本发明涉及阀体加工技术领域，特别是涉及一种用于石油管道的碳素钢阀芯制备方法。
背景技术：
阀门在现代社会被广泛的应用。特别是在水暖管件技术领域，现有技术的阀门有很多种，主要有球阀、角阀、截止阀等，其中球阀结构较为简单，主要是球阀的阀芯比较简单。球阀的阀芯整体上呈对称的球状结构，中间有一个贯通整体的圆柱状通孔，在阀芯的外球面中心位置处横向开有一个和阀杆相连接阀杆槽，工作的时候，转动阀杆使阀芯的圆柱状通孔对准球阀的进出口，停止工作的时候，反向转动阀杆使阀芯的球面对准球阀的进出口。由于球阀的结构比较简单，操作方便。所以在阀门技术领域应用的非常广泛。而实现球阀的密封功能的主要零件是阀芯，以及与其配合的密封环，球阀的阀芯出现磨损或破裂就易发生泄露，使整个球阀发生报废，因此提高用于石油管道的碳素钢阀芯制备方法，使其更可靠就显得尤为必要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：通过加工工艺可靠，实现成品阀芯更可靠。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于石油管道的碳素钢阀芯制备方法，包括以下步骤：
1）粗加工：将加热后的坯料倒入球阀芯开模中进行锻造成型，成型后的阀芯外圆和长度应留有足够的加工余量，粗加工后阀芯应进行调质处理，使其硬度在25-30hrc；
2）半精加工：用弹簧夹头或软三爪夹紧阀芯外圆，平端面，钻中心孔，车外圆并且留有恰当余量，阀芯两端的中心孔是加工过程中的定位基准，加工过程中一定要使中心孔具有良好的孔行、高精度和较小的表面粗糙度值；
3）热处理：半精加工后阀芯应采用真空淬火热处理方法，使其硬度为60-66hrc，然后进行稳定化处理；
4）精加工：磨削前先修好阀芯中心孔，再粗磨阀芯外圆和凸肩各端面，粗磨后应留有0.03mm的精磨余量，再进行160℃低温时效处理20小时，以消除加工造成的材料内应力，然后在高精度磨床上加工，精磨后工件的精度可达ra0.63-1.25μm。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤3）中稳定化处理为-70-80℃冷处理2小时。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤3）中真空淬火热处理方法为将所述阀芯放入电加热烘箱内，烘箱温度控制在280℃-300℃，烘1-1.5小时后放入水中快速冷却。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤1）锻造成型使用1500t摩擦压力机进行锻造。
本发明的有益效果是：制作的球阀阀芯精度、厚度、完整性都可以得到保证，降低了球阀阀芯的成本。
具体实施方式
下面结合对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
一种用于石油管道的碳素钢阀芯制备方法，包括以下步骤：
1）粗加工：将加热后的坯料倒入球阀芯开模中进行锻造成型，成型后的阀芯外圆和长度应留有足够的加工余量，粗加工后阀芯应进行调质处理，使其硬度在25-30hrc；
2）半精加工：用弹簧夹头或软三爪夹紧阀芯外圆，平端面，钻中心孔，车外圆并且留有恰当余量，阀芯两端的中心孔是加工过程中的定位基准，加工过程中一定要使中心孔具有良好的孔行、高精度和较小的表面粗糙度值；
3）热处理：半精加工后阀芯应采用真空淬火热处理方法，使其硬度为60-66hrc，然后进行稳定化处理；
4）精加工：磨削前先修好阀芯中心孔，再粗磨阀芯外圆和凸肩各端面，粗磨后应留有0.03mm的精磨余量，再进行160℃低温时效处理20小时，以消除加工造成的材料内应力，然后在高精度磨床上加工，精磨后工件的精度可达ra0.63-1.25μm。
进一步说明，所述步骤3）中稳定化处理为-70-80℃冷处理2小时，所述步骤3）中真空淬火热处理方法为将所述阀芯放入电加热烘箱内，烘箱温度控制在280℃-300℃，烘1-1.5小时后放入水中快速冷却，所述步骤1）锻造成型使用1500t摩擦压力机进行锻造。
光整加工。在液压元件的生产过程中，研磨是常用的光整加工方法之一。除研磨外，外圆表面还有超精加工、双轮珩磨等光整加工方法。它们的共同特点是采用细粒度磨料和较小的切削量，使切削力和产生的热量都很小，并使磨料运动产生复杂的网纹，从而获得很高的表面质量。此外，还有滚压、抛光等方法。在磨削加工中，能使工件表面粗糙度ra值在0.16μm以下的磨削工艺统称为高光洁度（表面粗糙度值小）磨削。它包括精磨磨削、超精磨磨削和镜面磨削。一般，表面粗糙度ra值在0.08~0.16μm之间的称为精磨磨削，ra值在0.02~0.04μm之间的称为超精磨削，ra值达到了0.01μm的称为镜面磨削。与研磨等加工方法相比，高光洁度磨削具有生产率高，适用范围广，且能提高几何形状精度和位置精度等优点。钢种淬火的加热温度在实际生产中，加热温度的选择要根据具体情况加以调整。如亚共析钢中碳含量为下限，当装炉量较多，欲增加零件淬硬层深度等时可选用温度上限；若工件形状复杂，变形要求严格等要采用温度下限。淬火保温时间由设备加热方式、零件尺寸、钢的成分、装炉量和设备功率等多种因素确定。对整体淬火而言，保温的目的是使工件内部温度均匀趋于一致。对各类淬火，其保温时间最终取决于在要求淬火的区域获得良好的淬火加热组织。加热与保温是影响淬火质量的重要环节，奥氏体化获得的组织状态直接影响淬火后的性能。冷却速度必须大于钢的临界冷却速度。工件在冷却过程中，表面与心部的冷却速度有一定差异，如果这种差异足够大，则可能造成大于临界冷却速度部分转变成马氏体，而小于临界冷却速度的心部不能转变成马氏体的情况。为保证整个截面上都转变为马氏体需要选用冷却能力足够强的淬火介质，以保证工件心部有足够高的冷却速度。但是冷却速度大，工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力，可能使工件变形或开裂。因而要考虑上述两种矛盾因素，合理选择淬火介质和冷却方式。
本发明揭示了一种用于石油管道的碳素钢阀芯制备方法，制作的球阀阀芯精度、厚度、完整性都可以得到保证，降低了球阀阀芯的成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。