阀门锻造是一种通过施加压力（冲击或静压）使金属坯料在固态下产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和内部组织结构的阀门零件制造方法。其核心是改善金属的原始铸态组织，提升其力学性能。

二、 主要锻造工艺

1. 自由锻

   • 描述：使用通用工具（锤头、砧铁）对加热后的坯料进行打击或压制的工艺。形状依赖操作工技术。

   • 特点：工具简单，灵活性高，适合单件、小批量或大型阀体/阀盖锻件。

   • 应用：大口径、高压阀门的阀体毛坯，或形状较简单的锻件。

2. 模锻（闭式模锻）

   • 描述：将加热坯料放入固定形状的型腔模具中，通过压力使其充满型腔，形成与模具一致的锻件。

   • 特点：尺寸精度高，表面质量好，材料利用率高，生产效率高，适合批量生产。

   • 应用：中小型、结构复杂的阀门零件，如阀杆、球体、闸板、连接法兰等。

3. 环轧（环件轧制）

   • 描述：将穿孔后的坯料套在芯辊上，在主辊的压力下使其壁厚减薄、直径扩大，形成环形锻件。

   • 特点：材料流线完整，力学性能各向同性好，省料，适用于环形件。

   • 应用：阀门的环形法兰、压力容器用环件。

4. 等温锻 / 精密锻造

   • 描述：在恒定温度（通常接近金属的再结晶温度）下进行慢速锻造。属于高端工艺。

   • 特点：变形抗力小，可成型复杂精密零件，组织均匀，几乎无残余应力。

   • 应用：高要求的高温高压阀门、航空航天用特种阀门零件。

三、 常用锻造材料

锻造材料的选择基于阀门的服役条件（压力、温度、介质）。

• 碳钢：

  • A105：最常用的常温阀门碳钢锻件材料。

  • LF2：低温碳钢，用于低温工况。

• 不锈钢：

  • 奥氏体不锈钢：如304、316、316L，用于腐蚀性介质。

  • 马氏体不锈钢：如410、420，用于有一定强度和要求耐磨的场合（如阀杆）。

  • 双相不锈钢：如2205、2507，用于强腐蚀（尤其是氯离子）和高应力环境。

• 合金钢：

  • 低合金钢：如F11、F22，用于高温高压电站阀门（耐热）。

• 特殊合金：

  • 蒙乃尔、哈氏合金、钛合金：用于极端腐蚀环境（如海水、强酸）或特殊工业。

四、 阀门锻造的核心优势

1. 优异的力学性能：锻造消除了铸态组织的疏松、气孔等缺陷，使晶粒细化、组织致密，强度、韧性、疲劳强度显著高于铸造件。

2. 可靠的安全性：致密的组织和高强度，使其在高压、冲击载荷和极端温度下具有更高的抗泄漏和抗失效能力。

3. 良好的金属流线：锻造形成的连续流线结构与零件外形一致，提高了零件的抗应力腐蚀和承载能力。

4. 材料利用率高（尤其是模锻）：与切削加工相比，能更接近最终形状，减少材料浪费。

5. 尺寸范围广：小至几克的阀芯，大至数吨的阀体，均可锻造。

五、 关键质量控制点

1. 原材料检验：化学成分、纯净度、低倍组织。

2. 加热控制：严格控制加热温度、速度和保温时间，防止过热、过烧。

3. 锻造过程：控制始锻温度、终锻温度、变形量。足够的变形量是保证晶粒细化的关键。

4. 热处理：正火、淬火+回火等，对获得最终所需的金相组织和力学性能至关重要。

5. 无损检测：

   • 超声波检测（UT）：检测内部缺陷（夹杂、裂纹）。

   • 磁粉检测（MT） / 渗透检测（PT）：检测表面和近表面缺陷。

6. 力学性能测试：硬度、室温拉伸、冲击韧性（常做低温冲击）、高温拉伸等。

7. 尺寸与外观：符合图纸要求，无锻造折叠、裂纹等缺陷。