演講人：日期:閥門鑄造工藝流程CATALOGUE目錄01模具準備02金屬熔煉03澆注成型04后處理工藝05質(zhì)量檢驗06成品處理01模具準備采用CAD/CAE軟件進行閥門模具的精確三維建模，通過流體動力學仿真驗證模具結(jié)構(gòu)的合理性，確保鑄件成型質(zhì)量。模具設(shè)計與制圖三維建模與仿真分析根據(jù)閥門材質(zhì)特性（如鑄鐵、不銹鋼）精確計算模具收縮率，設(shè)計合理的加工公差帶，避免后期鑄件尺寸偏差。公差與收縮率計算優(yōu)化模具分型面位置以減少飛邊產(chǎn)生，設(shè)計階梯式澆注系統(tǒng)保證金屬液平穩(wěn)充型，降低氣孔缺陷風險。分型面與澆注系統(tǒng)設(shè)計模具材料選擇標準高溫抗蠕變性能優(yōu)先選用H13熱作模具鋼，其高溫強度可達1000MPa以上，能承受反復熔融金屬沖擊而不變形。熱疲勞抗性指標根據(jù)鑄造合金類型選擇模具材料，銅合金閥門需采用鈹銅模具以加速散熱，鑄鐵閥門則選用鉻鉬鋼模具。模具材料需通過至少5000次熱循環(huán)測試，表面無龜裂現(xiàn)象，確保長期生產(chǎn)穩(wěn)定性。導熱系數(shù)匹配性模具裝配與校準模芯與模套過盈配合采用液氮冷凍裝配工藝，確保模芯與模套的過盈量控制在0.02-0.05mm范圍內(nèi)，防止金屬液滲透。多腔模動態(tài)平衡校準使用激光跟蹤儀檢測各模腔的同心度偏差不超過0.01mm，并通過配重調(diào)整實現(xiàn)動平衡。頂出系統(tǒng)壓力測試模擬實際生產(chǎn)條件進行200次以上頂出測試，確認頂桿行程誤差小于0.1mm且無卡滯現(xiàn)象。02金屬熔煉原料配比與預(yù)處理根據(jù)閥門性能要求選擇生鐵、廢鋼、合金元素等原料，嚴格區(qū)分不同材質(zhì)和規(guī)格，避免雜質(zhì)混入影響熔煉質(zhì)量。原材料選擇與分類對原料進行除銹、破碎、烘干等處理，確保投料時無水分、油污或氧化物，提高金屬液的純凈度。預(yù)處理工藝通過光譜分析或化學檢測確定原料成分比例，結(jié)合鑄造工藝要求調(diào)整碳、硅、錳等關(guān)鍵元素的含量范圍。配比計算與驗證熔煉設(shè)備操作規(guī)范中頻爐操作流程啟動前檢查冷卻系統(tǒng)、電源及坩堝狀態(tài)，遵循階梯式升溫原則，避免因熱應(yīng)力導致設(shè)備損壞。安全防護措施操作人員需穿戴耐高溫防護裝備，熔煉區(qū)域設(shè)置防爆裝置和應(yīng)急排液通道，防止金屬液飛濺或泄漏事故。加料順序與時機按熔點高低分批加入原料，高熔點合金元素需提前投入，易氧化元素應(yīng)在熔煉后期加入以減少燒損。采用紅外測溫儀或熱電偶實時監(jiān)控熔液溫度，確保澆注前溫度穩(wěn)定在工藝要求范圍內(nèi)（如鑄鐵閥體通常控制在1450-1550℃）。熔液溫度與成分控制溫度監(jiān)測與調(diào)節(jié)通過直讀光譜儀快速分析熔液成分，動態(tài)添加孕育劑或脫氧劑以優(yōu)化金相組織，提升閥門鑄件的力學性能。成分在線調(diào)整使用聚渣劑或惰性氣體吹掃去除熔液表面浮渣和內(nèi)部夾雜物，必要時采用過濾裝置進一步凈化金屬液。除渣與凈化處理03澆注成型澆注系統(tǒng)設(shè)計要點內(nèi)澆口布置原則內(nèi)澆口位置應(yīng)避開鑄件受力集中區(qū)，數(shù)量根據(jù)鑄件體積均勻分布，截面形狀優(yōu)先選用扁平梯形以減少熱應(yīng)力集中。系統(tǒng)比例計算采用伯努利方程計算各段截面積比（通常直∶橫∶內(nèi)=1.5∶2∶1），確保金屬液連續(xù)充型且不產(chǎn)生噴射現(xiàn)象。澆口杯與直澆道優(yōu)化澆口杯需設(shè)計為喇叭形以平穩(wěn)導入金屬液，直澆道應(yīng)保持垂直且截面逐漸縮小，減少紊流和氣體卷入。橫澆道需設(shè)置擋渣結(jié)構(gòu)，確保金屬液純凈度。030201重力澆注參數(shù)設(shè)定低壓鑄造時維持0.05-0.1MPa壓力差，使金屬液平穩(wěn)上升；高壓壓鑄需在20-100MPa下極速充型（30-100ms），配合真空抽氣減少氣孔。壓力澆注技術(shù)應(yīng)用實時監(jiān)測與反饋通過電磁流量計和紅外測溫儀動態(tài)調(diào)整澆注曲線，確保型腔內(nèi)金屬液前沿速度穩(wěn)定在0.5-1.2m/s范圍內(nèi)。根據(jù)鑄件壁厚調(diào)整澆包傾轉(zhuǎn)速度，薄壁件采用高速澆注（2-3kg/s）防止冷隔，厚壁件需低速（0.5-1kg/s）避免縮孔。澆注速度與壓力控制梯度冷卻系統(tǒng)設(shè)計在鑄件厚大部位設(shè)置冷鐵或水冷通道，薄壁區(qū)采用保溫涂料，實現(xiàn)定向凝固以消除縮松缺陷。應(yīng)力釋放措施控制開箱溫度在200℃以下，對高合金鋼閥門進行退火處理（650℃×4h爐冷），降低殘余應(yīng)力至80MPa以下。凝固模擬分析運用ProCAST軟件預(yù)測縮孔位置，優(yōu)化冒口尺寸（高度為熱節(jié)直徑2-3倍）和補貼角度（15°-30°斜面過渡）。冷卻凝固過程管理04后處理工藝鑄件清砂與切割振動清砂技術(shù)采用高頻振動設(shè)備清除鑄件表面及內(nèi)腔殘留型砂，適用于復雜結(jié)構(gòu)閥門鑄件，需配合壓縮空氣吹掃確保無死角清理。02040301等離子切割工藝針對澆冒口系統(tǒng)切除，通過高溫等離子弧實現(xiàn)精準切割，切口平整度可達Ra12.5μm以下，減少后續(xù)機加工量。水力清砂系統(tǒng)利用高壓水射流沖擊鑄件表面，環(huán)保高效且能避免機械損傷，尤其適用于大型閥門鑄件的批量處理。帶鋸床精密切割采用硬質(zhì)合金齒鋸條進行低溫慢速切割，有效防止鑄件應(yīng)力裂紋產(chǎn)生，特別適用于高鎳合金等特種材質(zhì)閥門。針對不同材質(zhì)選用水基聚合物或快速淬火油，確保馬氏體轉(zhuǎn)變速率與鑄件厚度匹配，避免變形超標。淬火介質(zhì)選擇通過正交試驗確定最佳回火溫度-時間組合，使Cr-Mo鋼閥門在保持HRC22-28硬度的同時提升沖擊韌性至40J以上?；鼗饏?shù)優(yōu)化01020304將碳鋼閥門鑄件加熱至Ac3以上30-50℃保溫，采用階梯式降溫工藝細化晶粒，硬度波動范圍控制在HB20以內(nèi)。正火溫度梯度控制采用計算機控溫系統(tǒng)實現(xiàn)每小時不超過80℃的緩冷速率，徹底消除鑄件殘余應(yīng)力，尺寸穩(wěn)定性達0.05mm/m。去應(yīng)力退火曲線熱處理工藝參數(shù)表面精整與拋丸處理采用六軸機器人進行環(huán)氧樹脂底漆噴涂，膜厚控制在120-150μm，附著力測試達到ISO等級1級標準。機器人噴涂系統(tǒng)選用0.3-0.6mm鑄鋼丸以80m/s速度噴射，在鑄件表面形成0.2mm壓縮應(yīng)力層，疲勞壽命提升3-5倍。離心式拋丸強化對不銹鋼閥門流道內(nèi)表面進行電化學處理，使Ra值從3.2降至0.4，顯著降低流體阻力系數(shù)。電解拋光技術(shù)使用CBN砂輪對密封面進行微米級修整，表面粗糙度可達Ra0.8，圓度誤差不超過0.01mm。數(shù)控磨床精加工05質(zhì)量檢驗尺寸精度檢測標準三維坐標測量技術(shù)采用高精度三坐標測量儀對閥門的幾何尺寸、形位公差進行全尺寸掃描，確保閥體、閥蓋、法蘭等關(guān)鍵部位的加工精度符合國際標準（如ISO5208）。輪廓投影比對法通過光學投影儀將閥門輪廓放大后與標準圖紙進行比對，檢測流道、密封面等復雜結(jié)構(gòu)的形狀偏差，精度可達±0.02mm。螺紋量規(guī)檢測使用通止規(guī)對閥門螺紋的牙型角、螺距、中徑等參數(shù)進行逐項檢驗，確保螺紋配合的互換性和密封性。利用高頻聲波探測閥門內(nèi)部氣孔、夾雜、裂紋等缺陷，尤其適用于厚壁鑄件的分層缺陷檢測，可識別最小0.5mm的缺陷。超聲波探傷（UT）通過X射線或γ射線透視閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)，生成數(shù)字成像以評估縮松、縮孔等鑄造缺陷，靈敏度達ASTME94II級標準。射線檢測（RT）對閥門表面噴涂熒光或著色滲透劑，通過毛細作用顯示微米級裂紋，適用于奧氏體不銹鋼閥門的表面缺陷篩查。滲透檢測（PT）無損探傷方法壓力密封性測試氣壓試驗向閥門內(nèi)腔注入壓縮空氣（通常為1.1倍公稱壓力），保壓后通過氣泡法或壓降法檢測閥座、閥桿等部位的泄漏率，符合API598標準。水壓爆破試驗對閥門施加載荷直至破壞，記錄峰值壓力以驗證材料強度裕度，同時觀察破裂形態(tài)以優(yōu)化鑄造工藝參數(shù)。氦質(zhì)譜檢漏在真空環(huán)境下使用氦氣作為示蹤氣體，檢測高精度閥門（如核級閥門）的微量泄漏，靈敏度可達10^-9Pa·m3/s。06成品處理防銹涂層工藝表面預(yù)處理技術(shù)采用噴砂、酸洗或磷化等方法徹底清除閥門表面氧化皮、油污及雜質(zhì)，確保涂層附著力達標。需根據(jù)材質(zhì)選擇匹配的預(yù)處理工藝，避免基材損傷。涂層材料選擇根據(jù)閥門使用環(huán)境（如高溫、腐蝕性介質(zhì)）選用環(huán)氧樹脂、聚氨酯或鋅基涂料，涂層厚度需符合行業(yè)標準，兼顧防腐性與耐磨性。噴涂工藝控制通過高壓無氣噴涂或靜電噴涂實現(xiàn)均勻覆蓋，控制環(huán)境濕度與溫度以避免氣泡、流掛等缺陷，必要時進行多層涂覆與固化處理。標識與規(guī)格核對材質(zhì)與證書審查核查材質(zhì)報告（如光譜分析結(jié)果）、熱處理記錄及第三方檢測證書，確保材料成分、機械性能符合ASTM/GB等標準。多維度規(guī)格驗證通過三維測量儀、通止規(guī)等工具核驗閥門口徑、法蘭間距、螺紋精度等關(guān)鍵尺寸，對比設(shè)計圖紙公差要求，剔除超差產(chǎn)品。永久性標識方法采用激光刻印或鋼印在閥體非工作面標注型號、壓力等級、流向箭頭等信息，確保標識清晰耐久且不影響閥門性能。定制化包裝方案針對不同閥門類型（