球體是球閥的啟閉件，又稱球芯、球，球體繞閥體中心線作旋轉來達到開啟、關閉球閥的作用。球閥可在管路中切斷、調節、分配和改變介質的流動方向。球閥具有很多優點，是近年來被廣泛采用的一種新型閥類。不同功能的球閥往往擁有不同的球體。

閥門球體成形方法比較

(1) 、鑄造法

鑄造法這是一種傳統的加工方法，它需要一套完善的熔煉、澆注等設備，還需要較大的廠房和較多的工人，投資大，工序多，生產工藝復雜，并污染環境，每道工序的工人技術水平直接影響產品的質量，閥門球體毛細孔滲漏的問題尚無法徹底解決，而毛坯加工余量大，浪費大，往往在加工過程中發現因鑄造缺陷使其報廢，至使產品成本增高，質量無法保證。

(2) 、鍛造法

鍛造法這是目前國內許多閥門企業所采用的另一種方法，它有二種加工方式：其一是用圓鋼切斷加熱鍛打成球形實心毛坯，然后進行機械加工。其二是將下料成圓形的不銹鋼板在大型壓力機上模壓成形，得到空心半球形毛坯，然后再對焊成閥門球體毛坯進行機械加工，此法材料利用率較高，但需一臺大功率的壓力機和加熱爐以及氬孤焊設備。

自由鍛

自由鍛指的是金屬坯料加熱好后置于鍛造設備的砥鐵（上.下）之間,施加沖擊力或壓力,使得坯料直接產生塑性變形,獲取要生產鍛件的一種加工方法。分類：手工自由鍛造、錘上自由鍛造、水壓機自由鍛造
優點：適用性強，靈活性大，周期短，特大鍛件的唯一方法
缺點：精度低，加工余量大，效率低，勞動強度大

模鍛

模鍛的正規說法叫模型鍛造，坯料進行加熱后放在固定在模鍛設備上的鍛模里面鍛造最終成形的。 模鍛設備：在工業生產中，大都采用錘上模鍛。蒸汽-空氣錘，噸位在5KN~300KN（0．5~30t） 壓力機上的模鍛最普遍的是熱模鍛壓力機。

鍛造比

鍛造比：是指鍛造前后的坯料（金屬）橫截面積的比。工序不同，其計算的方法，方式也不同。 拔長時，鍛造比為y=F0/F1或y=L1/L0 F0,L0—拔長前鋼錠或鋼坯的橫斷面積和長度；F1 ,L0—拔長后鋼錠（坯）的橫截長度與面積。 鐓粗時的鍛造比，也稱鐓粗比或壓縮比，其值為y=F1/F0或y=H0/H1 F0, H0—鐓粗前鋼錠或鋼坯的橫截面積和高度，F1, H1—鐓粗后鋼錠或鋼坯的橫截面積和高度。

鍛造溫度

a.始鍛溫度：始鍛溫度可以認為是鋼或合金在爐內允許加熱的最高溫度。
b. 終鍛溫度: 閥門配件 需要在結束鍛造之前胚料仍具有很強的塑性，在鍛后獲得再結晶組織。

(3) 、旋壓法

金屬旋壓法是一種先進的少、無切屑加工方法，屬于壓力加工的新分支，它綜合了鍛、擠、軋及滾壓等工藝特點，具有材料利用率高 ( 可達 80-90%) ，節省大量的加工時間 (1-5 分鐘成形 ) ，經旋壓后材料強度可提高一倍。由于旋壓時，旋輪與工件小面積接觸，金屬材料得于二向或三向壓應力狀態，易于變形，在較小的動力下，就可獲得較高的單位接觸應力 ( 可達 25-35Mpa) ，因此，設備重量輕，所需總功率小 ( 不到壓力機的 1/5-1/4) ，現已被國外閥門行業公認為是一種節能的閥門球體加工工藝方案，同時也適用于加工其它空心回轉體的零件。旋壓技術在國外已得到廣泛的應用和高速的發展，工藝和設備均十分成熟和穩定，并實現機、電、液一體化的自動控制。目前，旋壓技術在我國也得以較大的發展，已進入推廣實用的階段。

球體常用材料和牌號

A.碳鋼

ASTM A105
ASTM A350 LF2
ASTM A694 F60

B.低合金鋼

ASTM A322 4130(AISI 4130)
ASTM A322 4140(AISI 4140)

C、不 銹 鋼

C.1鐵素體不銹鋼: ASTM A182 F429 F430
C.2馬氏體不銹鋼: ASTM A182 F6a Class1/Class2/Class3/Class4 GB/T 1220 12Cr13
C.3奧氏體不銹鋼: ASTM A182 F316 ASTM A182 F304
C.4雙相不銹鋼: ASTM A182 F51 F53 F55 F60
C.5沉淀硬化不銹鋼: ASTM A705 17-4PH

D、鎳基合金

ASTM B564 Moenl400
ASTM B564 NO6625(Inconel625)….

國家標準：

ASTM:美國材料試驗協會標準
AISI：美國鋼鐵學會標準
GB：中國國家標準
JIS：日本工業標準

材料書寫：國家標準+標準號+材料牌號

球體技術條件

球閥通道截面直徑的選擇

在設計計算球閥時，首先要確定球體的通道直徑，以便作為其他部分計算的基礎。球體通道的最小直徑要符合相應標準的規定。
設計國標球閥時，全通徑球閥的最小通徑應符合GB／T 19672—2005《管線閥門技術條件》或GB／T 20173—2006《石油、天然氣工業一管線輸送系統一管線閥門》標準規定。
設計美標球閥時，全通徑球閥的最小通徑應符合APl6D—2008／IS014313：2007《石油、天然氣工業一管道輸送系統一管道閥門》標準規定。
 對縮徑球閥標準規定，對于公稱尺寸DN≤300mm(NPSl2in)的閥門，閥門公稱尺寸的孔徑縮小一個規格，按標準規定的內徑；對于公稱尺寸DN350(NPSl4)～N600(NPS24)的閥門，閥門公稱尺寸的孔徑縮小兩個規格，按標準規定的內徑；對于公稱尺寸DN>600mm(NPS24in)的閥門，和用戶商定。對于沒有標準規定的球閥，通常球體通道的截面積應不小于管道額定截面積的60％，設計成縮徑形式，這樣可以減小閥門的結構，減輕重量，減小閥座密封面上的作用力和啟、閉轉矩。一般采用閥門公稱尺寸DN與球體通道直徑d之比等于0.78。此時，球閥的阻力不會過大。

球體加工工藝流程

球體常用熱處理種類

ASTM A105：正火處理
ASTM A350 LF2：調質處理
ASTM A694 F60：調質處理
ASTM A322 4130/4140：調質處理
ASTM A182 F6a CLASS2：調質（二次回火）
ASTM A182 F304/F316/F51/F53/F55/F60：固溶處理
ASTM A705 17-4PH：沉淀硬化處理（淬火+二次人工時效）

球體表面電鍍

一、 為什么要化學鍍？

目的：提高球體在實際使用中的耐磨損性能或防腐性能

二、為什么碳鋼類材料電鍍量最大？

碳鋼易銹，表面硬度也較低，為了防止碳鋼表面銹蝕以及節約成本，所以碳鋼電鍍的量最大

三、為什么不銹鋼材料還要電鍍？

主要目的是為了提高球體表面硬度，從而提高使用中的耐磨性。

四、常見種類(分類）

1.化學鍍鎳磷（參考標準ASTM B733）
1.1 按鍍層合金類型分類：
I 類：P無要求
II類：更低磷（1~3%）
III類：低磷（2~4%P）：鍍態硬度620-750HK
IV類：中磷（5~9%P）：廣泛用于滿足耐磨性和耐腐蝕性場合
V類：高磷（＞10%）：在各種場合中具有優良的耐鹽噴性和耐酸性能,磷含量 大于11.2%的鍍層被認為具有磁性。
 

1.2 根據厚度使用條件分類：

SC0 0.1μm——最小使用條件
SC1 5μm——輕載使用條件
SC2 13μm——適度使用條件
SC3 25μm——中度使用條件
SC4 75μm——嚴重使用條件
 

1.3 按鍍后熱處理分類：

類別1——沉積態，不熱處理
類別2——在260~400 ℃條件下熱處理產生850HK的最小硬度
類別3——在180~200 ℃條件下熱處理2~4小時，提高鋼的鍍層附著 力，并為消除氫脆作準備。
類別4——在120~130 ℃條件下熱處理1小時以上增加鋁合金及滲碳 鋼的附著力（結合力）。
類別5——在140~150 ℃條件下熱處理1小時以上提高鋁、非時效硬 化鋁合金、銅、銅合金的鍍層附著力。
 

說明：球體熱處理硬度要求一般建議客戶在500~650HV或600~850HV或 850HV以上，三中之中選擇