上海申弘閥門有限公司
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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，用于截斷或接通管路中的介質(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。我國鍛鋼閘閥產(chǎn)業(yè)鏈眾多，但非閥門強國?？傮w上去看我國已經(jīng)邁入了世界閥門大國的行列，但從鍛鋼閘閥等產(chǎn)品質(zhì)量來看我國離閥門強國仍有很長的一段差距。鍛鋼閘閥的生產(chǎn)集中度低、產(chǎn)品相配套的閥門研發(fā)能力低、閥門行業(yè)制造技術(shù)水平低等現(xiàn)象仍然存在，進出口貿(mào)易逆差不斷擴大。鍛造閥門就是鍛打出來的，一般都是用在等級高的管路上，口徑比較小，一般都在 DN50 以下。
1、鍛造：是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，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。通過鍛造能消除金屬的鑄態(tài)疏松，焊合孔洞，鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件，除形狀較簡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 開式鍛造(自由鍛)。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵(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為鍛造比。正確地選擇鍛造比對提高產(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)缺點氣孔
這是金屬凝固過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，對超聲波具有較高的反射率，但是又因為其基本上呈球狀或橢球狀，亦即為點狀缺陷，影響其反射波幅。鋼錠中的氣孔經(jīng)過鍛造或軋制后被壓扁成面積型缺陷而有利于被超聲檢測所發(fā)現(xiàn)。
2鍛造閘閥與鑄造閘閥優(yōu)缺點縮孔與疏松
鑄件或鋼錠冷卻凝固時，體積要收縮，在zui后凝固的部分因為得不到液態(tài)金屬的補充而會形成空洞狀的缺陷。大而集中的空洞稱為縮孔，細小而分散的空隙則稱為疏松，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，周圍多伴有許多雜質(zhì)和細小的氣孔。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就成為缺陷。鋼錠在開坯鍛造時如果沒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
熔煉過程中的熔渣或熔爐爐體上的耐火材料剝落進入液態(tài)金屬中，在澆注時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，它類似體積型缺陷然而又往往有一定線度。
4夾雜
熔煉過程中的反應(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*熔化而殘留下來形成金屬夾雜，如高密度、高熔點成分-鎢、鉬等。
5偏析
鑄件或鋼錠中的偏析主要指冶煉過程中或金屬的熔化過程中因為成分分布不均而形成的成分偏析，有偏析存在的區(qū)域其力學(xué)性能有別于整個金屬基體的力學(xué)性能，差異超出允許標準范圍就成為缺陷。
6鑄造裂紋
鑄件中的裂紋主要是由于金屬冷卻凝固時的收縮應(yīng)力超過了材料的極限強度而引起的，它與鑄件的形狀設(shè)計和鑄造工藝有關(guān)，也與金屬材料中一些雜質(zhì)含量較高而引起的開裂敏感性有關(guān)（例如硫含量高時有熱脆性，磷含量高時有冷脆性等）。在鋼錠中也會產(chǎn)生軸心晶間裂紋，在后續(xù)的開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)計有關(guān)，它是在澆注液態(tài)金屬時，由于飛濺、翻浪、澆注中斷，或者來自不同方向的兩股（或多股）金屬流相遇等原因，因為液態(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
這是煉鋼時從鋼包向錠模澆注鋼錠時，因為澆注中斷、停頓等原因，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)的鋼錠開坯鍛造中是無法鍛合消除的。
9各向異性
鑄件或鋼錠冷卻凝固時，從表面到中心的冷卻速度是不同的，因而會形成不同的結(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，對鑄件超聲波檢測時評定缺陷的大小與位置會產(chǎn)生不良影響。
閘閥鑄造與鍛造工藝分析改進措施
(1) 熔化設(shè)備對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；樹脂砂受溫度、樹脂和酸加入量等因素影響。如砂子經(jīng)常不經(jīng)過再生和冷卻床，使砂子溫度很高，嚴重影響了砂型強度，導(dǎo)致鑄件脹砂嚴重，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)備中總會有渣生成，澆注時鐵液中的固態(tài)和液態(tài)渣隨鐵液一起進入型腔形成渣孔。
(4)在生產(chǎn)過程中，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，便容易形成氣孔，這是氣孔的主要來源。
(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)閥門鑄件缺陷的成因，我們主要從以下幾個方面采取了改進措施：
(1)適當(dāng)提高鐵液碳當(dāng)量，利用石墨化膨脹增強材質(zhì)的自補縮能力。
(2)舂箱時保證型砂的緊實度，提高砂型強度，促進鑄件自補縮能力。
(3)合型前將型腔內(nèi)的散砂吹干凈，并對型腔內(nèi)進行仔細檢查。
(4)現(xiàn)場澆注后下未澆注的閥體砂型，其澆口杯和出氣孔要蓋嚴實，防止散砂進入。
(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；閥門鑄件盡量安排在開爐后初期澆注，減少包襯在多次使用后產(chǎn)生大量的稀薄渣；針對610mm(24in)F體閥門，對于橫澆道搭接處，結(jié)合澆注時的其他參數(shù)，在進出口處均安置過濾網(wǎng)，并將多片搭接式纖維過濾網(wǎng)改進為單片式，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，以利于鐵液自身排氣和減少鑄渣產(chǎn)生。
(7)澆注1067mm(42in)F體閥門時，要求在固定混砂機前的同一個底板上舂上、下型，且底板上不得有任何雜物；不允許在別的地放，以減少變差來源；禁止將砂型和模底板一起吊運，防止底板產(chǎn)生變形。
(8)澆注2.2in，閥體時，在支腳砂芯的芯頭上放適量的樹脂砂，并盡快合型。
經(jīng)過調(diào)查，這邊有幾條建議可供大家參考：
1.積極采用標準進行鍛鋼閘閥設(shè)計；
2.吸收國外的鍛鋼閘閥設(shè)計結(jié)構(gòu)；
3.鍛鋼閘閥試驗、性能檢驗嚴格按標準進行；
4.吸收 國外新的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗重視新材料的研究及推廣應(yīng)用；
5.弄清進口的高參數(shù)閥門產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和工況條件等是加快國產(chǎn)化進程，推進閥門產(chǎn)品不斷更新，全面實現(xiàn)閥門的國產(chǎn)化的*途徑。
采用鍛件材料加工而成的閘閥統(tǒng)稱為鍛鋼閘閥，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：國標PN16~PN320、美標：Class150～2500，可采美標或國標尺寸生產(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，國內(nèi)需求較少。
長期以來市場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償作用達到良好的密封效果，彈性座封鍛鋼閘閥具有開關(guān)輕巧、密封可靠、彈性記憶佳及使用壽命等顯著優(yōu)點?？蓮V泛用于自來水、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。
