前言
阀体是石油机械阀门中的一个主要零部件,根据压力等级有不同的成形方法,例如:铸造、锻造等。阀体的材质根据不同的工艺介质,选用不同的材料,常用材质有:铸铁、铸钢、不锈钢、合金结构钢等。阀体锻造分为压机模锻和锻锤自由锻,本文主要介绍产品通过自由锻成形,分析比较多种工艺方案,最终给出一种最佳的阀体锻件成形工艺。
工艺分析
该阀体两头为法兰形状,中间部位上下两个对称圆凸台,两凸台之间为多边形设计,锻造过程中允许适度塌边。整体设计为偏心结构,原材料选用钢锭,产品材质为AISI4130,产品零件重量为1050kg,由于锻件尺寸大,所用钢锭锭形也大。为了确保钢锭心部锻透,内部夹杂物、树枝状结晶组织能够有效击碎,疏松等缺陷能够有效焊合,应控制锻造温度区间。锻造温度越高,钢锭内部缺陷越容易锻合,因此应尽量保持在高温下进行锻造。
用钢锭锻造锻件,就必须考虑锻造比,阀体锻坯基本锻造过程分为锻比控制和锻坯成形。根据锻造设备的锻造能力及锻件材质尺寸选取6t电液锤,加热设备选取天然气炉,锻件材料始锻温度为1180℃,终锻温度为850℃,锻后冷却方式为坑冷。
工艺方案
由于该锻件形状复杂,整体锻造难度大,根据该零件的特点,我公司工艺人员对其成形可行性进行了分析,结合我公司的实际生产情况,研究制定出三种阀体锻造成形工艺方案。
方案一
直接锻造成方块毛坯,尺寸为492mm×657mm×915mm,经过锻后冷却,在锻坯上画线,最后在锯床上锯角。
方案二
先锻造成过渡方块毛坯,锻方截面为510mm×690mm,保证中间方块关键尺寸,用小圆棒在方坯两端进行压痕,以压痕位置为基准用剁刀进行人工分料,然后进行压肩拔长,再将锻坯放在阀体模具上进行表面整形,随后再将阀体两端面进行平整,最终毛坯成形为三段方体。