进口锻造球阀球体锻件应用于核电站管线领域，对其力学性能及耐腐蚀性都有很高的要求。该锻件材质为不锈钢F316L，锻件形状如图1所示。

徐工在论文中详细叙述了该锻件的闭式挤压工艺设计、deform软件模拟和试验验证等过程，充分说明了采用多向模锻方式可实现该锻件的批量生产，节省原材料和显著提高锻件性能。
分析该锻件结构，我们通过改变操作方式叙述该锻件的锻造成形过程。

一、多向模锻闭式挤压过程：

1、锻件和模具设计参照徐工在论文《一种球阀球体锻件的锻造工艺》中的叙述
2、锻造设备和动作过程均保持不变，仅改变圆棒料直径和长度为Φ75x143 mmxmm。
3、锻造该锻件时的过程为：圆棒料水平放置，待上下凹模合模后，左右冲头同时相向做同步水平运动，挤压坯料直至锻件成形。
4、该锻件的模拟过程如视频1所示。模拟参数不变，仍选择模具和圆棒料的1/4模型进行模拟。

球阀球体锻件的锻造过程为：采用去氧化皮装置或者轻微的立式镦粗将圆棒料表面的氧化皮去除干净，然后将圆棒料水平放置在下凹模内；上凹模匀速下降并合模，此过程中，上凹模并不接触圆棒料；然后，左右冲头同时水平匀速相向运动，直至毛坯成形；最后，左右冲头退回到等待位置，上凹模上升，取出锻件。

从模拟过程可以看出：

1、球体锻件的变形过程为：圆棒料在左右冲头的作用下，先进行自由镦粗，高度降低直径增加，圆棒料首先接触凹模的上下平面并继续向前后方向镦粗，待在完全接触上下凹模型腔，变形金属开始进行反挤压变形，并逐步充满左右口部，形成纵向毛刺。
2、由锻件的成形压力曲线可知：锻件刚好充满模膛是模拟过程第168步，左右冲头的成形压力为593x2=1186 t，上下凹模的合模力为687x4=2748 t，则选定的设备为合模力在3000T以上，左右成形力在1500T以上多向模锻液压机。
3、锻件以水平镦粗和反挤压变形为主。锻造过程没有紊流、回流等现象发生。金属流线连续，并沿锻件外形分布。
4、锻造结束时的模具温度为：上凹模最高412℃，下凹模最高420℃，左右冲头最高527℃；温度适中。模具材料可选择5CrNiMo或H13等材料，在实际生产中，注意及时冷却模具，避免模具温度升高过大而引起局部变形。

二、总结与展望：

通过对比球体锻件的闭式挤压成形模拟过程，得到以下结论：
1、在徐工设计的工艺中，上凹模参与锻件的变形过程，锻件变形合理，成形压力小，锻件变形量大，成形质量好。
2、本工艺中，上凹模仅起到合模和保压的作用，锻件在左右冲头的作用下变形，成形力量大。
3、有限元数值模拟可以提供不同设备和操作方式下的锻件变形过程对比，从而可以优中选优，选择锻件质量好，成形压力小，模具温升小的成形工艺，更好的提高锻造质量。
4、球阀球体锻件也可通过模具结构的设计实现在普通锻造设备上的闭式挤压成形，将在下一节进行详细的叙述。