Существует множество методов кузнечного производства шарового элемента шарового клапана, которые можно классифицировать по температуре, действующей силе и особенностям технологии, как показано ниже:
Ⅰ. По температуре ковки
1. Горячая ковка
Определение: ковка заготовки после нагрева до высокой температуры (обычно выше температуры рекристаллизации).
Особенности:
Металл обладает высокой пластичностью, низким сопротивлением к деформации и легко поддается формовке сложных очертаний.
Можно улучшить зернистость и повысить механические свойства материала.
Необходимо контролировать температуру нагрева, чтобы избежать перегрева или перекаления.
Применение: подходит для ковки шаровых элементов большинства шаровых клапанов, особенно для изделий с большими размерами или высокими требованиями к прочности.
2. Холодная ковка
Определение: ковка заготовки при комнатной температуре.
Особенности:
Кованые изделия отличаются высокой точностью и хорошей гладкостью поверхности, не требуют последующей обработки.
Высокая сопротивляемость к деформации, требует оборудования большой грузоподъемности, быстрое износ пресс-форм.
Может возникнуть упрочнение при обработке, требуется промежуточное отжиг.
Применение: подходит для шаровых элементов малых размеров и высокоточных шаровых клапанов, изготовленных из нержавеющей стали или легированной стали.
3. Температурная ковка
Определение: ковка заготовки после нагрева до температуры ниже температуры горячей ковки (обычно 30–50 % температуры рекристаллизации).
Особенности:
Сочетая преимущества горячей и холодной ковки, снижается сопротивление деформации и уменьшается грузоподъемность оборудования.
Точность и качество поверхности кованых деталей превосходят горячекованные, но уступают холоднокованным.
Применение: подходит для шаровых элементов шаровых клапанов среднего размера, особенно для изделий с определёнными требованиями к прочности и точности.
Ⅱ. Классификация по способу действия силы
1. Ручная ковка
Определение: ковка заготовки с помощью ручных инструментов (например, молота, железного стана) и человеческого труда.
Особенности:
Устройство простое, управление гибкое, подходит для производства единичных или небольших партий.
Высокая трудоемкость, низкая производительность, плохая точность и однородность кованых изделий.
Применение: подходит для ремонта шаровых клапанов из специальных материалов или с индивидуальными шарами, а также для небольшого производства.
2. Ковка на станке
① Определение: ковка заготовки с помощью ковочных установок (например, воздушных молотков, фрикционных прессов, гидравлических прессов).
② Категория:
Свободное ковка: заготовка свободно деформируется между верхним и нижним наковальнями, форма которой контролируется оператором.
- Особенность: высокая гибкость, но низкая точность, подходит для производства единичных или небольших партий.
- Применение: предварительная формовка шарового тела крупногабаритного шарового клапана.
Ковка по штампу (штамповка): заготовка деформируется в закрепленной полости формы, приобретая форму, совпадающую с формой пресс-формы.
- Особенности: высокая точность, хорошее качество поверхности, высокая производительность, но высокая стоимость пресс-форм.
- Применение: массовое производство стандартных шаровых клапанов.
Ковка с помощью пресс-форм: метод, находящийся между свободной ковкой и ковкой в штампе, при котором форма формируется с помощью нефиксированной пресс-формы.
- Особенность: сочетает в себе преимущества обоих видов, подходит для среднего объема производства.
- Применение: кузнечное производство шариков для малых и средних шаровых клапанов.
Специальная ковка: включает прецизионную ковку, ковку валками, прокатку кольцевой формой и т.д.
- Особенности: высокая точность и эффективность, подходит для шаровых клапанов с нестандартной формой или с высокопроизводительными шарами.
- Применение: производство шаровых клапанов для высокотехнологичных условий или специальных режимов работы.
Ⅲ. Другие особые технологии
1. Винтовая формовка
Определение: приложение давления к вращающемуся заготовке с помощью вращающегося колеса, постепенное уменьшение диаметра и сужение для формирования шара.
Особенности:
Высокая эффективность использования материала (до 80–90 %), что позволяет сэкономить время обработки.
Подходит для изготовления полых шаров из нержавеющей стали или легированной стали.
Применение: производство высококачественных клапанов или шаровых элементов, где предъявляются строгие требования к весу.
2. Композитная ковка
Определение: сочетание различных технологий ковки (например, горячей ковки + ковки в пресс-форме) или их комбинирование с другими технологиями (например, сваркой).
Особенности:
Оптимизация свойств материалов, повышение производительности.
Шаровые клапаны с шарами, подходящими для сложных конструкций или требований к высокой производительности.
Применение: производство клапанов в особых условиях эксплуатации, таких как высокое давление, высокая температура или воздействие коррозионных сред.
