[发明专利]一种深孔阀门内孔一次成型的方法

说明书

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体地说涉及一种深孔阀门内孔一次成型的方法。

背景技术

在石油天然气管道上采用的高压阀门，阀体成凸型，孔深230mm，孔内径105mm，孔外径130mm，壁厚12.5mm，由于应用在石油管道上，产品的密度和抗压强度都要比一般的阀门更为严格。现在石油管道上常用的阀门都是采用精铸阀门阀体，但是，密度、抗压强度远远不及锻造的阀体。铸造件密度差，有气孔、砂眼，抗压力低。有的厂家采用开式锻造高压阀门，但因模具窄，在其它条件相同的条件下，金属向模腔内流动的阻力越大，金属温度降低也越严重，故冲满模膛越困难，这种方法只能将圆钢锻成实心，且加工费力，浪费原材料。由于此种阀门孔深、壁薄、异形、孔内两侧有导向柱，很难一次成型。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提供了一种深孔阀门内孔一次成型的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种深孔阀门内孔一次成型的方法，包括以下步骤：

（1）、制坯：选用圆钢，根据产品成型的比例、重量，通过锻造比计算出下料长度，锻造比的计算公式为：

阀门体下料重量/6.165/0.13/0.13=下料长度

预锻出与阀体相应的高度，预锻时始锻温度为1000-1200℃，终端温度≥850℃，使用750kg的空气锤，压力是1000kg，在温度为1100℃、时间10-20秒内完成制坯；

（2）、粗锻：制作粗锻模具，粗锻模具设计成阀体底部的形状，内孔锻成半孔，计算好阀体变形尺寸需要的压力，温度保持在900-1100℃，时间20-40秒，使用5吨电液锤，压力6000kg，变形比例80%，使产品锻成深孔的一半，锻件水平投影面积及阀体变形尺寸所需压力计算如下：

锻件水平投影面积S=21*13+25*12+6*6*6.28+6.5*6.5*6.28

=1064.41cm2

实际阀体变形尺寸需要压力G=1064.41*4/1000=4.257吨；

（3）、精锻成型：选用2吨快锻锤，压力是2500kg，锻件水平投影面积及阀体变形尺寸所需压力计算如下：

锻件水平投影面积S=19*13+5.5*5.5*6.28=436.97 cm2

实际阀体变形尺寸需要压力G=436.97*4÷1000=1.75吨

制作精锻模具，在模心部钻4mm的出气孔，使材料在深孔模内就容易达到所需高度，锻件孔内加用木渣与石墨乳膨胀，使模具与锻件好分离不夹模，木渣石墨乳合成比例为木渣：石墨：水=10：1：1，精锻的过程中，锻件温度为990℃，快速进行打击，完成深孔的完全锻造；

（4）、模具脱离：锻件在高温时用木渣快速燃烧产生气体，温度达到200～500℃，推动模具与锻件快速脱离，完成阀门内孔成型。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明采用在锻造过程中采用预锻半孔精锻半孔的方法，可以使阀门内孔一次成型，达成节能降耗的目的，且锻件密度高、抗压强度大，大大节约了原材料。

附图说明

    图1为本发明的阀门阀体挤压变形尺寸变化图。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面详细说明一种深孔阀门内孔一次成型的方法，包括以下步骤：

（1）、制坯：本实施例选用直径为130的圆钢，在锻件成型前，根据产品成型的比例、重量，根据锻造比计算出下料长度，本例阀门体下料重量为27kg，根据锻造比公式：27kg/6.165/0.13/0.13=259mm，得出下料长度为249mm，预锻出与阀体相应的高度，预锻时始锻温度为1150℃，终端温度850℃，使用750kg的空气锤，压力是1000kg，温度1100℃、时间15秒内完成制坯；

（2）、粗锻：制作粗锻模具，粗锻模具设计成阀体底部的形状，内孔锻成半孔，在粗锻时不能改变圆钢原有的流线方向，要顺着圆钢原有的流线锻孔，因圆钢在轧制过程中形成顺圆钢长度的流线，如果锻孔改变了圆流线，阻力大，变形慢；计算好阀体变形尺寸需要的压力，温度保持在1000℃，时间30秒，使用5吨电液锤，压力6000kg，使产品锻成深孔的一半。锻件水平投影面积及阀体变形尺寸所需压力计算如下：

锻件水平投影面积S=21*13+25*12+6*6*6.28+6.5*6.5*6.28

=1064.41cm2

实际阀体变形尺寸需要压力G=1064.41*4/1000=4.257吨；