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大型铜合金螺旋桨的铸造工艺介绍

小草免费高清在线视频日期:2015-10-09

摘要:大型铜合金螺旋桨的铸造工艺介绍

近年来,随着世界造船行业的蓬勃发展,船舶制造的吨位明显增大,导致船用推进螺旋桨的重量也越来越大。由于螺旋桨在海水中运转时承受巨大的负荷,对铸件力学性能及质量要求很严,而且螺旋桨桨叶形状均为复杂的曲面构成,使得大型螺旋桨的铸造工艺相当繁杂。

铸造工艺设计

造型方法

由于螺旋桨桨叶形状复杂,加之超大型螺旋桨轮廓尺寸偏大,因此整体造型技术尤为关键,造型质量不过关,有可能造成铸件尺寸不合格,严重导致铸件报废。因此,螺旋桨的造型工序显得尤为重要。

小草免费高清在线视频目前,螺旋桨的造型一般采用数显螺距规、截面样板、角度线样板和手工造型,砂型数据采用CAD计算机进行放样,这些数据必须考虑铸件的变形规律,合金的收缩特性,及适当的加工余量。砂型制作完毕后,采用截面样板和角度线样板等检测样板,对叶形尺寸进行复查,确保数据满足要求。

收缩率确定

小草免费高清在线视频该桨桨叶既宽且叶厚分布不均匀,叶跟最大厚度在336mm,叶梢部位仅22mm,差距如此之大,导致铸件各处的浇注温度和冷却速度不同,铸造收缩变形严重且变形各异,其影响变形的因素和规律尚未完全清楚,导边向下凹,随边向上挠,桨叶成扭转变形,螺距变小。因此,工艺上规定在(0.2~0.4)R螺距线收缩率取1.0%,(0.5~0.7)R螺距线收缩率取2.0%,(0.8~1.0)R螺距线收缩率取3.0%;整体线收缩率取1.5%。

加工量确定

为了减少铸件的表面缺陷,得到尺寸合格、表面质量良好的铸件,仅靠补缩和变形量的考虑还不能达到要求,还必须适当加放加工余量。桨叶的加工余量确定如下:桨叶叶面不放加工余量;桨叶叶面不放加工余量;桨叶叶背加工余量见图1;导边及随边边缘加工余量取20mm;桨毂外圆单边10mm,桨毂内孔单边加工余量15mm,桨毂大端加长15mm,小端加长10mm。

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小草免费高清在线视频图1 桨叶叶背加工余量

浇冒口确定

小草免费高清在线视频由于螺旋桨的材料ZCuAl9Fe4Ni4Mn2含有较多的Al,在浇注的过程中极易形成二次氧化渣,所以在浇注系统设计时,应考虑浇注系统是否能够保证金属液平稳的充型,应具有合理的浇注速度、挡渣除渣能力,防止出现紊流现象。通常采用底注式,一般浇注系统截面比例为直:横:内=1:(2~2.5):(10~30),由于该铸件毛重较大,采用2个φ60mm直浇道,26个φ60mm内浇道。

铜合金螺旋桨的整体收缩在1.5%左右,所以冒口设计也很重要,通常冒口高度取桨毂高度的0.6~0.8倍。

烘型及冷却

小草免费高清在线视频铸型采用热风机进行烘型,主要是使型砂中的水分减少,降低因型砂水分含量过高,在浇注过程中产生气孔、氧化夹渣等缺陷。为了烘型均匀,叶梢处的出气口开在桨叶随边最低点,铸型在150℃保温约24h,保证出风口温度不低于40℃。

由于该桨桨叶具有较大的厚度梯度,必将引起各部位冷却时间的不同。为了保证铸件具有足够强度,此铸件浇注后保温不低于120h,当温度降到300℃时,进行打箱。通过延长冷却时间,使铸件得以充分释放铸造应力,以防止因温度梯度较大产生桨叶变形。

船用大型螺旋桨的铸造方法:http://cristalycolores.com/news/Industry-News/77.html


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