锆材Y型过滤器壳体锻造工艺分析

近期，我公司承接了某石油化工公司大量锆材过滤器，其中Y型过滤器占有很大比例，壳体锻造尤为关键。选择合理的锻造工艺，不仅能够节约材料成本，且为后期的加工制造也带来方便，大幅降低了人工费用成本。

一、锆材工艺性能

锆及锆合金与合金钢和铝相比，焊接性更好，可以进行熔焊、钎焊、爆炸焊等。锆的焊接性与钛相近。锆的热膨胀系数低，焊接后工件变形小。锆的弹性模量低，焊接后工件的残余应力较小。

锆材锻造性能与钛材相似，锆材不能用气割下料，始锻温度在1000℃左右，终锻温度在800℃以上。锻造温度范围窄，完全退火温度为675~800℃，不完全退火温度为600℃。退火可在弱氧化性或中性气氛中进行，薄件高温退火最好在真空中进行。锆材在865℃以下为密排六方晶格的α相，865℃以上为体心立方晶格的β相。锆材最终退火应该在相变温度以下进行。

锆材加工硬化倾向明显，机械加工应采用慢速、大进给量，并用大量切削液。刀具常用硬质合金，也可用高速钢，磨轮采用碳化硅砂轮。消耗功率约为加工碳钢的3/4。锆切削时易着火，故锆屑宜储存在有水的容器中。

二、Y型过滤器壳体锻造方案

Y型过滤器壳体为规则的异形件，其成形方法只能借助于模具，所以，锆材Y型过滤器采用模具锻造，方便成形及机械加工，节约成本。

本套模具采用分体式结构，结构简单，便于操作，由上下模及终锻芯子组成，上下模内腔设计成Y型，在数控车床上加工成形；芯子外圆设计成锥面，便于出模。同时，为增加Y型过滤器壳体表面的硬度，模具各零件加工完成后，需进行表面淬火处理。另外，考虑到锻造操作用机械手操控，所以，表面要有相应的夹持平面。

三、模具设计

模具尺寸要与壳体的工艺尺寸相吻合，保证Y型过滤器壳体的成形尺寸。

四、原料的质量控制

原材料采用海绵锆，经二次真空熔炼成圆锭，避免原料中的缺陷造成锻造开裂。原料表面粗加工后，要进行超声波检测，待检测合格后选用。