阀门制造工艺讲座

1、阀门制造工艺讲座总 14 页本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21 year.March 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 对零才能到达气密 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

2、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耐钢、冈U、沉双相不锈钢、低温钢、钛合金、蒙耐尔合金、因科乃 淀硬尔合金、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 釆购供货。2从铸造毛坯结构上讲， 大局部的阀门毛坯釆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

3、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，很难到达 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， 大局部尺寸的加工精度不高，外部比拟粗糙，这就给人 一

4、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 吻合度都要到达零对零要求，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 可能到达工况的同等要 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，就是正常岀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、

5、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、越干越担忧了。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： 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，因釆取顺序 冷却、顺序凝固的原那么，以减少铸件内部的应力、缩孔和缩松等缺 陷。1控制铸钢件顺序凝固的工艺措施 :1设

6、 计2 冒口设计在铸件最后凝固的部位，再起到补缩作用的同合理时，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。铸钢冒口尺寸确实定：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1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 长度的改变量一线收缩率 来表示。影响铸造收缩率的

7、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WCB ZG2520/1000不锈钢CF8 CF8M ZG0Crl8Ni9 ZG0Cil8Nil2Mo2Ti20-25/1000辂钳钢ZGCr5Mo C520-25/1000耐热钢WC6 WC918-22/1000铸铁HT25010/1000砂型铸造：阀门行业常用

8、的砂型铸造，按粘接剂的不同还可分为：湿型砂、干 型砂、水玻璃砂和咲喃树脂自硬砂等。用途犬铸件 铸钢件型芯砂化度pa%度级别序号0000咲喃树脂自硬砂造型是以咲喃树脂为粘接剂的铸造工艺方法，在常温下由于粘接剂在固化剂的作用下发生化学反响而固化砂型。它的特点是砂型不必烘干，这就缩短了生产周期，节约了能源。树 脂型砂易于紧 实、溃散性好，铸件的型砂易于清理，铸件尺寸精度高，外表光洁度好，可以大大提高铸件质量。他的缺点是：对于原 砂的质量要求高，生产现场 有轻微的刺激性气味，而且树脂的本钱 也较高。咲喃树脂自硬砂混合料配比及混制工艺：原砂咲喃树脂参加量占 原砂重量比固化剂参加量占咲 喃树脂重量比硅烷参

9、加量占咲喃 树脂重量比100%1-2%30-50%咲喃树脂自硬砂的混制工艺：树树脂自硬砂最好采用连续式混砂机，将原浆、树脂、固化剂等依次参加、快速混合而成，随时混制、随时使用。混制树脂砂时各种原料的参加顺序如下 : 原砂+固化剂(对甲苯磺酸水溶液 )?( 120? 180s)- 树脂+硅烷? 90s) ?出砂典型的砂型铸造工艺卡片：典型的砂型铸造生产流程、精密铸造：近年来，阀门厂家越来越注重铸件的外观质量和尺 寸精 度。应为良好的外观是市场的根本需求，也是作为机加工头道 工序的定位 基准。阀门行业常用的精密铸造是熔模铸造，现简单要介绍如下 :(1)熔模铸造的两种工艺方法：采用低温蜡基摸料 (硬

10、脂酸+石 蜡) 、低压注蜡、水玻璃型壳、热水脱蜡、大气熔炼浇注工艺，主 要用于质量要求一般的碳素钢和低合金钢铸件， 铸件尺寸精度可达 国家标准CT7? 9级。釆用中温树脂基摸料、高压注蜡、硅溶胶模壳、蒸汽脱蜡、 快速大气或真空熔炼浇注工艺， 铸件尺寸精度可 达 CT4 ? 6 级的精密铸件。熔模铸造典型工艺流程：熔模铸造的特点： 铸件尺寸精度高，外表光整、外观质量好。 可以铸造结构形状复杂、难以用其他工艺方法实现加工的零件。 铸件材料不受限制，各种合金材料如：碳素钢、不锈钢、合金钢、铝合金、高温合金、以及贵重金属等材料，尤其是难以用锻 造、 焊接和切削加工的合金材料。 生产灵活性好，适应性强。可以大批生产，也适用于单件或小批生产。由于 熔模铸造也有一定的局限性，如 : 工艺流程繁琐、生产周期长其可釆用的铸造工艺手段有限，用于铸造压薄壳阀门铸件 时，其承 压能力不能很高。铸造缺陷的分析任何铸件内部都是会有缺陷的，这些缺陷的存在给铸件的内在质量 带 来很大的隐患，在生产过程中为消除这些缺陷进行的补焊也会给 生产流 程带来很大的负担。尤其阀门作为承受压力、温度的薄壳铸 件，其内部 的组织致密性非常重要。因此，铸件的内部缺陷成为影 响铸件质量的决 定因素。阀门铸件的内部缺陷主要有气孔、夹渣、缩松和裂纹等。气孔： 气孔