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閥門鍛造的基礎知識

鑄造的品種

（一） 依據變形溫度分類

      當溫度超越300-400℃（鋼的藍脆區），到達700-800℃時，變形阻力將急劇減小，變形能也得到很大改進。依據在不一樣的溫度區域進行的鑄造，針對鍛件質量和鑄造技能請求的不一樣，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個成型溫度區域。鋼的開端再結晶溫度約為727℃，但普遍選用800℃作為劃分線，高于800℃的是熱鍛；在300～800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。不加熱在室溫下的鑄造叫冷鍛。

      在低溫鑄造時，鍛件的尺度改變很小。在700℃以下鑄造，氧化皮構成少，而且外表無脫碳景象。因而，只需變形能在成形能范圍內，冷鍛簡略得到極好的尺度精度和外表光潔度。只需操控好溫度和光滑冷卻，700℃以下的溫鍛也可以取得極好的精度。熱鍛時，因為變形能和變形阻力都很小，可以鑄造形狀雜亂的大鍛件。要得到高尺度精度的鍛件，可在900-1000℃溫度域內用熱鍛加工。別的，要留意改進熱鍛的工作環境。鍛模壽數（熱鍛2-5千個，溫鍛1-2萬個，冷鍛2-5萬個）與其它溫度域的鑄造比較是較短的，但它的自在度大，本錢低。

      坯料在冷鍛時要發作變形和加工硬化，使鍛模接受高的荷載，因而，需求運用高強度的鍛模和選用避免磨損和粘結的硬質光滑膜處理辦法。別的，為避免坯料裂紋，需求時進行基地退火以確保需求的變形才能。為堅持杰出的光滑情況，可對坯料進行磷化處理。在用棒料和盤條進行接連加工時，現在對斷面還不能作光滑處理，正在研討運用磷化光滑辦法的也許。

（二） 依據坯料的移動辦法分類

      依據坯料的移動辦法，鑄造可分為自在鍛、鐓粗、揉捏、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。

1、自在鍛

界說：運用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個方向自在變形，不受任何約束而取得所需形狀及尺度和必定機械功能的鍛件的一種加工辦法，簡稱自在鍛。

特色：自在鑄造所用東西和設備簡略，通用性好，本錢低。 同鑄造毛坯比較，自在鍛消除了縮孔、 縮松、氣孔等缺點，使毛坯具有更高的力學功能。鍛件形狀簡略，操作靈敏。因而，它在重型機器及首要零件的制作上有格外首要的含義。

分類：首要有手藝鑄造和機械鑄造兩種。手藝自在鍛出產功率低，勞作強度大，僅用于修配或簡略、小型、小批鍛件的出產。

在現代工業出產中，機器自在鍛已成為鑄造出產的首要辦法，在重型機械制作中，它具有格外首要的效果。 而發作的鍛件形狀和尺度首要由操作工的技能水平決議。

首要設備：自在鑄造的設備分為鍛錘和液壓機兩大類。出產中運用的鍛錘有空氣錘和蒸汽-空氣錘，有些廠還運用構造簡略，出資少的彈簧錘、夾板錘、杠桿錘和鋼絲錘等。液壓機是以液體發作的靜壓力使坯料變形的，是出產大型鍛件的僅有辦法。

根本工序：自在鑄造的根本工序包含鐓粗、拔長、沖孔、曲折、改變、錯移、切開及鍛接等。

2、模鍛

界說：模鍛是指在專用模鍛設備上運用模具使毛坯成型而取得鍛件的鑄造辦法。此辦法出產的鍛件尺度準確，加工余量較小，構造也比較雜亂出產率高。

特色：在模鍛錘或壓力機上用鍛模將金屬坯料鍛壓加工成形的技能。模鍛技能出產功率高，勞作強度低，尺度準確，加工余量小，并可鍛制形狀雜亂的鍛件；適用于批量出產。但模具本錢高，需有專用的模鍛設備，不適合于單件或小批量出產。

分類：依據設備不一樣，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機模鍛，平鍛機模鍛，沖突壓力機模鍛等。

制備：模鍛用的鍛模，由上下兩個模塊構成,模膛4是鍛模的工作有些，上下模各一半。用燕尾和楔1、2固定在錘砧和工作臺上；并以鎖扣3或導柱導向,避免上下模塊錯位。金屬坯料按模膛的形狀變形。

工序、技能進程：模鍛的工序為制坯、預鍛和終鍛。終鍛模的模膛是按鍛件的尺度、形狀，并加上余量和偏差斷定的。

（三）依據鍛模的運動辦法分類

      依據鍛模的運動辦法，鑄造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環和斜軋等辦法。擺輾、擺旋鍛和輾環也可用精鍛加工。為了前進資料的運用率，輥鍛和橫軋可用作細長資料的前道工序加工。與自在鍛一樣的旋轉鑄造也是有些成形的，它的長處是與鍛件尺度比較，鑄造力較小情況下也可完構形成。包含自在鍛在內的這種鑄造辦法，加工時資料從模具面鄰近向自在外表擴展，因而，很難確保精度，所以，將鍛模的運動方向和旋鍛工序用計算機操控，就可用較低的鑄造力取得形狀雜亂、精度高的商品,例如出商品種多、尺度大的汽輪機葉片等鍛件。

     鑄造設備的模具運動與自在度是不一致的，依據下死點變形約束特色，鑄造設備可分為下述四種辦法：

（1）約束鑄造力辦法：油壓直接驅動滑塊的油壓機；

（2）準沖程約束辦法：油壓驅動曲柄連桿安排的油壓機；

（3）沖程約束辦法：曲柄、連桿和楔安排驅動滑塊的機械式壓力機；

（4）能量約束辦法：運用螺旋安排的螺旋和磨擦壓力機。

      為了取得高的精度應留意避免下死點處過載，操控速度和模具方位。因為這些都會對鍛件公役、形狀精度和鍛模壽數有影響。別的，為了堅持精度，還應留意調整滑塊導軌空隙、確保剛度，調整下死點和運用補助傳動設備等辦法。

      此外，依據滑塊運動辦法還有滑塊筆直和水平運動（用于細長件的鑄造、光滑冷卻和高速出產的零件鑄造）辦法之分，運用抵償設備可以添加其它方向的運動。上述辦法不一樣，所需的鑄造力、工序、資料的運用率、產值、尺度公役和光滑冷卻辦法都不一樣，這些要素也是影響主動化水平的要素。

鑄造的首要性

      鑄造出產是機械制作工業中提供機械零件毛坯的首要加工辦法之一。經過鑄造，不只可以得到機械零件的形狀，而且能改進金屬內部安排，前進金屬的機械功能和物理功能。一般對受力大、請求高的首要機械零件，大多選用鑄造出產辦法制作。如汽輪發電機軸、轉子、葉輪、葉片、護環、大型水壓機立柱、高壓缸、軋鋼機軋輥、內燃機曲軸、連桿、齒輪、軸承、以及國防工業方面的火炮等首要零件，均選用鑄造出產。

      因而，鑄造出產廣泛的運用于冶金、礦山、汽車、拖拉機、收獲機械、石油、化工、航空、航天、武器等工業部門，即是在平時日子中，鑄造出產亦具有首要方位。從某種含義上說，鍛件的年產值，模鍛件在鍛件總產值中所占的份額，以及鑄造設備巨細和擁有量等目標，在必定程度上反映了一個國家的工業水平。

鑄造用材

      鑄造用料首要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。資料的原始情況有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態金屬。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鑄造比。準確地挑選鑄造比、合理的加熱溫度及保溫時刻、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對前進商品質量、下降本錢有很大聯系。

      一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒安排和機械功能均勻、杰出，形狀和尺度準確，外表質量好，便于安排批量出產。只需合理操控加熱溫度和變形條件，不需求大的鑄造變形就能鍛出功能優秀的鍛件。鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態安排，有較大的柱狀晶和疏松的基地。因而有必要經過大的塑性變形，將柱狀晶破碎為細晶粒，將疏松壓實，才能取得優秀的金屬安排和機械功能。

      經約束和燒結成的粉末冶金預制坯，在熱態下經無飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末挨近于一般模鍛件的密度，具有杰出的機械功能，而且精度高，可削減后續的切削加工。粉末鍛件內部安排均勻，沒有偏析，可用于制作小型齒輪等工件。但粉末的報價遠高于一般棒材的報價，在出產中的運用遭到必定約束。對澆注在模膛的液態金屬施加靜壓力，使其在壓力效果下凝結、結晶、活動、塑性變形和成形，就可取得所需形狀和功能的模鍛件。液態金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形辦法，格外適用于一般模鍛難于成形的雜亂薄壁件。

      鑄造用料除了一般的資料，如各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金以外，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也選用鑄造或軋制辦法完結，僅僅這些合金因為其塑性區相對較窄，所以鑄造難度會相對較大，不一樣資料的加熱溫度，開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴厲的請求。

鑄造技能流程

      不一樣的鑄造辦法有不一樣的流程，其間以熱模鍛的技能流程最長，一般次序為：鍛坯下料；鍛坯加熱；輥鍛備坯；模鍛成形；切邊；沖孔；糾正；基地查驗，查驗鍛件的尺度和外表缺點；鍛件熱處理，用以消除鑄造應力，改進金屬切削功能；整理，首要是去掉外表氧化皮；糾正；查看，一般鍛件要經過外觀和硬度查看，首要鍛件還要經過化學成分剖析、機械功能、剩余應力等查驗和無損探傷。

鍛件特色

      與鑄件比較，金屬經過鑄造加工后能改進其安排構造和力學功能。鑄造安排經過鑄造辦法熱加工變形后因為金屬的變形和再結晶，使本來的粗大枝晶和柱狀晶粒變為晶粒較細、巨細均勻的等軸再結晶安排，使鋼錠內原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實和焊合，其安排變得愈加緊密，前進了金屬的塑性和力學功能。鑄件的力學功能低于同材質的鍛件力學功能。此外，鑄造加工能確保金屬纖維安排的接連性，使鍛件的纖維安排與鍛件外形堅持一致，金屬流線完好，可確保零件具有杰出的力學功能與長的運用壽數選用精細模鍛、冷揉捏、溫揉捏等技能出產的鍛件，都是鑄件所無法比擬的鍛件是金屬被施加壓力，經過塑性變形刻畫請求的形狀或適宜的壓縮力的物件。這種力氣典型的經過運用鐵錘或壓力來完結。鑄件進程締造了精美的顆粒構造，并改進了金屬的物理屬性。在零部件的實際運用中，一個準確的規劃能使顆粒流在主壓力的方向。鑄件是用各種鑄造辦法取得的金屬成型物件，即把鍛煉好的液態金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄辦法寫入預先準備好的鑄型中，冷卻后經落砂、整理和后處理等，所得到的具有必定形狀，尺度和功能的物件。

鑄造進程留意事項

      （1）鑄造加工進程包含：將資料切開成所需尺度、加熱、鑄造、熱處理、整理和查驗。在小型人工鑄造中，所有這些操作都由數名鍛工上手和下手在狹小場合內進行。他們都露出于一樣的有害環境和職業性損害中；在大型鑄造車間，損害隨工作崗位的不一樣而各異。工作條件雖然工作條件因鑄造辦法不一樣而各異，但具有某些一同特色：中等強度的體力勞作，干熱的小氣候環境，發作噪聲和振蕩，空氣受煙霧污染。

（2）工大家一同露出于高溫空氣和熱輻射下，導致熱量在體內堆集，熱量加上代謝的熱量，會形成散熱失諧和病理改變。8小時勞作的排汗量將隨小氣體環境、體力耗費以及熱適應性程度的不一樣而異一般在1.5~5升之間，或甚至更高。在較小鑄造車間或離熱源較遠處，貝哈二氏熱應激指數一般為55~95；但在大型鑄造車間，靠近加熱爐或落錘機的工作點也許高達150~190。易導致缺鹽和熱痙攣。在冰冷時節，露出于小氣候環境的改變中也許在必定程度上推進其適應性，但敏捷而過于頻頻的改變，也許構成對健康的損害。大氣污染：作場合的空氣中也許富含煙塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫，或許還富含丙烯醛，其濃度取決于加熱爐燃料的品種和所含雜質，以及焚燒功率、氣流和通風情況。噪聲和振蕩:型鍛錘必定會發作低頻率噪聲和振蕩，但也也許有必定的高頻成分，其聲壓級在95~115分貝之間。工作人員露出于鑄造振蕩中，也許形成氣質性和功能性失調，會下降工作才能和影響安全。

鑄造出產風險要素及首要因素

      在鑄造出產中，易發作的外傷事故，按其因素可分為三種：機械傷——東西或工件直接形成的刮傷、碰傷；燙壞；電觸傷。

      從安全技能勞作保護的視點來看，鑄造車間的特色是：

（1）鑄造出產是在金屬火熱的情況下進行的（如低碳鋼鑄造溫度范圍在1250~750℃之間），因為有許多的手藝勞作，稍不小心就也許發作灼傷。

（2）鑄造車間里的加熱爐和火熱的鋼錠、毛坯及鍛件不斷地發散出許多的輻射熱（鍛件在鍛壓終了時，依然具有適當高的溫度），工人常常遭到熱輻射的損害。

（3）鑄造車間的加熱爐在焚燒進程中發作的煙塵排入車間的空氣中，不光影響清潔，還下降了車間內的能見度（關于焚燒固體燃料的加熱爐，情況就更為嚴峻），因而也也許會導致工傷事故。

（4）鑄造出產所運用的設備如空氣錘、蒸汽錘、沖突壓力機等，工作時宣布的都是沖擊力。設備在接受這種沖擊載荷時，自身簡略俄然損壞（如鍛錘活塞桿的俄然折斷），而形成嚴峻的傷害事故。

（5）壓力機（如水壓機、曲柄熱模鍛壓力機、平鍛機、精壓機）剪床等，在工作時，沖擊性雖然較小，但設備的俄然損壞等情況也時有發作，操作者通常猝不及防，也有也許導致工傷事故。

（6）鑄造設備在工作中的效果力是很大的，如曲柄壓力機、拉伸鍛壓機和水壓機這類鍛壓設備，它們的工作條件雖較平穩，但其工作部件所發作的力氣卻是很大的，如我國已制作和運用了12000t的鑄造水壓機。即是多見的100~150t的壓力機，所宣布的力氣已是夠大的了。假如模子設備或操作時稍有不準確，大有些的效果力就不是效果在工件上，而是效果在模子、東西或設備自身的部件上了。這么，某種設備調整上的錯誤或東西操作的不妥，就也許導致機件的損壞以及別的嚴峻的設備或人身事故。

（7）鍛工的東西和輔佐東西，格外是手鍛和自在鍛的東西、夾鉗等名目繁多，這些東西都是一同放在工作地址的。在工作中，東西的更換十分頻頻，寄存通常又是雜亂的，這就必定添加對這些東西查看的艱難，當鑄造中需用某一東西而時常又不能敏捷找到時，有時會“將就”運用相似的東西，為此通常會形成工傷事故。

（8）因為鑄造車間設備在運轉中發作的噪聲和轟動，使工作地址喧鬧不堪入耳，影響人的聽覺和神經體系，分散了留意力，因而添加了發作事故的也許性。

鑄造車間工傷事故的因素剖析

（1）需求防護的區域、設備缺少防護設備和安全設備；

（2）設備上的防護設備不完善，或未運用；

（3）出產設備自身有缺點或缺點；

（4）設備或東西損壞及工作條件不適當；

（5）鍛模和鐵砧有缺點；

（6）工作場地安排和辦理上的混亂；

（7）技能操作辦法及修補的輔佐工作做得不適當；

（8）自個防護用具如防護眼鏡有缺點，工作服和工作鞋不符合工作條件；

（9）幾自個一同進行一項工作時，互相配合不協調；

（10）缺少技能教育和安全常識，致使選用了不準確的進程和辦法。

鑄造職業開展情況剖析

      現代鑄造業在歐美等發達國家已有上百年的前史，領先的鑄造技能和鑄造技能一向由德國、美國、日本和俄羅斯等國獨占。我國鑄造業起步較發達國家晚，許多要害自在鍛件商品大多依靠進口，但跟著經濟開展水平的前進，與國外溝通機會的增多，我國鑄造技能和技能水平前進很快，許多商品已完結國產化，有些商品已出口國外，而且能與發達國家的同類商品相競賽。跟著經濟的開展和配備制工作的前進，我國鍛件制工作迎來了迅速開展的新時期。2010-2013 年我國鍛件產值從 2010 年的 705.21 萬噸增加至 2013 年的 881.57萬噸，年均復合增加率達 7.72%，呈穩定增加。2014 年我國鍛件產值增至 1,230.66萬噸，增速較快。到 2015 年 10 月，我國鍛件產值累計值為 1,011.20 萬噸。我國鑄造職業是在引入、消化、吸收國外技能的基礎上開展起來的，經過多年的技能開展與改造，職業中領先公司的技能水平，包含技能規劃、鑄造技能、熱處理技能、機加工技能、商品檢查等方面均有了較大前進。

鍛制法蘭職業開展概略

      法蘭（Flange）又名法蘭盤或突緣，首要運用于管狀部件的銜接。法蘭在機械零部件運用中十分普遍，廣泛運用于石化管道，金屬壓力容器，建筑物的上、下水管道，市政供水管道，船舶，電力等職業。

      依據所運用的原資料不一樣，法蘭又可以劃分為碳鋼法蘭、不銹鋼法蘭和合金鋼法蘭；依據制作技能的不一樣，法蘭又可以劃分為鍛制法蘭和鑄造法蘭。鍛制法蘭首要是經過自在鍛或模鍛技能加工出產；鑄造法蘭是經過澆鑄技能制作法蘭。

      現在，我國鍛制法蘭職業在配備水平、鑄造技能和加工技能上均取得了長足前進，商品的質量和功能已有大幅提高。因為人力本錢較低，使得我國出產的鍛制法蘭在國際上具有較強的競賽優勢，近年來出口數量到達了較高水平。德國、日本等工業發達國家因為人力本錢較高，其國內法蘭出產廠家已經很少，所需法蘭商品首要從我國、印度、巴西等開展我國家進口。

技能規劃：領先廠家普遍選用了熱加工計算機模仿技能、計算機輔佐技能規劃以及虛技能，前進了技能規劃水平和商品制作才能。引入并運用DATAFOR、GEMARC/AUTOFORGE、DEFORM、LARSTRAN/SHAPE和THERMOCAL等模仿程序，完結計算機規劃和熱加工的進程操控。

鑄造技能：40MN及以上的水壓機大都配備了100-400t.m主鑄造操作機和20-40t.m的輔佐操作機，適當數量的操作機選用計算機操控，完結了鍛件鑄造進程的歸納操控，使鑄造精度可操控在±3mm，鍛件的在線丈量選用激光尺度丈量設備。

熱處理技能：要點在于前進商品質量、前進熱處理功率以及節約能源、保護環境等。如選用計算機操控加熱爐和熱處理爐的加熱進程，操控燒嘴完結主動調理焚燒、調理爐溫、主動點火及加熱參數辦理；余熱運用、熱處理爐配備再生焚燒室等；選用具有低污染才能和可以有用操控冷卻的聚合物淬火油槽，各種水性淬火介質逐步替代傳統的淬火油等。

機加工技能：職業界數控機床的份額逐步前進，有些職業界公司設有加工基地，依據不一樣類型的商品配備了專有的加工機械，如五坐標加工基地、葉片加工機、軋輥磨、軋輥車床等。

質量保證辦法：國內有些公司已配備最新的檢查儀表和測驗技能，選用計算機操控數據處理的現代主動化超聲波探傷檢查體系，選用各種專用的主動超聲波探傷體系，完結各種質量體系的認證等。高速重載齒輪鍛件商品的要害出產技能不斷被霸占，并在此基礎上完結了產業化出產。在引入國外領先出產技能和要害設備的基礎上，我國已能自個規劃和制作高速重載齒輪鍛件的出產配備，這些配備已挨近國際領先水平，技能和配備水平的提高有力的推進了國內鑄造職業的開展。