球阀球体成形方法比较：铸造法与锻造法的优缺点分析

球体是球阀的启闭件，又称球芯、球体。球体绕阀体中心线旋转，实现球阀的开启和关闭。球阀可以切断、调节、分配和改变管道中介质的流向。球阀具有很多优点，是近年来得到广泛应用的新型阀门。不同功能的球阀往往有不同的球体。

阀球成型方法比较

(1)铸造方法

铸造法是一种传统的加工方法。它需要一套完整的冶炼、浇注等设备，以及更大的工厂和更多的工人。其投资大、工序多、生产工艺复杂、污染环境。各工序工人的技术水平直接影响产品的质量。阀球毛细管泄漏问题无法彻底解决，毛坯加工余量大，浪费大。在加工过程中经常会发现铸造缺陷，导致其报废甚至使用。产品成本增加，质量无法保证。

(2)锻造方法

锻造法这是目前国内很多阀门企业采用的另一种方法。它有两种加工方法：一是用圆钢切削、加热、锻造成球形实心毛坯，然后进行机械加工。二是将切割成圆形的不锈钢板在大型压力机上成型，得到空心半球形毛坯，然后焊接成阀门球毛坯，进行机械加工。该方法材料利用率较高，但需要大功率机器。压力机和加热炉以及氩弧焊设备。

自由锻造

自由锻造是指将金属毛坯加热后置于锻造设备的锻铁（上、下）之间，施加冲击力或压力，使毛坯直接产生塑性变形，生产锻件的加工方法。类别：手动自由锻、锤自由锻、液压机自由锻

模锻

模锻的正式术语是模锻。将坯料加热，然后放入固定在模锻设备上的锻模中，锻造出最终形状。

模锻设备：工业生产中多采用锤式模锻。蒸汽空气锤，吨位5KN~300KN（0.5~30t）。最常见的模锻压力机是热模锻压力机。

锻造比

锻造比：指锻造前后毛坯（金属）横截面积的比值。不同的工艺有不同的计算方法和方法。

锻造温度

一个。起始锻造温度：起始锻造温度可以被认为是钢或合金允许在炉中加热的最高温度。

b.终锻温度：阀门零件在锻造完成前需要有较强的塑性，锻后获得再结晶组织。

(3)旋转法

金属旋压法是一种少、无切屑的先进加工方法。它是压力加工的一个新分支。它综合了锻造、挤压、轧制和轧制的特点，材料利用率高（可达80-90%），节省大量加工时间（成型1-5分钟），材料强度可成倍提高旋转后。由于旋压时，旋转轮与工件接触面积较小，金属材料处于双向或三向压应力状态，容易变形。功率较小，单位接触应力较高（可达25-35Mpa），因此设备重量轻，所需总功率小（小于压力机的1/5-1/4）。已被国外阀门行业认可为一种节能型阀门球体加工技术方案，同时也适用于加工其他空心旋转体零件。旋压技术在国外已得到广泛应用并迅速发展。工艺和设备非常成熟稳定，实现了机、电、液一体化自动控制。目前，旋压技术在我国也有了很大发展，已进入推广实用阶段。

常用球体材质及牌号

A.碳钢

ASTM A105

ASTM A350 LF2

ASTM A694 F60

B、低合金钢

ASTM A322 4130(AISI 4130)

ASTM A322 4140(AISI 4140)

C.不锈钢

C.1 铁素体不锈钢：ASTM A182 F429 F430

C.2 马氏体不锈钢：ASTM A182 F6a Class1/Class2/Class3/Class4 GB/T 1220 12Cr13

C.3 奥氏体不锈钢：ASTM A182 F316 ASTM A182 F304

C.4 双相不锈钢：ASTM A182 F51 F53 F55 F60

C.5 沉淀硬化不锈钢：ASTM A705 17-4PH

D.镍基合金

ASTM B564 Moenl400

ASTM B564 NO6625(Inconel625)….

国家标准：

ASTM：美国测试与材料协会标准

AISI：美国钢铁协会标准

GB：中国国家标准

JIS：日本工业标准

材料书写：国标+标准号+材料牌号

球体技术条件

球阀通道截面直径的选择

球阀设计计算时，首先要确定球体的通道直径，作为其他零件计算的基础。球道的最小直径必须符合相应标准的要求。

设计国标球阀时，全通径球阀的最小通径应符合GB/T 19672-2005《管道阀门技术条件》或GB/T 20173-2006《石油天然气工业》的标准- 管道传输系统-管道阀门”。

设计美标球阀时，全通径球阀的最小通径应符合APl6D-2008/IS014313:2007《石油天然气工业-管道输送系统-管道阀门》标准。

缩径球阀标准要求，对于公称尺寸DN≤300mm（NPS12in）的阀门，阀门公称尺寸的孔径按标准规定的内径减少一规格；对于公称尺寸为DN350（NPS14）～N600（NPS24）的阀门，阀门的公称尺寸为孔径的公称尺寸按标准规定的内径减小两个规格；对于公称尺寸 DN>600mm (NPS24in) 的阀门，必须征得用户同意。对于无标准规定的球阀，通常球道截面积不应小于管道额定截面积的60%，并应设计为缩径形式，这可以减少阀门的结构，减轻重量，并减少阀座密封面的作用力和启闭力矩。一般阀门公称通径DN与球道直径d之比等于0.78。此时球阀的阻力不会太大。

球体加工流程

球体热处理的常见类型

ASTM A105：正火

ASTM A350 LF2：淬火和回火

ASTM A694 F60：淬火和回火

ASTM A322 4130/4140：调质处理

ASTM A182 F6a CLASS2：调质（二次回火）

ASTM A182 F304/F316/F51/F53/F55/F60：固溶处理

ASTM A705 17-4PH：沉淀硬化处理（淬火+二次人工时效）

球体表面电镀

1. 为什么要化学镀？

目的：提高球体在实际使用中的耐磨或防腐性能

2、为什么碳钢材料电镀量最大？

碳钢易生锈，表面硬度低。为了防止碳钢表面腐蚀并节省成本，碳钢的电镀量最大。

3、不锈钢为什么需要电镀？

主要目的是提高球体的表面硬度，从而提高使用过程中的耐磨性。

4. 常见类型（分类）

1.化学镀镍磷（参考标准ASTM B733）

1.1按镀层合金类型分类：

1.2 按厚度和使用条件分类：

1.3 按镀后热处理分类：

注：球体热处理硬度要求一般建议客户选择500~650HV或600~850HV或850HV以上。

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