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铜质螺旋桨的急冷铸造

日期:2015-08-13

摘要:船用螺旋桨的急冷铸造技术

以往镍铝青铜船用螺旋桨铸造,是桨熔融铜合金浇注到砂型铸型后,待铸件冷却到常温才从铸型中取出的铸造法。由于型砂热传导率小,铸造重达数十吨的大型螺旋桨,冷却时间长达数日。铸件冷却速度慢,构成质量效果的机械性能及腐蚀疲劳强度明显下降。特别质量效果的机械性能及腐蚀疲劳强度明显下降。特别在工作应力最大的翼面0.2~0.3R附近,由于翼厚(除了桨毂外)比其他部位厚,所以腐蚀疲劳强度反复次数2x107,18kgf/mm2,而直径6000mm以上重二十几吨的大型螺旋桨铸件,翼根部腐蚀疲劳强度下降到反复次数2x107;10~20 kgf/mm2。其原因是铸件1000~700℃间,对于大型螺旋桨情况,冷却速度约0.1℃/min,因此,支配镍铝青铜合金机械性能的Al、Ni和Fe的金属化合物(如FeAl、NiAl等)凝聚粗大化、另外,镍铝青铜铸件在熔融过程对氢气吸收敏感,缓慢冷却的大型铸件更容易产生氢气缺陷。

螺旋桨铸造方法的发展趋势http://www.zslongye.com/news/Industry-News/58.html

小草免费高清在线视频据此,新铸造法特点是,1.对材料中的化学成分重量%规定:铝8.5~10.5%,镍4~6%,铁4~6%,锰4%以下,铜及通常杂物。2.铸造时,将熔融铜合金浇注到能够控制冷却速度的铸型后,使冷却速度控制在1000~700℃间,5℃/min;700℃以下,1℃/min的铸造方法。

这种铸造法不同于以往热传导率低的砂型及空气冷却,而是采用热传导率比砂高20~30倍金属粒构成的,埋设贯通冷却水的铸型铸造。并且浇注前,边使铸型内的冷却水流动,边浇注规定过化学成分的熔融铜合金,使之强制冷却的制造方法。由于冷却速度比以往铸造法明显提高,有效防止了构成质量效果的腐蚀疲劳强度及机械性能下降。

这种铸造法规定1000~700℃间的冷却速度为5℃/min以上,是因为1000℃以上,冷却速度对析出物的析出和成长无关系,1000~700℃间是析出物(FeAl、NiAl等)析出、成长温度;700℃以下,结晶粒几乎不再生长,而且这种温度条件下的冷却速度势析出物生长成适当大小的必具界限值。不规定冷却速度上限是因为铸件形状而异,较理想的是5℃/min以上足以控制析出物的生长。700℃以下冷却速度规定1℃/min以下,是为了使1000~700℃间5℃/min以上急冷产生的β相转变成α相,确保材料韧性,并使合金元素得以充分扩散谋求材料均质化。700℃以下冷却速度不规定下限,自然也是因冷却速度随铸件形状而异,按1℃/min以下进行,α相的转化可以更充分,得到高腐蚀疲劳强度。采用这种铸造法,铸件无需再次高温加热处理,避免了热处理带来的氧化和变形问题,而且节约能源。

 


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