阀门制造工艺讲座

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阀门制造工艺讲座

第一章阀门制造的工艺特点

初看起来阀门零件不多、结构简单、精度一般,在机械行业属于简单部件，但是阀门的核心密封部位却要求特别高、密封吻合必须零对零才能达到气密试验的零泄漏。所以其制造工艺复杂,技术难度也大,有下面一些特点:

1) 从制造材料上讲，由于阀门的品种规格繁多,应用在国民经济的各个领域,其适用场合千差万别，如高温高压、低温深冷、易燃易爆、剧毒、强腐蚀介质工况条件,对阀门的材质提出了苛刻的要求。除铸铁、碳素钢、合金结构钢外,还大量采用ＣrNｉ不锈钢、CｒMoAl渗氮钢、CrＭoＶ耐热钢、CｒMnN耐酸刚、沉淀硬化钢、双相不锈钢、低温钢、钛合金、蒙耐尔合金、因科乃尔合金、哈氏合金和GoCｒW硬质合金等.这些高合金材料的铸造、焊接、加工性能很差，给制造工艺带来很大难度.加上这些材料大多是高合金、高强度、高硬度的贵重材料，从材料的选择、备料、采购方面都存在着很多困难．有些材料由于使用量小,难以采购供货. 2) 从铸造毛坯结构上讲,大部分的阀门毛坯采用的是结构复杂的薄壳铸件,不仅要求有良好的外观质量，更要有致密的内在质量和良好的金相结构,不能有气孔、缩孔、夹砂、裂纹等缺陷.因此其铸造工艺复杂、热处理技术难度高。在机械行业里,阀门的承压薄壳铸件毛坯的铸造难度远较其他机械构件的复杂、困难更多。 3) 从机械加工工艺上讲，由于大多数的高强、高硬、高耐腐蚀材料


的切削性能都不好,如高合金的不锈钢、耐酸刚都具有韧性大、强度高、散热差、切削性大和加工硬化倾向强等缺点，很难达到要求的尺寸精度和光洁度，给机加工的刀具、工艺和设备带来一定困难。另外,阀门密封面在加工精度、配合角度、光洁度和配对密封副的要求也很高,给机加工带来很大难度。

4) 从阀门零件的工艺安排上讲，阀门的主要零件个数不多，结构相对简单,大部分尺寸的加工精度不高,外部比较粗糙,这就给人一种属于简单机械的印象。其阀门的心脏密封部位可是极其精密的,其密封面的“三度"(平整度、光洁度、硬度)要求很高,以及两个密封面组成的密封副的吻合度都要达到零对零要求,就是阀门加工的最大工艺难点。

5) 从阀门的实验和检验上讲,阀门是压力管道重要的启闭、调节元件,而压力管道的使用工况是千差万别的，高温高压、低温深冷、易燃易爆、剧毒强腐蚀.可是阀门制造的实验和检验条件不可能达到工况的同等要求,国际、国内各种阀门实验标准规定都是在接近常温的条件下,用气体或水作为介质进行试验的。这就存在一个最根本的隐患，就是正常出厂试验合格的阀门产品,在苛刻的实际工况条件下可能会产生由于材料选用、铸件质量和密封破坏等问题而难以满足使用要求,还会发生重大的质量事故.难怪有些干了一辈子的老阀门专家,越老越拘谨、越干越担心了。

第二章阀门铸造工艺

阀门的铸造是阀门制造过程的重要环节,有了好的铸件就决定了


好阀门成功的重大比例。下面介绍铸造工艺设计和阀门行业常用的几种铸造工艺方法：

㈠ 铸件的铸造工艺设计：

正确而有效的控制铸件凝固是获得优质铸钢件的头等重要条件，采取正确的工艺措施如:浇注系统、冒口和冷铁、工艺补正量等,形成合理的工艺方案。阀门铸钢件由于其壁厚不均匀,因采取顺序冷却、顺序凝固的原则，以减少铸件内部的应力、缩孔和缩松等缺陷。 ⑴ 控制铸钢件顺序凝固的工艺措施:

1） 设计合理分型位置、浇注位置和浇注系统．

2） 冒口设计在铸件最后凝固的部位，再起到补缩作用的同时,

延缓冒口周围钢水的凝固,造成顺序凝固的条件。 3） 浇注操作时,当钢水上升至冒口高度1/４时,该从冒口顶上浇

注,其作用可以增加钢水压头,还可以提高冒口温度. 4） 铸钢冒口尺寸的确定：其方法有模数法（按铸件的热容量

确定）;体积收缩法(鞍钢水凝固收缩率确定）;比值法(按铸件的补缩类型确定)和热节圆法(按铸件的热节圆确定）。目前工厂里为了满足便捷的设计要求，常用的是热节圆法，来确定冒口的尺寸。

5） 铸件收缩率的选定：铸钢件在凝固冷却的过程中,其体积和

尺寸都会收缩减小,由液态凝固为固态的收缩量一般以长度的改变量—线收缩率来表示(﹪)。

影响铸造收缩率的因素很多，铸件在铸型中固态收缩时还受外界

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