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自力式調(diào)節(jié)閥在鈦合金加工應(yīng)用 自力式調(diào)節(jié)閥在鈦加工應(yīng)用 自力式調(diào)節(jié)閥在鈦合金

之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹自力式調(diào)節(jié)閥在鈦合金加工應(yīng)用陜西有色金屬控股集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡稱陜西有色集團(tuán)）其前身是中國有色金屬工業(yè)西安公司、陜西省有色金屬工業(yè)管理局。2000年10月，隨著國家有色金屬工業(yè)的屬地化管理，陜西省人民政府在下放的中央企、事業(yè)單位基礎(chǔ)上組建了由省政府批準(zhǔn)的授權(quán)投資機(jī)構(gòu)和國有獨(dú)資的有限責(zé)任公司——陜西有色金屬集團(tuán)有限公司。2003年，省政府將陜西有色金屬集團(tuán)有限公司作為全省國有資產(chǎn)管理體制改革試點(diǎn)企業(yè)，進(jìn)一步規(guī)范完善管理體制和運(yùn)行機(jī)制，于2004年2月28日，重新組建了陜西有色金屬控股集團(tuán)有限責(zé)任公司。
        
經(jīng)過多年發(fā)展，陜西有色集團(tuán)已成為以國有資產(chǎn)運(yùn)營及產(chǎn)權(quán)管理和有色金屬資源開發(fā)為一體的大型企業(yè)集團(tuán)，具有自主開發(fā)國內(nèi)外有色金屬資源的實(shí)力，工業(yè)生產(chǎn)和科研力量雄厚，已形成包括地質(zhì)勘查、礦山采選、冶煉加工、勘察設(shè)計(jì)、加工制造、內(nèi)外貿(mào)易等比較完整的工業(yè)綜合體系為什么我們認(rèn)為鈦合金是一種難加工材料？因?yàn)閷ζ浼庸C(jī)理和現(xiàn)象缺乏深刻的認(rèn)識。 自力式調(diào)節(jié)閥,相對于手動(dòng)調(diào)節(jié)閥,平衡閥,它的優(yōu)點(diǎn)是具有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能;相對于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,它的優(yōu)點(diǎn)是不需要外部動(dòng)力,只靠被控介質(zhì)本身的壓差作動(dòng)力,因此節(jié)約能源.
       在熱水采暖系統(tǒng)中,由于設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理等因素的影響,經(jīng)常出現(xiàn)循環(huán)流量、系統(tǒng)差壓、系統(tǒng)阻力及系統(tǒng)平衡等問題,而系統(tǒng)不平衡,即系統(tǒng)水力失調(diào)是供熱效果差的首要問題.調(diào)節(jié)水力失調(diào)的有效手段是在熱用戶入口處安裝調(diào)節(jié)設(shè)備,一般有“自力式流量控制閥”、“自力式壓差控制閥”.在熱網(wǎng)的每個(gè)用戶單體的熱入口的回水管上安裝一臺“自力式流量控制閥”,當(dāng)然視現(xiàn)場情況也可以安裝在供水管線上,如因?yàn)楣┧畨毫^高、暖氣片承壓不夠或回水管線位置緊張等.其作用是,使每個(gè)供熱單體按照其供暖面積所需要的熱量供給熱水量.
  上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥為解決這一問題,我們選用力式流量控制閥作為供熱系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)控制設(shè)備.自力式調(diào)節(jié)閥是根據(jù)流量恒定原理,利用壓差為動(dòng)力,通過膜片和自動(dòng)裝置的聯(lián)動(dòng)自調(diào)作用,來達(dá)到控制和穩(wěn)定流量的目的.從而*了系統(tǒng)水力失調(diào),使供熱趨于合理,基本實(shí)現(xiàn)了“熱盡其用,按需分配”.由于減少了近端熱源戶的流量和阻力,使遠(yuǎn)端用戶有了壓差,循環(huán)大為改善,降低了電耗、煤耗.“自力式流量控制閥”的原理是孔板原理,結(jié)構(gòu)是多孔板的組合.由手動(dòng)和自動(dòng)兩部分組成,它依靠管道的自身壓差為動(dòng)力,手動(dòng)部分設(shè)定的流量值,用自動(dòng)部分隨熱網(wǎng)管道壓力變化自動(dòng)調(diào)整做保證,使手動(dòng)部分設(shè)定的流量值恒定不變.自力式流量控制閥,相對于手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、平衡閥,它的優(yōu)點(diǎn)是具有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能；相對于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,它的優(yōu)點(diǎn)是不需要外部動(dòng)力,只靠被控介質(zhì)本身的壓差作動(dòng)力,因此節(jié)約能源,所以在供熱、制冷系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用.

1．自力式調(diào)節(jié)閥在鈦合金加工應(yīng)用鈦加工的物理現(xiàn)象

鈦合金加工時(shí)的切削力只是略高于同等硬度的鋼，但是加工鈦合金的物理現(xiàn)象比加工鋼要復(fù)雜得多，從而使鈦合金加工面臨巨大的困難。

大多數(shù)的鈦合金的熱導(dǎo)率很低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在切削鈦合金過程中產(chǎn)生的熱量不會迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚在切削區(qū)域，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1  000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤，快速出現(xiàn)磨損的刀刃，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)一步縮短刀具的壽命。

切削過程中產(chǎn)生的高溫同時(shí)破壞了鈦合金零件的表面完整性，導(dǎo)致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)重減少其疲勞強(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象。

鈦合金的彈性對零件性能來說可能是有益的，但是在切削過程中，工件的彈性變形是產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈，從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用。摩擦過程也會產(chǎn)生熱，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問題。

加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時(shí)，這個(gè)問題就更加嚴(yán)重，將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度不是一件容易的事。因?yàn)殡S著工件材料被刀具推開時(shí)，薄壁的局部變形已經(jīng)超出彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形，切削點(diǎn)的材料強(qiáng)度和硬度明顯增加。此時(shí)，按照原先確定的切削速度加工就變得過高，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損。

2．加工鈦合金的工藝訣竅

在理解鈦合金加工機(jī)理的基礎(chǔ)上，加上以往的經(jīng)驗(yàn)，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：

(1) 采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力、切削熱和工件的變形。

(2) 保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化，在切削過程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài)，銑削時(shí)徑向吃刀量a e應(yīng)為半徑的30%，如圖1所示。

(3) 采用高壓大流量切削液，以保證加工過程的熱穩(wěn)定性，防止因溫度過高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。

(4) 保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因，容易導(dǎo)致刀具失效。

(5) 盡可能在鈦合金zui軟的狀態(tài)加工，因?yàn)榇阌埠蟛牧献兊酶y加工，熱處理提高了材料的強(qiáng)度并增加刀片的磨損。

(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進(jìn)入切削。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量，防止局部破損。 在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對刀具壽命v c的影響zui大，徑向吃刀量（銑削深度）a e次之，如圖2所示。自力式壓力調(diào)節(jié)閥系列產(chǎn)品有，ZZYP自力式壓力調(diào)節(jié)閥，ZZYM自力式壓力調(diào)節(jié)閥，ZZYN自力式壓力調(diào)節(jié)閥三種結(jié)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式、活塞式二種：作用型式有減壓用閥后壓力調(diào)節(jié)（B型）和泄壓用閥前壓力調(diào)節(jié)（K型）。產(chǎn)品公稱壓力等級有PN16、40、64；閥體口徑范圍DN20~300；泄漏量等級有II級、IV級和VI能三檔；流量特性為快開；壓力分段調(diào)節(jié)從15~250MPa?？砂葱枰M合滿足用戶工況要求。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格
閥體型式：直通鑄造球型閥體
閥芯型式：快開型閥芯
公稱通徑：DN20 ~300 NPS3/4〞~12〞
公稱壓力：PN16 ~64 CLASS 150LB ~300LB
連接方式：法蘭 FF、RF、RTJ、等.
閥蓋形式：螺栓壓緊式
填 料：V型聚四氟乙烯
密 封 墊：金屬夾石墨密封
執(zhí)行機(jī)構(gòu)：薄膜自力式、活塞式自力式、
表面涂漆：綠色 丙稀酸聚胺酯磁漆
技術(shù)參數(shù)

公稱通徑（DN） ：20~300
額定流量系數(shù)（KV）：7~1750
額定行程（mm）：8~70
公稱壓力（MPa） ：1.6 MPa 4.0 MPa 6.4 MPa
壓力調(diào)節(jié)范圍（Mpa）：15~50 40~80 60~140 120~220 160~220 200~260
240~300 280~350 330~400 380~450 480~560 540~620
600~700 680~800 780~900 880~1000 950~1500 1000~2500
調(diào)節(jié)精度% ：±5
使用溫度（℃） ：≤350

3．從刀片入手解決鈦加工難題

鈦合金加工時(shí)出現(xiàn)的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損，它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的。刀具與工件材料在加工溫度超過800℃的化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散，也是形成溝槽磨損的原因之一。因?yàn)樵诩庸み^程中，工件的鈦分子在刀片的前面積聚，在高壓高溫下“焊接”到刀刃上，形成積屑瘤。當(dāng)積屑瘤從刀刃上剝離時(shí)，將刀片的硬質(zhì)合金涂層帶走。

因此，鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀。例如，美國ATI集團(tuán)旗下的S lram 公司就是一家難加工材料解決方案提供商，其1B和4E車削刀片具有微粒硬質(zhì)合金基體和超硬納米TiAlN PVD涂層，牌號為SP0819，能保證在高溫鈦合金加工時(shí)減少積屑瘤的生成。其中IB用于Ti6Al4N鈦合金的精加工，4E用于粗加工和半精加工，4E刀片的特點(diǎn)和性能，如圖3所示。

型號編制

     
自成立以來，陜西有色集團(tuán)始終保持整體盈利，工業(yè)產(chǎn)值、營業(yè)收入、出口創(chuàng)匯、利稅總額等均有大幅增長，2016年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入1280億元，實(shí)現(xiàn)利稅32.4億元，其中利潤10.1億元，資產(chǎn)總額達(dá)到1328億元。集團(tuán)公司位列2016中國企業(yè)500強(qiáng)第124位、前進(jìn)了12位，位列2016中國制造業(yè)企業(yè)500強(qiáng)第46位、前進(jìn)了9位，繼續(xù)穩(wěn)居全國有色*7位，綜合實(shí)力和核心競爭力顯著提升，稀有金屬產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢地位進(jìn)一步鞏固，已成為陜西省經(jīng)濟(jì)增長速度較快、盈利能力較強(qiáng)、具有陜西經(jīng)濟(jì)特色、參與競爭的大型企業(yè)集團(tuán)。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥