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关 键 词:石家庄正规黄铜日标阀规格
行 业:船舶 船用材料 船舶金属材料
发布时间:2020-03-06
接触阀门的人应该都会接触到铸造和锻造这两个词,铸造和锻造是阀门制作的两个不同工艺。它们各自的含义是什么呢?
铸造作为金属热加工工艺为人类所掌握已经有约6000年的历史了。铸造阀门:就是将金属熔炼成符合要求的液体并浇注进规定的阀门模型里,经冷却凝固、清整处理后可以得到有预定形状、尺寸和性能的阀门铸件,这就是铸造阀门的整个工艺过程。
铸造与阀门产生联系是在20世纪之后,铸造飞速发展,创造出了现在阀门产品仍经常使用到的球墨铸铁,可锻铸铁,同时还有超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金,钛基、镍基合金等铸造金属材料。
铸造的主要优势是,铸造生产的毛坯成本低廉,对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件,更能显示出它的经济性。同时它的适应性较广,且具有较好的综合机械性能。但铸造生产所需的材料和设备较多,且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。
锻造阀门是利用锻压机械对金属阀门坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻造按成形方法可分为开式锻造(自由锻)和闭模式锻造。按变形温度锻造又可分为热锻、温锻和冷锻。锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、钛、铜等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属等。金属在变形前的横断面积与变形后的模断面积之比称为锻造比。
通过锻造能消除金属的铸态疏松,焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。正确地选择锻造比对提高产品质量、降低成本有很大关系。
铸造阀门就是浇铸所成的阀门,一般铸造阀门压力等级都比较低(如PN16、PN25、PN40,但也有高压的,可以到1500Lb、、2500Lb,口径大多数都为DN50以上。锻造阀门就是锻打出来的,一般都是用在压力等级高的管路上,锻造阀门以小口径为主,一般都在DN50以下。
黄铜是由铜和锌所组成的合金,由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜,如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。黄铜有较强的耐磨性能,黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。
主要性能编辑
室温组织
普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同。根据Cu-Zn二元状态图(图6),黄铜的室温组织有三种:含锌量在35%以下的黄铜,室温下的显微组织由单相的α固溶体组成,称为α黄铜;含锌量在36%~46%范围内的黄铜,室温下的显微组织由(α+β)两相组成,称为(α+β)黄铜(两相黄铜);含锌量超过46%~50%的黄铜,室温下的显微组织仅由β相组成,称为β黄铜。
压力加工性能
α单相黄铜(从H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200~700℃之间。因此,热加工时温度应高于700℃。单相α黄铜中温脆性区产生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆;另外,合金中存在微量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂。实践表明,加入微量的铈可以有效地消除中温脆性。
两相黄铜(从H63至H59),合金组织中除了具有塑性良好的α相外,还出现了由电子化合物CuZn为基的β固溶体。β相在高温下具有很高的塑性,而低温下的β′相(有序固溶体)性质硬脆。故(α+β)黄铜应在热态下进行锻造。含锌量大于46%~50%的β黄铜因性能硬脆,不能进行压力加工。
力学性能
黄铜中由于含锌量不同,机械性能也不一样,图7是黄
黄铜
黄铜
铜的机械性能随含锌量不同而变化的曲线。对于α黄铜,随着含锌量的增多,σb和δ均不断增高。对于(α+β)黄铜,当含锌量增加到约为45%之前,室温强度不断提高。若再进一步增加含锌量,则由于合金组织中出现了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物为基的固溶体),强度急剧降低。(α+β)黄铜的室温塑性则始终随含锌量的增加而降低。所以含锌量超过45%的铜锌合金无实用价值。
普通黄铜的用途极为广泛如水箱带、供排水管、奖章、波纹管、蛇形管、冷凝管、弹壳及各种形状复杂的冲制品、小五金件等。随着锌含量的增加从H63到H59,它们均能很好地承受热态加工,多用于机械及电器的各种零件、冲压件及乐器等处。
为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等,在铜-锌合金中加入少量(一般为1%~2%,少数达3%~4%,极个别的达5%~6%)锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素,构成三元、四元、甚至五元合金,即为复杂黄铜,亦称特殊黄铜。
锌当量系数
复杂黄铜的组织,可根据黄铜中加入元素的“锌当量系数”来推算。因为在铜锌合金中加入少量其他合金元素,通常只是使Cu-Zn状态图中的α/(α+β)相区向左或向右移动。所以特殊黄铜的组织,通常相当于普通黄铜中增加或减少了锌含量的组织。例如,在Cu-Zn合金中加入1%硅后的组织,即相当于在Cu-Zn合金中增加10%锌的合金组织。所以硅的“锌当量”为10。硅的“锌当量系数”,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界显着移向铜侧,即强烈缩小α相区。镍的“锌当量系数”为负值,即扩大α相区。
特殊黄铜中的α相及β相是多元复杂固溶体,其强化效果较大,而普通黄铜中的α及β相是简单的Cu-Zn固溶体,其强化效果较低。虽然锌当量相当,多元固溶体与简单二元固溶体的性质是不一样的。所以,少量多元强化是提高合金性能的一种途径。
由于阀门制造过程中的工艺性问题是产品设计下作的重要内容之一,故阀门制造工艺必须要对阀门设计提出一些工艺性的要求。
主要地工艺性要求如下。1、铸件① 应根据不同材料的特性考虑合理的结构。例如,由于可锻铸铁件的体积收缩大和需要韧化热处理,因此铸件尺寸和厚度应尽量小:而不锈钢铸件的流动性差,设计选用的厚度应适当加大,形状要尽量简单。② 壁厚应尽量均匀,节点处应有圆弧和必要的斜度保证圆滑过渡,并应尽量避免金属过多地积聚,免得产生缩孔、疏松、裂纹等缺陷。③ 阀体底部的空刀不应过窄、过深,为了使砂芯有一定的强度,空刀圆弧半径尽量不小于按阀门通径决定,以免浇注时冲碎芯砂给加下造成困难。④ 确定阀体小壁厚时,不仅要根据强度和刚度计算,还要考虑制造厂的铸造条件和铸造方法,做到质量好、重量轻、省材料。⑤ 必须考虑起模方便。
2、锻件① 锻件形状应尽量简单,对于批量大的零件应该采用模锻件。② 应有适当的拔模斜度,并尽量避免锐角、锐边。
3、热处理① 对热处理的要求应根据材料的特性合理选择,如硬度和力学性能的高低等并规定一个合理的范围。② 对热处理过程中容易产生变形的零件应适当增强零件的刚性。
4、堆焊、机械加下和装配①堆焊件应考虑基件与堆焊材料的可焊性,以免产生裂纹等缺陷:同时,还应选择适当的毛坏尺寸。②要有定位基准,便于装夹、加下。③要便于测量,并尽可能使设计基准和加下的测量基准一致。④设计时要为选用标准刀具、标准下夹具、标准量具创造条件,以减少自制的下艺装备。⑤便于研磨和装配。
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