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典型阀门阀体多向模锻成形工艺及应用

多向模锻是指在闭式模腔内对坯料施加工艺力，进多方向联合

挤压、锻造成形的一种模锻方法。采用多向模锻技术可一次成形带内

空腔、外枝丫或具有凹凸外形的复杂结构锻件，成形的锻件形状复杂、

尺寸精确，接近成品零件。阀门是各业及生产生活中常见的一种基

础性零件，目前在电力、石油化工、核电、航空、国防等领域有广泛

应用，随着技术的发展这些领域对阀门阀体的制造工艺及质量等级提

出了更高的要求，因此多向模锻成形工艺作为锻造阀体的最佳工艺方

法，越来越受到阀体制造加工企业的重视。三通阀体、带主法兰阀体、

带侧法兰阀体是最常见的三种阀体结构形式，本文对其成形工艺过程

及应用进了分析和阐述。

三通阀体锻件成形工艺

三通阀体锻件（图1）的垂直脖孔腔较深且内径大于水平脖孔腔。

该类锻件采用多向模锻工艺成形时可直接锻造出垂直及水平方向的

孔腔，一般采用水平分模工艺。锻件成形过程所需要的合模载荷由合

模缸提供,垂直穿孔载荷由垂直缸提供，水平穿孔载荷由水平缸提供,

为保证锻件的整体充填效果，水平穿孔一般采用压力控制方式。三通

阀体锻件成形用模具结构示意图如图2所示，成形过程对坯料进

傲挤，重点关注材料流动及分配情况，保证金属充满模具型腔。

U

图1三通类阀体锻件

图2三通类阀体锻件模具结构

三通类阀体锻件锻造成形工艺如下：

⑴锻件成形用坯料加热到始锻温度，该类锻件主要材质为ASTM、

A105、F1KF22等，一般始锻温度不大于1200°C,模具预热温度为

200°Co锻造前对模具进润滑，上模、垂直冲头及水平冲头开模至

设定位置，具体如图3(a)所示。⑵坯料从分模面处垂直放入下模型

腔，如图3(b)所示。⑶坯料放入模具型腔后，上模开始下，对坯

料进傲粗，运至与分模面接触。一般上模采用压力控制方式，以

保证金属充填型腔及上模不胀模，如图3(c)所示。⑷垂直冲头下

对金属进挤压，挤压到位后，锻件垂直孔腔成形结束，如图3(d)

所示。⑸水平冲头对向挤压至金属完全充满模具型腔，为保证锻件的

合格率，水平冲头一般也采用压力控制方式，如图3(e)所示。⑹水

平冲头回程，与锻件水平孔腔分离，如图3(f)所示。⑺垂直冲头回

程，与锻件垂直孔腔分离，如图3(g)所示。⑻上模回程，与锻件分

离，如图3(h)所示。⑼下顶出锻件，将锻件从模具型腔移出，然后

对模具进冷却润滑，此时模具位置如图3(i)所示。

(a)初始状态(b)坯料放入模具型腔(c)合模檄粗坯料

图3三通类阀体锻件成形过程示意

此类阀体锻件主要用于核电、火电等领域，具有较高的耐高温高

压、优秀的耐应力腐蚀能力，根据使用环境和用户需求，此类锻件分

为不同的通径或磅级，外观形状略有差异，主要产品见图4。

图4三通类阀体锻件实物

带主法兰阀门阀体锻件成形工艺

带主法兰锻件形状见图5,锻件中体带有法兰，锻件上大下小,

该类锻件必须采用水平分模工艺。垂直分模时，锻件成形过程所需要

的合模载荷由水平缸提供。为降低合模载荷，带主法兰阀体锻件成形

用模具可采用复合分模形式，具体模具结构示意图如图6所示，左模、

右模与液压机水平缸连接，提供左右载荷，垂直冲头与中心缸载荷,

对坯料进傲挤，保证金属填充满模具型腔，是否成形水平孔可根据

用户需求，增加辅助穿孔装置。

图5带主法兰阀体锻件

■冲头

图6带主法兰阀体锻件复合分模模具结构

带主法兰锻件锻造成形工艺如下：

⑴锻件锻前