基于液压胀形技术不锈钢离心泵开发及应用

张泳

摘要：根据国内外客户的需求及对相关行业进行市场调研，针对大流量离心泵具有过流面积大、流道深、结构复杂的结构特点，研究SUS304不锈钢材料经冲压、拉伸、液压成型技术，研制生产具有不易生锈、寿命长、干净卫生、绿色环保等优点适应大流量输送的家庭生活供水、水处理行业的纯净水处理、空调水循环、食品输送的不锈钢泵。从而取代传统工人劳动强度大、高污染的铸造工艺制造的铸铁泵。研究利用液压胀形技术制造蜗壳式泵体，泵的流道光滑，产品效率高，水泵各种性能指标达到或超过国内外同类产品，可以替代产品进口。每年可以为国家节约外汇。

关键词：液压胀形：离心泵：蜗壳式泵体：提高效率

一、技术背景

几年前，国内市场的不锈钢水泵多数以进口为主，产品价格昂贵（一般1000～2000元人民币不等），很难满足国内市场的需求。目前，由于国产不锈钢泵投入市场，价格上极大地冲击了进口产品，加上国产水泵生产技术上的成熟，质量上也比得上进口产品。

水泵是一种劳动密集型产品，生产工序较多，加上发达国家原料价格昂贵，极大地增加了产品的成本，所以许多发达国家生产水泵的企业逐步移到发展中国家生产。国内部分水泵生产厂家，也逐步研究开发生产不锈钢水泵，由于國内冲压不锈钢泵生产规模不大，一般是委托生产不锈钢器皿的企业生产水泵零件，缺乏一体化生产工艺流程和新产品开发能力。生产环节较多，产品价格缺乏竞争力。

本公司集设计、生产、销售、服务、自营进出口权于一体，对水泵生产有二十多年的经验，对不锈钢泵的生产有六年的经验，完全具备一体化生产不锈钢泵的条件。况且国产的不锈钢泵销售的价格已被国内消费者所接受，不锈钢水泵已逐步取代目前的生铁铸造水泵。

二、项目国内外发展现状和发展趋势

随着国产不锈钢板的质量和产量的提高，不锈钢板材价格下降，人们对水质要求提高，家用不锈钢泵代替传统的铸铁泵是必然的趋势，这是水泵生产企业的机遇。国内冲压不锈钢泵生产企业的规模不大，一般是委托生产不锈钢器皿的企业生产水泵零件，缺乏一体化生产工艺流程和新产品

开发能力，生产环节较多，产品价格缺乏竞争力。

国外先进的不锈钢泵生产企业向高技术含量、特殊应用场合的不锈钢泵发展，通用型产品正在逐步向发展中国家地区转移。小型不锈钢泵使用范围广、市场需求大，适合大批量专业化生产。

三、技术创新和关键技术

（1）根据冲压成型工艺特点对水泵零件进行创新设计，满足水力性能同时满足冲压成型工艺要求，在两者中找到最佳的平衡点。

（2）采用计算机辅助设计冲压拉伸成型仿真软件，可以预见零件在成型过程中各部分的受力情况，进行材料在成型过程中各部分的受力分析，材料在成型过程中的流动延伸。从而改进零件的设计，节约大量的时间和零件试制费用，保证一次试模成功。

（3）采用先进的焊接设备，随着大功率激光器的生产，叶轮叶片采用全叶片激光焊接，提高叶轮的可靠性。转轴采用摩擦焊接，节约不锈钢材料和提高机加工效率。

（4）研制开发的新产品和新工艺方法及时申请专利保护，拥有自主知识产权才能使企业在市场中占主导地位。

冲压不锈钢水泵与家用铸铁泵的电机部分是相同的，只是水泵过流部分的零件为不锈钢冲压成型制造。

在工艺上取得了突破，本项目产品具有流道宽、深的特点，传统靠机械或弹性材料变形的工艺成形方法是无法实现设计要求。经不断的摸索，最终应用并掌握了液压胀形技术，在泵体的加工成形上应用了液压胀形成形技术，产品流道光滑，外形美观。

传统的以聚胺脂为胀形材料的胀形方法无法加工泵的主要过流部件一蜗壳式泵体。而铸造工艺虽然可以生产出该种结构的蜗壳式泵体，但由于该种工艺方法属于高污染、高消耗、高劳动强度、生产效率极低的落后工艺方法，加工出的产品存在流道表面粗糙、外观质量差、产品性能低等缺陷。本项目应用的液压胀形技术，采用胀形模具，通过专用的液压设备的增压系统，给模具型腔供给高压液体，使腔内的电材料在高压液体的作用下发生了塑性变形，实现具有流道宽而深的结构特点的蜗壳式泵体。它打破了传统的以聚胺脂橡胶等弹性体为胀形材料的胀形技术，以柔性的液体（清洁水）为介质，以压力为依托，经冲压、拉伸工序，再通过分边的胀形模具，采用专用液压设备的增压系统产生高压的液体流经模具型腔，使电筒状毛坯在高压力作用下发生塑性变形，从而胀形出蜗壳式泵体。

四、结论

采用新型液压胀形技术，以柔性的液体（清洁水）为介质，以压力为依托，经冲压、拉伸工序，再通过分边的胀形模具，采用专用液压设备的增压系统产生高压的液体流经模具型腔，使电筒状毛坯在高压力作用下发生塑性变形，从而胀形出蜗壳式泵体，提高电离心泵的效率及可靠性。