用於石油管道的碳素鋼閥芯製備方法與流程

2023-04-23 21:01:01 1

本發明涉及閥體加工技術領域，特別是涉及一種用於石油管道的碳素鋼閥芯製備方法。

背景技術：

閥門在現代社會被廣泛的應用。特別是在水暖管件技術領域，現有技術的閥門有很多種，主要有球閥、角閥、截止閥等，其中球閥結構較為簡單，主要是球閥的閥芯比較簡單。球閥的閥芯整體上呈對稱的球狀結構，中間有一個貫通整體的圓柱狀通孔，在閥芯的外球面中心位置處橫向開有一個和閥杆相連接閥杆槽，工作的時候，轉動閥杆使閥芯的圓柱狀通孔對準球閥的進出口，停止工作的時候，反向轉動閥杆使閥芯的球面對準球閥的進出口。由於球閥的結構比較簡單，操作方便。所以在閥門技術領域應用的非常廣泛。而實現球閥的密封功能的主要零件是閥芯，以及與其配合的密封環，球閥的閥芯出現磨損或破裂就易發生洩露，使整個球閥發生報廢，因此提高用於石油管道的碳素鋼閥芯製備方法，使其更可靠就顯得尤為必要。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是：通過加工工藝可靠，實現成品閥芯更可靠。

為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：提供一種用於石油管道的碳素鋼閥芯製備方法，包括以下步驟：

1）粗加工：將加熱後的坯料倒入球閥芯開模中進行鍛造成型，成型後的閥芯外圓和長度應留有足夠的加工餘量，粗加工後閥芯應進行調質處理，使其硬度在25-30hrc；

2）半精加工：用彈簧夾頭或軟三爪夾緊閥芯外圓，平端面，鑽中心孔，車外圓並且留有恰當餘量，閥芯兩端的中心孔是加工過程中的定位基準，加工過程中一定要使中心孔具有良好的孔行、高精度和較小的表面粗糙度值；

3）熱處理：半精加工後閥芯應採用真空淬火熱處理方法，使其硬度為60-66hrc，然後進行穩定化處理；

4）精加工：磨削前先修好閥芯中心孔，再粗磨閥芯外圓和凸肩各端面，粗磨後應留有0.03mm的精磨餘量，再進行160℃低溫時效處理20小時，以消除加工造成的材料內應力，然後在高精度磨床上加工，精磨後工件的精度可達ra0.63-1.25μm。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟3）中穩定化處理為-70-80℃冷處理2小時。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟3）中真空淬火熱處理方法為將所述閥芯放入電加熱烘箱內，烘箱溫度控制在280℃-300℃，烘1-1.5小時後放入水中快速冷卻。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟1）鍛造成型使用1500t摩擦壓力機進行鍛造。

本發明的有益效果是：製作的球閥閥芯精度、厚度、完整性都可以得到保證，降低了球閥閥芯的成本。

具體實施方式

下面結合對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

實施例一

一種用於石油管道的碳素鋼閥芯製備方法，包括以下步驟：

1）粗加工：將加熱後的坯料倒入球閥芯開模中進行鍛造成型，成型後的閥芯外圓和長度應留有足夠的加工餘量，粗加工後閥芯應進行調質處理，使其硬度在25-30hrc；

2）半精加工：用彈簧夾頭或軟三爪夾緊閥芯外圓，平端面，鑽中心孔，車外圓並且留有恰當餘量，閥芯兩端的中心孔是加工過程中的定位基準，加工過程中一定要使中心孔具有良好的孔行、高精度和較小的表面粗糙度值；

3）熱處理：半精加工後閥芯應採用真空淬火熱處理方法，使其硬度為60-66hrc，然後進行穩定化處理；

4）精加工：磨削前先修好閥芯中心孔，再粗磨閥芯外圓和凸肩各端面，粗磨後應留有0.03mm的精磨餘量，再進行160℃低溫時效處理20小時，以消除加工造成的材料內應力，然後在高精度磨床上加工，精磨後工件的精度可達ra0.63-1.25μm。

進一步說明，所述步驟3）中穩定化處理為-70-80℃冷處理2小時，所述步驟3）中真空淬火熱處理方法為將所述閥芯放入電加熱烘箱內，烘箱溫度控制在280℃-300℃，烘1-1.5小時後放入水中快速冷卻，所述步驟1）鍛造成型使用1500t摩擦壓力機進行鍛造。

光整加工。在液壓元件的生產過程中，研磨是常用的光整加工方法之一。除研磨外，外圓表面還有超精加工、雙輪珩磨等光整加工方法。它們的共同特點是採用細粒度磨料和較小的切削量，使切削力和產生的熱量都很小，並使磨料運動產生複雜的網紋，從而獲得很高的表面質量。此外，還有滾壓、拋光等方法。在磨削加工中，能使工件表面粗糙度ra值在0.16μm以下的磨削工藝統稱為高光潔度（表面粗糙度值小）磨削。它包括精磨磨削、超精磨磨削和鏡面磨削。一般，表面粗糙度ra值在0.08~0.16μm之間的稱為精磨磨削，ra值在0.02~0.04μm之間的稱為超精磨削，ra值達到了0.01μm的稱為鏡面磨削。與研磨等加工方法相比，高光潔度磨削具有生產率高，適用範圍廣，且能提高几何形狀精度和位置精度等優點。鋼種淬火的加熱溫度在實際生產中，加熱溫度的選擇要根據具體情況加以調整。如亞共析鋼中碳含量為下限，當裝爐量較多，欲增加零件淬硬層深度等時可選用溫度上限；若工件形狀複雜，變形要求嚴格等要採用溫度下限。淬火保溫時間由設備加熱方式、零件尺寸、鋼的成分、裝爐量和設備功率等多種因素確定。對整體淬火而言，保溫的目的是使工件內部溫度均勻趨於一致。對各類淬火，其保溫時間最終取決於在要求淬火的區域獲得良好的淬火加熱組織。加熱與保溫是影響淬火質量的重要環節，奧氏體化獲得的組織狀態直接影響淬火後的性能。冷卻速度必須大於鋼的臨界冷卻速度。工件在冷卻過程中，表面與心部的冷卻速度有一定差異，如果這種差異足夠大，則可能造成大於臨界冷卻速度部分轉變成馬氏體，而小於臨界冷卻速度的心部不能轉變成馬氏體的情況。為保證整個截面上都轉變為馬氏體需要選用冷卻能力足夠強的淬火介質，以保證工件心部有足夠高的冷卻速度。但是冷卻速度大，工件內部由於熱脹冷縮不均勻造成內應力，可能使工件變形或開裂。因而要考慮上述兩種矛盾因素，合理選擇淬火介質和冷卻方式。

本發明揭示了一種用於石油管道的碳素鋼閥芯製備方法，製作的球閥閥芯精度、厚度、完整性都可以得到保證，降低了球閥閥芯的成本。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。