上海申弘閥門(mén)有限公司
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閘閥鑄造與鍛造工藝分析鍛造閘閥與鑄造閘閥優(yōu)缺點(diǎn)鍛鋼閘閥適用于150～2500、工作溫度-29～425℃（碳鋼）或-29～500℃（不銹鋼）的小口徑管路上，用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，選用不同的材質(zhì)，可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質(zhì)、尿素等多種介質(zhì)。在石油管道上應(yīng)用較多。我國(guó)鍛鋼閘閥產(chǎn)業(yè)鏈眾多，但非閥門(mén)強(qiáng)國(guó)。總體上去看我國(guó)已經(jīng)邁入了世界閥門(mén)大國(guó)的行列，但從鍛鋼閘閥等產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)看我國(guó)離閥門(mén)強(qiáng)國(guó)仍有很長(zhǎng)的一段差距。鍛鋼閘閥的生產(chǎn)集中度低、產(chǎn)品相配套的閥門(mén)研發(fā)能力低、閥門(mén)行業(yè)制造技術(shù)水平低等現(xiàn)象仍然存在，進(jìn)出口貿(mào)易逆差不斷擴(kuò)大。鍛造閥門(mén)就是鍛打出來(lái)的，一般都是用在等級(jí)高的管路上，口徑比較小，一般都在 DN50 以下。
1、鍛造：是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。
2、鍛壓的兩大組成部分之一。通過(guò)鍛造能消除金屬的鑄態(tài)疏松，焊合孔洞，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。
3、鍛造按成形方法可分為：① 開(kāi)式鍛造(自由鍛)。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵(砧塊)間產(chǎn)生變形以獲得所需鍛件，主要有手工鍛造和機(jī)械鍛造兩種。② 閉模式鍛造。金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件，可分為模鍛、冷鐓、旋轉(zhuǎn)鍛、擠壓等。按變形溫度鍛造又可分為熱鍛(加工溫度高于坯料金屬的再結(jié)晶溫度)、溫鍛(低于再結(jié)晶溫度)和冷鍛(常溫)。
4、鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、鈦、銅等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬等。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的模斷面積之比稱(chēng)為鍛造比。正確地選擇鍛造比對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。
1鍛造閘閥與鑄造閘閥優(yōu)缺點(diǎn)氣孔
這是金屬凝固過(guò)程中未能逸出的氣體留在金屬內(nèi)部形成的小空洞，其內(nèi)壁光滑，內(nèi)含氣體，對(duì)超聲波具有較高的反射率，但是又因?yàn)槠浠旧铣是驙罨驒E球狀，亦即為點(diǎn)狀缺陷，影響其反射波幅。鋼錠中的氣孔經(jīng)過(guò)鍛造或軋制后被壓扁成面積型缺陷而有利于被超聲檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)。
2鍛造閘閥與鑄造閘閥優(yōu)缺點(diǎn)縮孔與疏松
鑄件或鋼錠冷卻凝固時(shí)，體積要收縮，在zui后凝固的部分因?yàn)榈貌坏揭簯B(tài)金屬的補(bǔ)充而會(huì)形成空洞狀的缺陷。大而集中的空洞稱(chēng)為縮孔，細(xì)小而分散的空隙則稱(chēng)為疏松，它們一般位于鋼錠或鑄件中心zui后凝固的部分，其內(nèi)壁粗糙，周?chē)喟橛性S多雜質(zhì)和細(xì)小的氣孔。由于熱脹冷縮的規(guī)律，縮孔是必然存在的，只是隨加工工藝處理方法不同而有不同的形態(tài)、尺寸和位置，當(dāng)其延伸到鑄件或鋼錠本體時(shí)就成為缺陷。鋼錠在開(kāi)坯鍛造時(shí)如果沒(méi)有把縮孔切除干凈而帶入鍛件中就成為殘余縮孔（縮孔殘余、殘余縮管）。
3夾渣
熔煉過(guò)程中的熔渣或熔爐爐體上的耐火材料剝落進(jìn)入液態(tài)金屬中，在澆注時(shí)被卷入鑄件或鋼錠本體內(nèi)，就形成了夾渣缺陷。夾渣通常不會(huì)單一存在，往往呈密集狀態(tài)或在不同深度上分散存在，它類(lèi)似體積型缺陷然而又往往有一定線度。
4夾雜
熔煉過(guò)程中的反應(yīng)生成物（如氧化物、硫化物等）-非金屬夾雜，或金屬成分中某些成分的添加料未*熔化而殘留下來(lái)形成金屬夾雜，如高密度、高熔點(diǎn)成分-鎢、鉬等。
5偏析
鑄件或鋼錠中的偏析主要指冶煉過(guò)程中或金屬的熔化過(guò)程中因?yàn)槌煞址植疾痪纬傻某煞制觯衅龃嬖诘膮^(qū)域其力學(xué)性能有別于整個(gè)金屬基體的力學(xué)性能，差異超出允許標(biāo)準(zhǔn)范圍就成為缺陷。
6鑄造裂紋
鑄件中的裂紋主要是由于金屬冷卻凝固時(shí)的收縮應(yīng)力超過(guò)了材料的極限強(qiáng)度而引起的，它與鑄件的形狀設(shè)計(jì)和鑄造工藝有關(guān)，也與金屬材料中一些雜質(zhì)含量較高而引起的開(kāi)裂敏感性有關(guān)（例如硫含量高時(shí)有熱脆性，磷含量高時(shí)有冷脆性等）。在鋼錠中也會(huì)產(chǎn)生軸心晶間裂紋，在后續(xù)的開(kāi)坯鍛造中如果不能鍛合，將留在鍛件中成為鍛件的內(nèi)部裂紋。
7冷隔
這是鑄件中*的一種分層性缺陷，主要與鑄件的澆鑄工藝設(shè)計(jì)有關(guān)，它是在澆注液態(tài)金屬時(shí)，由于飛濺、翻浪、澆注中斷，或者來(lái)自不同方向的兩股（或多股）金屬流相遇等原因，因?yàn)橐簯B(tài)金屬表面冷卻形成的半固態(tài)薄膜留在鑄件本體內(nèi)而形成一種隔膜狀的面積型缺陷。
8翻皮
這是煉鋼時(shí)從鋼包向錠模澆注鋼錠時(shí)，因?yàn)闈沧⒅袛唷⑼ｎD等原因，先澆入的液態(tài)金屬表面在空氣中迅速冷卻形成氧化膜，在繼續(xù)澆注時(shí)新澆入的液態(tài)金屬將其沖破翻入鋼錠體內(nèi)而形成的一種分層性（面積型）缺陷，它在后續(xù)的鋼錠開(kāi)坯鍛造中是無(wú)法鍛合消除的。
9各向異性
鑄件或鋼錠冷卻凝固時(shí)，從表面到中心的冷卻速度是不同的，因而會(huì)形成不同的結(jié)晶組織，表現(xiàn)為力學(xué)性能的各向異性，也導(dǎo)致了聲學(xué)性能的各向異性，亦即從中心到表面有不同的聲速與聲衰減。這種各向異性的存在，對(duì)鑄件超聲波檢測(cè)時(shí)評(píng)定缺陷的大小與位置會(huì)產(chǎn)生不良影響。
閘閥鑄造與鍛造工藝分析改進(jìn)措施
(1) 熔化設(shè)備對(duì)鐵液成分的保障能力較差和混砂設(shè)備的穩(wěn)定性不好。鐵液成分受焦炭、爐型、風(fēng)量、原料狀況等多種因素制約；樹(shù)脂砂受溫度、樹(shù)脂和酸加入量等因素影響。如砂子經(jīng)常不經(jīng)過(guò)再生和冷卻床，使砂子溫度很高，嚴(yán)重影響了砂型強(qiáng)度，導(dǎo)致鑄件脹砂嚴(yán)重，增加了鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷傾向。
(2)型腔中的散砂和澆注過(guò)程中鐵液的沖擊直接導(dǎo)致砂眼和夾砂缺陷。
(3)鐵液在熔化設(shè)備中總會(huì)有渣生成，澆注時(shí)鐵液中的固態(tài)和液態(tài)渣隨鐵液一起進(jìn)入型腔形成渣孔。
(4)在生產(chǎn)過(guò)程中，鐵液中的氮含量隨著溫度的升高而增加，隨著碳當(dāng)量的提高而降低，當(dāng)?shù)蜌湓谝黄饡r(shí)，便容易形成氣孔，這是氣孔的主要來(lái)源。
(5)模底板剛性較差，造型前放置不平而變形，導(dǎo)致砂型分型面不平，合型時(shí)上下型分型面處間隙較大，造成分型面處尺寸、形狀不良。
(6)2.2m閥體支腳處砂芯在澆注過(guò)程中向下漂移，是支腳處上下壁厚不均的主要原因。
根據(jù)閥門(mén)鑄件缺陷的成因，我們主要從以下幾個(gè)方面采取了改進(jìn)措施：
(1)適當(dāng)提高鐵液碳當(dāng)量，利用石墨化膨脹增強(qiáng)材質(zhì)的自補(bǔ)縮能力。
(2)舂箱時(shí)保證型砂的緊實(shí)度，提高砂型強(qiáng)度，促進(jìn)鑄件自補(bǔ)縮能力。
(3)合型前將型腔內(nèi)的散砂吹干凈，并對(duì)型腔內(nèi)進(jìn)行仔細(xì)檢查。
(4)現(xiàn)場(chǎng)澆注后下未澆注的閥體砂型，其澆口杯和出氣孔要蓋嚴(yán)實(shí)，防止散砂進(jìn)入。
(5) 澆注前將鐵液表面的固態(tài)渣清干凈；提高鐵液初始澆注溫度，降低鐵液產(chǎn)生二次氧化渣的傾向；閥門(mén)鑄件盡量安排在開(kāi)爐后初期澆注，減少包襯在多次使用后產(chǎn)生大量的稀薄渣；針對(duì)610mm(24in)F體閥門(mén)，對(duì)于橫澆道搭接處，結(jié)合澆注時(shí)的其他參數(shù)，在進(jìn)出口處均安置過(guò)濾網(wǎng)，并將多片搭接式纖維過(guò)濾網(wǎng)改進(jìn)為單片式，以提高澆注系統(tǒng)的擋渣效果。
(6)原料盡量使用碳鋼、普通灰鑄鐵或球墨鑄鐵回爐料；降低鐵液中的合金元素如Cr、Mn等含量，減少鐵液自身含氣量；將下芯前的砂芯全部架空刷涂料且限期存放，以防砂芯吸潮；在陰雨天或濕度較大的季節(jié)，下芯前用噴燈將型腔、砂芯表面烘烤一遍，以減少砂型發(fā)氣量；采用高溫澆注小閥門(mén)，以利于鐵液自身排氣和減少鑄渣產(chǎn)生。
(7)澆注1067mm(42in)F體閥門(mén)時(shí)，要求在固定混砂機(jī)前的同一個(gè)底板上舂上、下型，且底板上不得有任何雜物；不允許在別的地放，以減少變差來(lái)源；禁止將砂型和模底板一起吊運(yùn)，防止底板產(chǎn)生變形。
(8)澆注2.2in，閥體時(shí)，在支腳砂芯的芯頭上放適量的樹(shù)脂砂，并盡快合型。
經(jīng)過(guò)調(diào)查，這邊有幾條建議可供大家參考：
1.積極采用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鍛鋼閘閥設(shè)計(jì)；
2.吸收國(guó)外的鍛鋼閘閥設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；
3.鍛鋼閘閥試驗(yàn)、性能檢驗(yàn)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；
4.吸收 國(guó)外新的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗(yàn)重視新材料的研究及推廣應(yīng)用；
5.弄清進(jìn)口的高參數(shù)閥門(mén)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和工況條件等是加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，推進(jìn)閥門(mén)產(chǎn)品不斷更新，全面實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的國(guó)產(chǎn)化的*途徑。
采用鍛件材料加工而成的閘閥統(tǒng)稱(chēng)為鍛鋼閘閥，鍛鋼閘閥的鍛件材料有A105、F11、F5、304、304L、316、316L等。常說(shuō)的鍛鋼閘閥通常指小口徑的鍛鋼閘閥，口徑范圍：DN10~DN50；壓力范圍：國(guó)標(biāo)PN16~PN320、美標(biāo)：Class150～2500，可采美標(biāo)或國(guó)標(biāo)尺寸生產(chǎn)加工，廠家均有現(xiàn)貨供應(yīng)。超出DN50口徑的鍛鋼閘閥均需訂做，國(guó)內(nèi)需求較少。
長(zhǎng)期以來(lái)市場(chǎng)上使用的一般鍛鋼閘閥普遍存在著漏水或生銹現(xiàn)象，利用歐洲高科技橡膠及閥門(mén)制造技術(shù)所生產(chǎn)的彈性座封閘閥，克服了一般鍛鋼閘閥密封不良，生銹等缺陷，彈性座封鍛鋼閘閥利用彈性閘板產(chǎn)生微量彈性變形的補(bǔ)償作用達(dá)到良好的密封效果，彈性座封鍛鋼閘閥具有開(kāi)關(guān)輕巧、密封可靠、彈性記憶佳及使用壽命等顯著優(yōu)點(diǎn)。可廣泛用于自來(lái)水、污水、建筑、石油、化工、食品、醫(yī)藥、輕紡、電力、船舶、冶金、能源系統(tǒng)等體管線上作為調(diào)節(jié)和截流裝置使用。
