大型船用铜合金螺旋桨铸造工艺探讨

　　· ·大型船用铜合金螺旋桨铸造工艺探讨收稿日期：2016 - 02 - 22收到初稿，2016 - 03 - 14收到修订稿。作者简介：邹良利 （1983-），男，工程师，研究生，主要从事有色合金和球磨铸铁的铸造及熔炼工艺研究。E-mail：邹良利，李云飞（大连华锐重工铸业有限公司，辽宁大连 116300）摘要： 结合实际生产，探讨大型船用铜合金螺旋桨的铸造工艺设计，着重阐述了铸件收缩率、加工量、浇冒口的设计，并介绍了熔炼、除气、浇注等工序，为大型铜合金螺旋桨铸造生产提供一个参考。关键词： 铜合金；螺旋桨；铸造工艺中图分类号： TG291 文献标识码： B 文章编号： 1001-4977 （2016） 04-0391-02ZOU L...

　　 大型船用铜合金螺旋桨铸造工艺探讨收稿日期：2016 - 02 - 22收到初稿，2016 - 03 - 14收到修订稿。作者简介：邹良利 （1983-），男，工程师，研究生，主要从事有色合金和球磨铸铁的铸造及熔炼工艺研究。E-mail：邹良利，李云飞（大连华锐重工铸业有限公司，辽宁大连 116300）摘要： 结合实际生产，探讨大型船用铜合金螺旋桨的铸造工艺设计，着重阐述了铸件收缩率、加工量、浇冒口的设计，并介绍了熔炼、除气、浇注等工序，为大型铜合金螺旋桨铸造生产提供一个参考。关键词： 铜合金；螺旋桨；铸造工艺中图分类号： TG291 文献标识码： B 文章编号： 1001-4977 （2016） 04-0391-02ZOU Liang-li，LI Yun-fei（Dalian Huarui Heavy Industries Casting Co., Ltd., Dalian 116300, Liaoning, China）Discussion of Copper Alloy Casting Process forLarge-Sized Marine PropellerAbstract： Based on actual production, the casting technological design of larged-size marine copper propellerwasintroduced,especiallyonthedesignofshrinkageratio,machiningamount,runningandfeedingsystem.Andthe melting, out-gassing, pouring were introduced, which can provide references for casting production ofcopperalloypropeller.Key words： copper alloy；propeller；casting process铸 造FOUNDRYApr. 2016Vol.65 No.4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。早在2004年，我国成功制造一只超大型集装箱船用螺旋桨，单桨成品重量98 t [1] ，毛重130 t，直径8 m多。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。2014年9月，我公司为国内某船厂制作一只205 000 t级船用螺旋桨，该桨直径8.55 m，成品重量达40.05 t，毛重为57 t，本文结合该螺旋桨的生产情况，简单介绍大型船用铜合金螺旋桨的铸造工艺设计及熔炼浇注等工序。1 铸造工艺设计1.1 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。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。1.2 收缩率确定该桨桨叶既宽且叶厚分布不均匀，叶根最大厚度在336 mm，叶稍部位仅22 mm，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） R螺距线） R螺距线 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；桨叶叶背加工余量见图1；导边及随边边缘加工余量取20 mm；桨毂外圆单边10 mm，桨毂内孔单边加工余量15 mm，桨毂大端加长15 mm，小端加长10 mm。391