閥門(mén)制造工藝講座

1、閥門(mén)制造工藝講座閥門(mén)制造工藝講座第一章閥門(mén)制造的工藝特點(diǎn)初瞧起來(lái)閥門(mén)零件不多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度一般 ,在機(jī)械行業(yè)屬于簡(jiǎn)單部件 ,但就是閥門(mén)的核心密封部位卻要求特別高、密封吻合必須零對(duì)零才能達(dá)到氣密試驗(yàn)的零泄漏。所以其制造工藝復(fù)雜 ,技術(shù)難度也大 , 有下面一些特點(diǎn) :1) 從制造材料上講 ,由于閥門(mén)的品種規(guī)格繁多 ,應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域 ,其適用場(chǎng)合千差萬(wàn)別 ,如高溫高壓、低溫深冷、易燃易爆、劇毒、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)工況條件 ,對(duì)閥門(mén)的材質(zhì)提出了苛刻的要求。除鑄鐵、碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼外 ,還大量采用 CrNi 不銹鋼、 CrMoAl 滲氮鋼、 CrMoV 耐熱鋼、 CrMnN 耐酸剛、沉淀硬化鋼、雙

2、相不銹鋼、低溫鋼、鈦合金、蒙耐爾合金、因科乃爾合金、哈氏合金與 GoCrW 硬質(zhì)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(lái)很大難度。加上這些材料大多就是高合金、高強(qiáng)度、高硬度的貴重材料 ,從材料的選擇、備料、采購(gòu)方面都存在著很多困難。有些材料由于使用量小 ,難以采購(gòu)供貨。2) 從鑄造毛坯結(jié)構(gòu)上講 ,大部分的閥門(mén)毛坯采用的就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄殼鑄件 ,不僅要求有良好的外觀質(zhì)量 ,更要有致密的內(nèi)在質(zhì)量與良好的金相結(jié)構(gòu) ,不能有氣孔、縮孔、夾砂、裂紋等缺陷。因此其鑄造工藝復(fù)雜、熱處理技術(shù)難度高。在機(jī)械行業(yè)里 ,閥門(mén)的承壓薄殼鑄件毛坯的鑄造難度遠(yuǎn)較其她機(jī)械構(gòu)件的復(fù)雜、困難更多。3)

3、 從機(jī)械加工工藝上講 ,由于大多數(shù)的高強(qiáng)、高硬、高耐腐蝕材料的閥門(mén)制造工藝講座切削性能都不好 ,如高合金的不銹鋼、耐酸剛都具有韌性大、強(qiáng)度高、散熱差、切削性大與加工硬化傾向強(qiáng)等缺點(diǎn) ,很難達(dá)到要求的尺寸精度與光潔度 ,給機(jī)加工的刀具、工藝與設(shè)備帶來(lái)一定困難。另外 ,閥門(mén)密封面在加工精度、配合角度、光潔度與配對(duì)密封副的要求也很高 ,給機(jī)加工帶來(lái)很大難度。4) 從閥門(mén)零件的工藝安排上講 ,閥門(mén)的主要零件個(gè)數(shù)不多 ,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)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(jiǎn)單機(jī)械的印象。其閥門(mén)的心臟密封部位可就是極其精密的 , 其密封面的“三度” (平整度、光潔度、硬度 )要求很

4、高 ,以及兩個(gè)密封面組成的密封副的吻合度都要達(dá)到零對(duì)零要求 ,就就是閥門(mén)加工的最大工藝難點(diǎn)。5) 從閥門(mén)的實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)上講 ,閥門(mén)就是壓力管道重要的啟閉、 調(diào)節(jié)元件,而壓力管道的使用工況就是千差萬(wàn)別的 ,高溫高壓、低溫深冷、易燃易爆、劇毒強(qiáng)腐蝕?？删褪情y門(mén)制造的實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)條件不可能達(dá)到工況的同等要求 ,國(guó)際、國(guó)內(nèi)各種閥門(mén)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定都就是在接近常溫的條件下 ,用氣體或水作為介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)的。 這就存在一個(gè)最根本的隱患 ,就就是正常出廠試驗(yàn)合格的閥門(mén)產(chǎn)品 ,在苛刻的實(shí)際工況條件下可能會(huì)產(chǎn)生由于材料選用、鑄件質(zhì)量與密封破壞等問(wèn)題而難以滿足使用要求 ,還會(huì)發(fā)生重大的質(zhì)量事故。 難怪有些干了一輩子的老閥門(mén)

5、專家 ,越老越拘謹(jǐn)、越干越擔(dān)心了。第二章閥門(mén)鑄造工藝閥門(mén)的鑄造就是閥門(mén)制造過(guò)程的重要環(huán)節(jié),有了好的鑄件就決定了閥門(mén)制造工藝講座好閥門(mén)成功的重大比例。 下面介紹鑄造工藝設(shè)計(jì)與閥門(mén)行業(yè)常用的幾種鑄造工藝方法 :鑄件的鑄造工藝設(shè)計(jì) :正確而有效的控制鑄件凝固就是獲得優(yōu)質(zhì)鑄鋼件的頭等重要條件,采取正確的工藝措施如:澆注系統(tǒng)、冒口與冷鐵、工藝補(bǔ)正量等,形成合理的工藝方案。閥門(mén)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(nèi)部的應(yīng)力、縮孔與縮松等缺陷。 控制鑄鋼件順序凝固的工藝措施:1）設(shè)計(jì)合理分型位置、澆注位置與澆注系統(tǒng)。2）冒口設(shè)計(jì)在鑄件最后凝固的部位,再起到補(bǔ)縮作用的同時(shí),延緩

6、冒口周?chē)撍哪?造成順序凝固的條件。3）澆注操作時(shí) ,當(dāng)鋼水上升至冒口高度1/4 時(shí),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(bǔ)縮類型確定 )與熱節(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(shè)計(jì)要求 ,常用的就是熱節(jié)圓法 ,來(lái)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(guò)程中 ,其體積與尺寸都會(huì)收縮減小 ,由液態(tài)凝固為固態(tài)的收縮量一般以長(zhǎng)度的改變量 線收縮率來(lái)表示 ()。影響鑄造收縮率的因素很多,鑄件在鑄型中固態(tài)

7、收縮時(shí)還受外界閥門(mén)制造工藝講座阻力的影響 ,會(huì)使其實(shí)際的收縮量減少 ,此時(shí)稱為非自有收縮 ,而非自由收縮率總就是小于自由收縮率。 影響鑄造收縮率的因素主要有金屬合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)與尺寸長(zhǎng)度 ,另外造型材料、型芯的緊實(shí)程度等也影響鑄件產(chǎn)生非自有收縮率。根據(jù)閥門(mén)的生產(chǎn)實(shí)踐,為了方便模具設(shè)計(jì),縮尺一般參考下表選取:鋼種縮尺碳 鋼WCBZG2520/1000CF8CF8MZG0Cr18Ni9不銹鋼ZG0Ci18Ni12Mo2Ti20-25/1000鉻鉬鋼ZGCr5Mo C520-25/1000耐熱鋼WC6 WC918-22/1000鑄 鐵HT25010/1000 砂型鑄造 : 閥門(mén)行業(yè)常用的砂型鑄造

8、,按粘接劑的不同還可分為 :濕型砂、干型砂、水玻璃砂與呋喃樹(shù)脂自硬砂等。 濕型砂就是以膨潤(rùn)土為粘接劑的造型工藝方法,它的特點(diǎn)就是 :造好的砂型不需要烘干,不需要經(jīng)過(guò)硬化處理 ,砂型有一定的濕態(tài)強(qiáng)度,砂芯、型殼的退讓性較好,便于鑄件的清理落砂。造型生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)周期短 ,材料成本低 ,便于組織流水線生產(chǎn)。 她的缺點(diǎn)就是 :鑄件易產(chǎn)生氣孔、夾砂、粘砂等缺陷 ,鑄件的質(zhì)量尤其就是內(nèi)在質(zhì)量不夠理想。鑄鋼件濕型砂的配比及性能表:序配比(%)性能用途閥門(mén)制造工藝講座號(hào)新 砂濕壓粒度舊膨潤(rùn)碳糊紙含水透氣性加入酸強(qiáng)度砂土精漿量%AFS量鈉組別KPa1101009/110、0、3、8/4、100/20056/

9、7722/0、430、0、215505036/14/4、 710050/754、 2小鑄鋼件用砂機(jī)器造型用砂干型砂就是以粘土為粘接劑的造型工藝方法,稍加膨潤(rùn)土可以提高其濕強(qiáng)度。它的特點(diǎn)就是 : 砂型需要烘干 ,有良好的透氣性 ,不易產(chǎn)生沖砂、粘砂、氣孔等缺陷,鑄件的內(nèi)在質(zhì)量較好。特的缺點(diǎn)就是需要砂型烘干設(shè)備 ,生產(chǎn)的周期較長(zhǎng)。水玻璃砂就是以水玻璃為粘接劑的造型工藝方法, 它的特點(diǎn)就是 :水玻璃遇 CO2后有自動(dòng)硬化的功能 , 可有氣硬法造型與造芯的各種優(yōu)點(diǎn) , 但存在型殼潰散性差 , 鑄件清砂困難以及舊砂再生、 回用率低的缺點(diǎn)。水玻璃 CO2硬化砂配比及性能表 :序配比%性能用號(hào)粒度加水玻璃堿

10、 溶 液膨潤(rùn)土含水量 % 濕 透濕 壓硬 化途級(jí)別入15-20%氣強(qiáng) 度強(qiáng) 度量性KPaMPa1151008-90、 74-54-525-301、大 鑄1005件2301006、 5-7 、4、 5-5 、 5-15鑄 鋼55300件3211004-4 、 5LK-2 潰水 0 、 3、 51、型 芯散劑4-0 、 61500砂 呋喃樹(shù)脂自硬砂造型就是以呋喃樹(shù)脂為粘接劑的鑄造工藝方法,在常溫下由于粘接劑在固化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化砂型。它閥門(mén)制造工藝講座的特點(diǎn)就是砂型不必烘干, 這就縮短了生產(chǎn)周期 , 節(jié)約了能源。樹(shù)脂型砂易于緊實(shí)、潰散性好 , 鑄件的型砂易于清理 , 鑄件尺寸精度高 ,

11、 表面光潔度好 , 可以大大提高鑄件質(zhì)量。 她的缺點(diǎn)就是 : 對(duì)于原砂的質(zhì)量要求高 , 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有輕微的刺激性氣味 , 而且樹(shù)脂的成本也較高。呋喃樹(shù)脂自硬砂混合料配比及混制工藝:原砂100%呋喃樹(shù)脂加入量占原固化劑加入量占呋喃硅烷加入量占呋喃樹(shù)砂重量比樹(shù)脂重量比脂重量比1-2%30-50%0、 1-0 、 3%呋喃樹(shù)脂自硬砂的混制工藝 : 樹(shù)樹(shù)脂自硬砂最好采用連續(xù)式混砂機(jī) , 將原漿、樹(shù)脂、固化劑等依次加入、快速混合而成 , 隨時(shí)混制、隨時(shí)使用?；熘茦?shù)脂砂時(shí)各種原料的加入順序如下:原砂 +固化劑 ( 對(duì)甲苯磺酸水溶液)-(120 180s) - 樹(shù)脂 +硅烷 - (60 90s) - 出砂 典

12、型的砂型鑄造工藝卡片: 典型的砂型鑄造生產(chǎn)流程:、精密鑄造 : 近年來(lái) , 閥門(mén)廠家越來(lái)越注重鑄件的外觀質(zhì)量與尺寸精度。應(yīng)為良好的外觀就是市場(chǎng)的基本需求 , 也就是作為機(jī)加工頭道工序的定位基準(zhǔn)。閥門(mén)行業(yè)常用的精密鑄造就是熔模鑄造, 現(xiàn)簡(jiǎn)單要介紹如下 : 熔模鑄造的兩種工藝方法 : 采用低溫蠟基摸料 ( 硬脂酸 +石蠟 ) 、低壓注蠟、水玻璃型殼、熱水脫蠟、大氣熔煉澆注工藝 , 主要用于質(zhì)量要求一般的碳素鋼與低合金鋼鑄件 , 鑄件尺寸精度可達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CT79 級(jí)。 采用中溫樹(shù)脂基摸料、高壓注蠟、硅溶膠模殼、蒸汽閥門(mén)制造工藝講座脫蠟、快速大氣或真空熔煉澆注工藝 , 鑄件尺寸精度可達(dá) CT46 級(jí)的

13、精密鑄件。 熔模鑄造典型工藝流程:熔模鑄造的特點(diǎn) : 鑄件尺寸精度高 , 表面光整、外觀質(zhì)量好。 可以鑄造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、難以用其她工藝方法實(shí)現(xiàn)加工的零件。鑄件材料不受限制 , 各種合金材料如 : 碳素鋼、不銹鋼、合金鋼、鋁合金、高溫合金、以及貴重金屬等材料 , 尤其就是難以用鍛造、焊接與切削加工的合金材料。 生產(chǎn)靈活性好 , 適應(yīng)性強(qiáng)?？梢源笈a(chǎn), 也適用于單件或小批生產(chǎn)。熔模鑄造也有一定的局限性 , 如: 工藝流程繁瑣、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。由于其可采用的鑄造工藝手段有限 , 用于鑄造壓薄殼閥門(mén)鑄件時(shí) , 其承壓能力不能很高。 鑄造缺陷的分析任何鑄件內(nèi)部都就是會(huì)有缺陷的 , 這些缺陷的存在給鑄件的內(nèi)在質(zhì)量帶來(lái)很大的隱患 , 在生產(chǎn)過(guò)程中為消除這些缺陷進(jìn)行的補(bǔ)焊也會(huì)給生產(chǎn)流程帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)。 尤其閥門(mén)作為承受壓力、 溫度的薄殼鑄件 , 其內(nèi)部的組織致密性非常重要。因此 , 鑄件的內(nèi)部缺陷成為影響鑄件質(zhì)量的決定因素。閥門(mén)鑄