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    銅質螺旋槳的急冷鑄造

    日期:2016-08-13

    摘要:船用螺旋槳的急冷鑄造技術

    以往鎳鋁青銅船用螺旋槳鑄造,是槳熔融銅合金澆注到砂型鑄型后,待鑄件冷卻到常溫才從鑄型中取出的鑄造法。由于型砂熱傳導率小,鑄造重達數十噸的大型螺旋槳,冷卻時間長達數日。鑄件冷卻速度慢,構成質量效果的機械性能及腐蝕疲勞強度明顯下降。特別質量效果的機械性能及腐蝕疲勞強度明顯下降。特別在工作應力最大的翼面0.2~0.3R附近,由于翼厚(除了槳轂外)比其他部位厚,所以腐蝕疲勞強度反復次數2x107,18kgf/mm2,而直徑6000mm以上重二十幾噸的大型螺旋槳鑄件,翼根部腐蝕疲勞強度下降到反復次數2x107;10~20 kgf/mm2。其原因是鑄件1000~700℃間,對于大型螺旋槳情況,冷卻速度約0.1℃/min,因此,支配鎳鋁青銅合金機械性能的Al、Ni和Fe的金屬化合物(如FeAl、NiAl等)凝聚粗大化、另外,鎳鋁青銅鑄件在熔融過程對氫氣吸收敏感,緩慢冷卻的大型鑄件更容易產生氫氣缺陷。

    螺旋槳鑄造方法的發展趨勢http://www.zslongye.com/news/Industry-News/58.html

    據此,新鑄造法特點是,1.對材料中的化學成分重量%規定:鋁8.5~10.5%,鎳4~6%,鐵4~6%,錳4%以下,銅及通常雜物。2.鑄造時,將熔融銅合金澆注到能夠控制冷卻速度的鑄型后,使冷卻速度控制在1000~700℃間,5℃/min;700℃以下,1℃/min的鑄造方法。

    這種鑄造法不同于以往熱傳導率低的砂型及空氣冷卻,而是采用熱傳導率比砂高20~30倍金屬粒構成的,埋設貫通冷卻水的鑄型鑄造。并且澆注前,邊使鑄型內的冷卻水流動,邊澆注規定過化學成分的熔融銅合金,使之強制冷卻的制造方法。由于冷卻速度比以往鑄造法明顯提高,有效防止了構成質量效果的腐蝕疲勞強度及機械性能下降。

    這種鑄造法規定1000~700℃間的冷卻速度為5℃/min以上,是因為1000℃以上,冷卻速度對析出物的析出和成長無關系,1000~700℃間是析出物(FeAl、NiAl等)析出、成長溫度;700℃以下,結晶粒幾乎不再生長,而且這種溫度條件下的冷卻速度勢析出物生長成適當大小的必具界限值。不規定冷卻速度上限是因為鑄件形狀而異,較理想的是5℃/min以上足以控制析出物的生長。700℃以下冷卻速度規定1℃/min以下,是為了使1000~700℃間5℃/min以上急冷產生的β相轉變成α相,確保材料韌性,并使合金元素得以充分擴散謀求材料均質化。700℃以下冷卻速度不規定下限,自然也是因冷卻速度隨鑄件形狀而異,按1℃/min以下進行,α相的轉化可以更充分,得到高腐蝕疲勞強度。采用這種鑄造法,鑄件無需再次高溫加熱處理,避免了熱處理帶來的氧化和變形問題,而且節約能源。

     


    標簽: 螺旋槳(85) 船用螺旋槳加工(62)
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