292023.3Forging&MetalformingFeatures专题报道全焊接两片式左右体一体式锻造成形新工艺文/余鸣亮·浙江联大锻压有限公司曹峰华·上海电机学院随着工业技术的快速发展和不断进步，各行各业对产品的使用性能和安全性能的要求逐渐提升。尤其在供热管道以及天然气传输的系统中，阀门产品的安全性和可靠性越来越受到社会的广泛关注。球阀(图1)是管路中用来做快速切断、分配和改变介质流动方向的部件。球阀外壳主要由左右体和法兰组成，在左右体制造成形工艺中，传统多采用分体式焊接工艺，图2为分体式焊接工艺的左右体组成结构。分体式焊接工艺由于零件数量多、焊口数量多，产品的安全隐患大。随着装备技术和成形技术的发展，左右体一体式锻造工艺逐渐被市场所认可，图3是一体式锻造左右体的零件。一体式锻造的主要优点有：避免传统工艺接头焊接产生的风险；阀座位置直接成形，密封性能显著提升；有效防止出现球压的变形问题。本文将阐述一种新型的左右体一体式锻造的成形工艺，减少焊口数量，保证左右体完整性，同时降低生产成本，提高产品综合力学性能和安全性能。产品介绍产品选取型号规格为DN150mm，材质为20号钢，端直筒外径较小，产品外形尺寸和结构形状变化大，如图4所示。该产品主要应用于供热阀门和天然气阀门领域。成形工艺制定由于产品内、外径尺寸变化较大，精度要求较高，难以一次锻造成形，为了确保产品的完整性，制定了先冷锻预成形，后热锻终成形的左右体一体化锻造成形新工艺。工艺流程如下：下料→冷锻预成形→加热→热锻成形→检验→成品。冷锻预成形产品外形尺寸轮廓变化较大，冷锻预成形的主要目的是使产品下端收口，方便第二步终锻成形。借助有限元仿真软件Deform-3D对冷锻预成形件进行数值模拟，选取外径232mm，壁厚9mm；冷锻模具选用普通碳钢，设定环境温度为20℃，坯料温度与环境温度相同。⑴成形工艺过程：坯料经过冷锻挤压，下端完成收口工序，锻件外观质量良好，无折叠、开裂、起皱等缺陷。预锻成形过程见图5。⑵等效应变场和温度场分析：在冷锻预变形过程中，主要获得下端收口的预锻件，由图6(a)等效应变场可见，产品下端收口部位为变形剧烈区，主要表图1球阀装配图图2分体式焊接产品图3一体式锻造产品图4左右体零件及设计图产品质量9kg，上端为带有球状喇叭口形的空心圆筒，上端球径较大，下锻造与冲压2023.330Features专题报道现在图中黄色和绿色区域，变形区的等效应变数值分布较为均匀，说明金属变形较均匀。由图6(b)...
