本發(fā)明涉及閥體加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于石油管道的碳素鋼閥芯制備方法。
背景技術(shù)：
閥門在現(xiàn)代社會被廣泛的應(yīng)用。特別是在水暖管件技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)的閥門有很多種，主要有球閥、角閥、截止閥等，其中球閥結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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桿相連接閥桿槽，工作的時候，轉(zhuǎn)動閥桿使閥芯的圓柱狀通孔對準(zhǔn)球閥的進出口，停止工作的時候，反向轉(zhuǎn)動閥桿使閥芯的球面對準(zhǔn)球閥的進出口。由于球閥的結(jié)構(gòu)比較簡單，操作方便。所以在閥門技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛。而實現(xiàn)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(huán)，球閥的閥芯出現(xiàn)磨損或破裂就易發(fā)生泄露，使整個球閥發(fā)生報廢，因此提高用于石油管道的碳素鋼閥芯制備方法，使其更可靠就顯得尤為必要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：通過加工工藝可靠，實現(xiàn)成品閥芯更可靠。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種用于石油管道的碳素鋼閥芯制備方法，包括以下步驟：
1）粗加工：將加熱后的坯料倒入球閥芯開模中進行鍛造成型，成型后的閥芯外圓和長度應(yīng)留有足夠的加工余量，粗加工后閥芯應(yīng)進行調(diào)質(zhì)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，鉆中心孔，車外圓并且留有恰當(dāng)余量，閥芯兩端的中心孔是加工過程中的定位基準(zhǔn)，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：半精加工后閥芯應(yīng)采用真空淬火熱處理方法，使其硬度為60-66hrc，然后進行穩(wěn)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，粗磨后應(yīng)留有0.03mm的精磨余量，再進行160℃低溫時效處理20小時，以消除加工造成的材料內(nèi)應(yīng)力，然后在高精度磨床上加工，精磨后工件的精度可達ra0.63-1.25μm。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟3）中穩(wěn)定化處理為-70-80℃冷處理2小時。
在本發(fā)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(nèi)，烘箱溫度控制在280℃-300℃，烘1-1.5小時后放入水中快速冷卻。
在本發(fā)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(fā)明的有益效果是：制作的球閥閥芯精度、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(jié)合對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
實施例一
一種用于石油管道的碳素鋼閥芯制備方法，包括以下步驟：
1）粗加工：將加熱后的坯料倒入球閥芯開模中進行鍛造成型，成型后的閥芯外圓和長度應(yīng)留有足夠的加工余量，粗加工后閥芯應(yīng)進行調(diào)質(zhì)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，鉆中心孔，車外圓并且留有恰當(dāng)余量，閥芯兩端的中心孔是加工過程中的定位基準(zhǔn)，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：半精加工后閥芯應(yīng)采用真空淬火熱處理方法，使其硬度為60-66hrc，然后進行穩(wěn)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，粗磨后應(yīng)留有0.03mm的精磨余量，再進行160℃低溫時效處理20小時，以消除加工造成的材料內(nèi)應(yīng)力，然后在高精度磨床上加工，精磨后工件的精度可達ra0.63-1.25μm。
進一步說明，所述步驟3）中穩(wěn)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(nèi)，烘箱溫度控制在280℃-300℃，烘1-1.5小時后放入水中快速冷卻，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(chǎn)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。它們的共同特點是采用細粒度磨料和較小的切削量，使切削力和產(chǎn)生的熱量都很小，并使磨料運動產(chǎn)生復(fù)雜的網(wǎng)紋，從而獲得很高的表面質(zhì)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(tǒng)稱為高光潔度（表面粗糙度值?。┠ハ?。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(chǎn)率高，適用范圍廣，且能提高幾何形狀精度和位置精度等優(yōu)點。鋼種淬火的加熱溫度在實際生產(chǎn)中，加熱溫度的選擇要根據(jù)具體情況加以調(diào)整。如亞共析鋼中碳含量為下限，當(dāng)裝爐量較多，欲增加零件淬硬層深度等時可選用溫度上限；若工件形狀復(fù)雜，變形要求嚴(yán)格等要采用溫度下限。淬火保溫時間由設(shè)備加熱方式、零件尺寸、鋼的成分、裝爐量和設(shè)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(nèi)部溫度均勻趨于一致。對各類淬火，其保溫時間最終取決于在要求淬火的區(qū)域獲得良好的淬火加熱組織。加熱與保溫是影響淬火質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，奧氏體化獲得的組織狀態(tài)直接影響淬火后的性能。冷卻速度必須大于鋼的臨界冷卻速度。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，則可能造成大于臨界冷卻速度部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，而小于臨界冷卻速度的心部不能轉(zhuǎn)變成馬氏體的情況。為保證整個截面上都轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體需要選用冷卻能力足夠強的淬火介質(zhì)，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(nèi)部由于熱脹冷縮不均勻造成內(nèi)應(yīng)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(zhì)和冷卻方式。
本發(fā)明揭示了一種用于石油管道的碳素鋼閥芯制備方法，制作的球閥閥芯精度、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(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。