CN114346605A - 一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺 - Google Patents
一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114346605A CN114346605A CN202111644659.7A CN202111644659A CN114346605A CN 114346605 A CN114346605 A CN 114346605A CN 202111644659 A CN202111644659 A CN 202111644659A CN 114346605 A CN114346605 A CN 114346605A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve body
- forging
- blank
- die
- die forging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 102
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims description 11
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
本发明公开了一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，包括以下步骤：A）下料、B）坯料外加工、C）坯料加热、D）镦粗去氧化皮、E）模锻、F）退火、G）阀体三通内孔加工、H）阀体表面打磨、I）热处理、J）加工完成。这种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺得到了优化，提高了锻造效率，且锻造后的锻体锻件其中颈和支管相贯处不容易发生开裂的现象，保证了产品的合格率，节省了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及阀体模锻件加工方法，尤其涉及一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺。
背景技术
阀体是在流体系统中用来控制流体方向、压力和流量的装置。
现有的阀体多是铸造加工成型的，铸造加工工艺简单，但是铸造加工的阀体其抗拉强度不高，因此对于一些强度要求比较高的使用领域，铸造加工的阀体不能满足相关强度要求，而自由锻加工的阀体锻件外形简单，用料较多，且锻造流线较差，因此需要使用模锻阀体。
（如说明书附图2所示）由于模锻阀体的中颈21和支管22相贯处容易产生应力集中，最终造成开裂，因此阀体的锻造加工难度比较大，特别是一些大型阀体，其锻造加工更为复杂。
ASTM A182 F91为阀门部件常用材质，该材质为马氏体型沉淀硬化钢，抗拉强度可达620MPa以上，其拥有良好的耐高温和持久性能；现有的阀体锻件锻造加工时将F91材质的锻棒1通过竖直挤压成型的方式锻压成阀体锻件2（如说明书附图1所示）；这种锻造方式优点在于锻件外形尺寸即为成品尺寸，可不加工，提高材料利用率，表面质量良好，且拥有良好的内部流线，组织致密，机械性能优秀；但是，ASTM A182标准要求锻件热处理方式为正火+回火或淬火+回火，且回火温度范围为730-800℃，回火保温时间不低于1h每英寸锻件有效厚度，而对于大型阀体锻件来说，正火空冷的冷却速度慢，且过高的回火温度和过长保温时间会降低材料的抗拉强度，因此对于体型稍大的锻件通常会采用标准要求回火温度的下限，以得到合格的机械性能；由于F91材料中Mo含量较高，因此，阀体锻件中其支管与中颈相贯处易产生应力集中（如说明书附图2中所示的A、B、C、D四处），这些部位极易造成开裂，而淬火+回火的热处理方式更加容易造成锻件的开裂，尤其对于外形复杂的锻件来说，开裂发生的概率几乎是100%，因此，现有阀体锻件锻造工艺除了比较复杂之外，锻件产品的合格率比较低，从而提高了生产成本，影响了生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够优化锻造工艺，有效防止模锻后阀体锻件开裂的F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，包括以下步骤：
A）下料：使用直径为380mm、长度为1377mm的锻棒作为坯料，所述锻棒材质为ASTMA182F91材质，即一种马氏体沉淀硬化钢；
B）坯料外加工：将坯料通过机床对其表面进行外圆车光，排除表面缺陷，两端倒圆角；
C）坯料加热：将坯料放置在天然气炉中进行加热；
D）镦粗去氧化皮：将加热后的坯料迅速放置在冲压机上进行镦粗，去除氧化皮，使镦粗后的坯料表面质量得到优化；
E）模锻：镦粗后的坯料放置在模锻模具中，通过液压机进行模锻加工，形成阀体锻件；
F）退火：将阀体锻件从模锻模具中取出，空冷后放入预热后的退火炉中进行退火，并进行保温，保温后随退火炉缓冷；
G）阀体三通内孔加工：将退火后的阀体锻件通过机床进行三通内孔的粗加工；
H）阀体表面打磨：通过打磨机对孔加工后的阀体锻件表面进行打磨，并打磨至无裂纹等表面缺陷；
I）热处理：对打磨后的阀体锻件进行正火和回火热处理；
J）加工完成。
进一步地，所述步骤B）中坯料两端圆角半径均为20mm。
进一步地，所述步骤C）中坯料先加热至850℃，然后进行第一次保温，保温后再加热至1160℃，并进行第二次保温。
进一步地，所述第一次保温和第二次保温时间均为T1，所述T1=坯料最大有效厚度(mm)×0.5h/100mm。
进一步地，所述步骤E）具体为：镦粗后的坯料放置在模锻模具内之前先在模锻模具的模腔内均匀喷涂石墨润滑剂，然后再将镦粗后的坯料放置在模锻模具的模腔内，镦粗后的坯料始锻温度为1100-1160℃，并分多次进行锻压，坯料的终锻温度≥850℃。
进一步地，所述镦粗后的坯料在锻压过程中需多次向坯料顶端撒入适量的石墨和锯末以及水的混合物，所述石墨、锯末和水的混合比例1:2:1.5。
进一步地，所述步骤F）具体为：阀体锻件从模锻模具中取出空冷至表面温度为550-600℃时放入已预热至700℃的退火炉中进行退火，并进行保温，保温结束后随退火炉缓冷至300℃以下。
进一步地，所述阀体锻件退火后保温时间为T2，所述T2=锻件最大有效厚度（in.）×1h/in.。
进一步地，所述步骤I）中正火温度为1050℃，保温时间为T3，雾冷至260℃以下，回火温度为750℃，保温时间为T4，出炉散开空冷。
进一步地，所述保温时间T3≈锻件最大有效壁厚（in.）×1h/in.，所述保温时间T4≈锻件最大有效壁厚（in.）×2h/in.。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：这种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺得到了优化，提高了锻造效率，且锻造后的锻体锻件其中颈和支管相贯处不容易发生开裂的现象，保证了产品的合格率，节省了生产成本。
附图说明：
图1是锻棒和阀体锻件立体结构示意图；
图2是阀体锻件正面结构示意图。
图中：1、锻棒；2、阀体锻件；21、中颈；22、支管。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，包括以下步骤：
A）下料：使用直径为380mm、长度为1377mm的锻棒作为坯料，所述锻棒材质为ASTMA182F91材质，即一种马氏体沉淀硬化钢；
B）坯料外加工：将坯料通过机床对其表面进行外圆车光，排除表面缺陷，两端倒圆角，所述圆角半径均为20mm；
C）坯料加热：将坯料放置在天然气炉中进行加热，坯料先加热至850℃，然后进行第一次保温，保温后再加热至1160℃，并进行第二次保温，其中第一次保温和第二次保温时间均为T1，所述T1=坯料最大有效厚度(mm)×0.5h/100mm；
D）镦粗去氧化皮：将加热后的坯料迅速放置在冲压机上进行镦粗，去除氧化皮，使镦粗后的坯料表面质量得到优化；
E）模锻：镦粗后的坯料放置在模锻模具中，通过液压机进行模锻加工，形成阀体锻件，具体地：镦粗后的坯料放置在模锻模具内之前先在模锻模具的模腔内均匀喷涂石墨润滑剂，然后再将镦粗后的坯料放置在模锻模具的模腔内，镦粗后的坯料始锻温度为1100-1160℃，并分多次进行锻压，坯料在锻压过程中需多次向其顶端撒入适量的石墨和锯末以及水的混合物，所述石墨、锯末和水的混合比例1:2:1.5，坯料的终锻温度≥850℃；
F）退火：将阀体锻件从模锻模具中取出空冷至表面温度为550-600℃时放入已预热至700℃的退火炉中进行退火，并进行保温，保温时间为T2，所述T2=锻件最大有效厚度（in.）×1h/in.，保温结束后随退火炉缓冷至300℃以下；
G）阀体三通内孔加工：将退火后的阀体锻件通过机床进行三通内孔的粗加工，可以减小热处理时锻件的有效壁厚；
H）阀体表面打磨：通过打磨机对孔加工后的阀体锻件表面进行打磨，并打磨至无裂纹等表面缺陷，可以防止热处理过程中锻件开裂；
I）热处理：对打磨后的阀体锻件进行正火和回火热处理，其中正火温度为1050℃，保温时间为T3，雾冷至260℃以下，回火温度为750℃，保温时间为T4，出炉散开空冷，所述保温时间T3≈锻件最大有效壁厚（in.）×1h/in.，所述保温时间T4≈锻件最大有效壁厚（in.）×2h/in.；
J）加工完成。
这种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺得到了优化，提高了锻造效率，且锻造后的锻体锻件其中颈和支管相贯处不容易发生开裂的现象，保证了产品的合格率，节省了生产成本。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，包括以下步骤：
A）下料：使用直径为380mm、长度为1377mm的锻棒作为坯料，所述锻棒材质为ASTMA182F91材质，即一种马氏体沉淀硬化钢；
B）坯料外加工：将坯料通过机床对其表面进行外圆车光，排除表面缺陷，两端倒圆角；
C）坯料加热：将坯料放置在天然气炉中进行加热；
D）镦粗去氧化皮：将加热后的坯料迅速放置在冲压机上进行镦粗，去除氧化皮，使镦粗后的坯料表面质量得到优化；
E）模锻：镦粗后的坯料放置在模锻模具中，通过液压机进行模锻加工，形成阀体锻件；
F）退火：将阀体锻件从模锻模具中取出，空冷后放入预热后的退火炉中进行退火，并进行保温，保温后随退火炉缓冷；
G）阀体三通内孔加工：将退火后的阀体锻件通过机床进行三通内孔的粗加工；
H）阀体表面打磨：通过打磨机对孔加工后的阀体锻件表面进行打磨，并打磨至无裂纹等表面缺陷；
I）热处理：对打磨后的阀体锻件进行正火和回火热处理；
J）加工完成。
2.根据权利要求1所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述步骤B）中坯料两端圆角半径均为20mm。
3.根据权利要求1所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述步骤C）中坯料先加热至850℃，然后进行第一次保温，保温后再加热至1160℃，并进行第二次保温。
4.根据权利要求3所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述第一次保温和第二次保温时间均为T1，所述T1=坯料最大有效厚度(mm)×0.5h/100mm。
5.根据权利要求1所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述步骤E）具体为：镦粗后的坯料放置在模锻模具内之前先在模锻模具的模腔内均匀喷涂石墨润滑剂，然后再将镦粗后的坯料放置在模锻模具的模腔内，镦粗后的坯料始锻温度为1100-1160℃，并分多次进行锻压，坯料的终锻温度≥850℃。
6.根据权利要求5所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述镦粗后的坯料在锻压过程中需多次向坯料顶端撒入适量的石墨和锯末以及水的混合物，所述石墨、锯末和水的混合比例1:2:1.5。
7.根据权利要求1所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述步骤F）具体为：阀体锻件从模锻模具中取出空冷至表面温度为550-600℃时放入已预热至700℃的退火炉中进行退火，并进行保温，保温结束后随退火炉缓冷至300℃以下。
8.根据权利要求7所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述阀体锻件退火后保温时间为T2，所述T2=锻件最大有效厚度（in.）×1h/in.。
9.根据权利要求1所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述步骤I）中正火温度为1050℃，保温时间为T3，雾冷至260℃以下，回火温度为750℃，保温时间为T4，出炉散开空冷。
10.根据权利要求9所述的一种F91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺，其特征是，所述保温时间T3≈锻件最大有效壁厚（in.）×1h/in.，所述保温时间T4≈锻件最大有效壁厚（in.）×2h/in.。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111644659.7A CN114346605A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111644659.7A CN114346605A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114346605A true CN114346605A (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=81102532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111644659.7A Pending CN114346605A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114346605A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114986099A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-02 | 江苏翔淳科技有限公司 | 一种斜支管台加工制造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104907475A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-16 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 一种带法兰阀体整体锻造模具及锻造方法 |
| CN105710265A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-29 | 重庆远煌机械制造有限公司 | 排气阀胎模锻造工艺 |
| WO2016140395A1 (ko) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | (주)성진포머 | 안티락 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브시트 하우징의 제조방법 |
| CN110538951A (zh) * | 2018-07-03 | 2019-12-06 | 温州中海阀门锻造有限公司 | 一种阀体锻造工艺 |
| CN112846017A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-28 | 昆山众诚精密锻造有限公司 | 一种11Cr17防止锻造开裂的锻造工艺 |
-
2021
- 2021-12-30 CN CN202111644659.7A patent/CN114346605A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105710265A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-29 | 重庆远煌机械制造有限公司 | 排气阀胎模锻造工艺 |
| WO2016140395A1 (ko) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | (주)성진포머 | 안티락 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브시트 하우징의 제조방법 |
| CN104907475A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-16 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 一种带法兰阀体整体锻造模具及锻造方法 |
| CN110538951A (zh) * | 2018-07-03 | 2019-12-06 | 温州中海阀门锻造有限公司 | 一种阀体锻造工艺 |
| CN112846017A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-28 | 昆山众诚精密锻造有限公司 | 一种11Cr17防止锻造开裂的锻造工艺 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 任运来 等: "带主法兰三通阀体的多向模锻成形方案", 《上海电机学院学报》 * |
| 张建华 等: "高参数大口径阀门用F91承压锻钢件质量控制", 《阀门》 * |
| 李绍林 等, 上海科学技术文献出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114986099A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-02 | 江苏翔淳科技有限公司 | 一种斜支管台加工制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104646956B (zh) | 一种球笼钟形壳的加工工艺 | |
| CN104148888B (zh) | 单向器花键套筒的冷挤成型工艺 | |
| CN102284835B (zh) | M12以上十点九级车用螺栓的生产方法 | |
| CN102019335B (zh) | 调质结构钢的冷锻加工方法 | |
| CN106964948A (zh) | 一种船用齿轮的加工工艺 | |
| CN103820726A (zh) | 一种疲劳强度较高螺栓的制造方法 | |
| CN104745780A (zh) | 一种Cr12MoV钢锻造及热处理的生产方法 | |
| CN106111876B (zh) | 一种机动车用倒挡齿轮锻件的加工方法 | |
| CN109352288A (zh) | 一种汽车万向节叉整体件冷挤压压制成型工艺 | |
| CN110193580A (zh) | 一种h13材料锻造模具工艺 | |
| CN108188659A (zh) | 一种钢坯的制造工艺 | |
| CN105302955A (zh) | 轿车旋锻轴的硬度及硬度分布设计方法 | |
| CN110076272A (zh) | 一种1215材料锻造工艺 | |
| CN107297449A (zh) | 一种不锈钢/碳钢冶金复合螺栓双道次热镦成型工艺 | |
| CN102010973A (zh) | 大直径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易方法 | |
| CN107866660A (zh) | 一种模具钢材加工工艺 | |
| CN114346605A (zh) | 一种f91材质大型阀体模锻件防开裂加工工艺 | |
| CN105420470A (zh) | 一种奥氏体钢表面硬化处理方法 | |
| CN112626419B (zh) | 大型主轴单真空钢锭锻件制造工艺 | |
| WO2022166038A1 (zh) | 非调质钢长杆螺栓及其制造方法 | |
| CN112536406A (zh) | 一种避免表面开裂的锻造拔长方法 | |
| CN112090981A (zh) | S690q材料强化升级的方法 | |
| CN105080971B (zh) | 制备钛合金无缝管的方法 | |
| CN111842533A (zh) | 一种高强高韧精密钢管的生产方法 | |
| CN108273953A (zh) | 汽车dct变速器输入外轴深孔冷锻坯成形工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220415 |