阀门制造工艺设计讲座

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1、专业技术资料分享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、C

2、rMnN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

3、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。WORD文档下载可编辑专业技术资料分享1)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。2)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

4、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。3)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

5、，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WORD文档下载可编辑专业技术资料分享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

6、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

7、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（﹪）。WORD文档下载可编辑专业技术资料分享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阻力的影响，会使其实际的收缩量减少，此时称为非自有收缩，而非自由收缩率总是小于自由收缩率。影响铸造收缩率的因素主要有金属合金的种类、铸件结构和尺寸长度，另外造型材料、型芯的紧实程度

8、等也影响铸件产生非自有收缩率。根据阀门的生产实践，为了方便模具设计，缩尺一般参考下表选取：钢种缩尺碳钢WCBZG2520/1000不锈钢CF8CF8MZG0Cr18Ni9ZG0Ci18Ni12Mo2Ti20-25/1000铬钼钢ZGCr5MoC520-25/1000耐热钢WC6WC918-22/1000铸铁HT250