥門零件不多、結構簡單、精度一般，在機械行業(yè)屬于簡單部件，但是閥門的核心密封部位卻要求特別高、密封吻合必須零對零才能達到氣密試驗的零泄漏。所以其制造工藝復雜，技術難度也大，有下面一些特點：1)從制造材料上講，由于閥門的品種規(guī)格繁多，應用在國民經濟的各個領域，其適用場合千差萬別，如高溫高壓、低溫深冷、易燃易爆、劇毒、強腐蝕介質工況條件，對閥門的材質提出了苛刻的要求。除鑄鐵、碳素鋼、合金結構鋼外，還大量采用CrNi不銹鋼、CrMoAl滲氮鋼、CrMoV

2、耐熱鋼、CrMnN耐酸剛、沉淀硬化鋼、雙相不銹鋼、低溫鋼、鈦合金、蒙耐爾合金、因科乃爾合金、哈氏合金和GoCrW硬質合金等。這些高合金材料的鑄造、焊接、加工性能很差，給制造工藝帶來很大難度。加上這些材料大多是高合金、高強度、高硬度的貴重材料，從材料的選擇、備料、采購方面都存在著很多困難。有些材料由于使用量小，難以采購供貨。2)從鑄造毛坯結構上講，大部分的閥門毛坯采用的是結構復雜的薄殼鑄件，不僅要求有良好的外觀質量，更要有致密的內在質量和良好的金相結構，不能有氣孔、縮孔、夾砂、裂紋等缺陷。因此其鑄造工藝復

3、雜、熱處理技術難度高。在機械行業(yè)里，閥門的承壓薄殼鑄件毛坯的鑄造難度遠較其他機械構件的復雜、困難更多。Word可編輯資料專業(yè)分享1)從機械加工工藝上講，由于大多數(shù)的高強、高硬、高耐腐蝕材料的切削性能都不好，如高合金的不銹鋼、耐酸剛都具有韌性大、強度高、散熱差、切削性大和加工硬化傾向強等缺點，很難達到要求的尺寸精度和光潔度，給機加工的刀具、工藝和設備帶來一定困難。另外，閥門密封面在加工精度、配合角度、光潔度和配對密封副的要求也很高，給機加工帶來很大難度。2)從閥門零件的工藝安排上講，閥門的主要零件個數(shù)不多

4、，結構相對簡單，大部分尺寸的加工精度不高，外部比較粗糙，這就給人一種屬于簡單機械的印象。其閥門的心臟密封部位可是極其精密的，其密封面的“三度”（平整度、光潔度、硬度）要求很高，以及兩個密封面組成的密封副的吻合度都要達到零對零要求，就是閥門加工的最大工藝難點。3)從閥門的實驗和檢驗上講，閥門是壓力管道重要的啟閉、調節(jié)元件，而壓力管道的使用工況是千差萬別的，高溫高壓、低溫深冷、易燃易爆、劇毒強腐蝕?？墒情y門制造的實驗和檢驗條件不可能達到工況的同等要求，國際、國內各種閥門實驗標準規(guī)定都是在接近常溫的條件下，用

5、氣體或水作為介質進行試驗的。這就存在一個最根本的隱患，就是正常出廠試驗合格的閥門產品，在苛刻的實際工況條件下可能會產生由于材料選用、鑄件質量和密封破壞等問題而難以滿足使用要求，還會發(fā)生重大的質量事故。難怪有些干了一輩子的老閥門專家，越老越拘謹、越干越擔心了。第二章閥門鑄造工藝Word可編輯資料專業(yè)分享閥門的鑄造是閥門制造過程的重要環(huán)節(jié)，有了好的鑄件就決定了好閥門成功的重大比例。下面介紹鑄造工藝設計和閥門行業(yè)常用的幾種鑄造工藝方法：㈠鑄件的鑄造工藝設計：正確而有效的控制鑄件凝固是獲得優(yōu)質鑄鋼件的頭等重要條

6、件，采取正確的工藝措施如：澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵、工藝補正量等，形成合理的工藝方案。閥門鑄鋼件由于其壁厚不均勻，因采取順序冷卻、順序凝固的原則，以減少鑄件內部的應力、縮孔和縮松等缺陷。⑴控制鑄鋼件順序凝固的工藝措施：1）設計合理分型位置、澆注位置和澆注系統(tǒng)。2）冒口設計在鑄件最后凝固的部位，再起到補縮作用的同時，延緩冒口周圍鋼水的凝固，造成順序凝固的條件。3）澆注操作時，當鋼水上升至冒口高度1/4時，該從冒口頂上澆注，其作用可以增加鋼水壓頭，還可以提高冒口溫度。4）鑄鋼冒口尺寸的確定：其方法有模數(shù)法（按鑄

7、件的熱容量確定）；體積收縮法（鞍鋼水凝固收縮率確定）；比值法（按鑄件的補縮類型確定）和熱節(jié)圓法（按鑄件的熱節(jié)圓確定）。目前工廠里為了滿足便捷的設計要求，常用的是熱節(jié)圓法，來確定冒口的尺寸。5）鑄件收縮率的選定：鑄鋼件在凝固冷卻的過程中，其體積和尺寸都會收縮減小，由液態(tài)凝固為固態(tài)的收縮量一般以長度的改變量—線收縮率來表示（﹪）。Word可編輯資料專業(yè)分享影響鑄造收縮率的因素很多，鑄件在鑄型中固態(tài)收縮時還受外界阻力的影響，會使其實際的收縮量減少，此時稱為非自有收縮，而非自由收縮率總是小于自由收縮率。影響鑄造

8、收縮率的因素主要有金屬合金的種類、鑄件結構和尺寸長度，另外造型材料、型芯的緊實程度等也影響鑄件產生非自有收縮率。根據(jù)閥門的生產實踐，為了方便模具設計，縮尺一般參考下表選取：鋼種縮尺碳鋼WCBZG2520/1000不銹鋼CF8CF8MZG0Cr18Ni9ZG0Ci18Ni12Mo2Ti20-25/1000鉻鉬鋼ZGCr5MoC520-25/1000耐熱鋼WC6WC918-22/1000鑄鐵HT25010/1000㈡砂型鑄造：閥門行業(yè)常用的砂型