熊三華

(武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司，湖北40084)

57300 t散貨船異形螺旋槳的鑄造

熊三華

(武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司，湖北40084)

從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，設(shè)計(jì)合理的工裝和澆注系統(tǒng)，設(shè)置合理的輔助工藝，控制好熔煉質(zhì)量，成功鑄造出57 300 t散貨船異型銅合金螺旋槳。

銅合金;螺旋槳;鑄造

隨著我國船舶工業(yè)的發(fā)展，對螺旋槳鑄造質(zhì)量的要求越來越高。螺旋槳整體鑄造的方式為反雨淋式，這種澆注方式不僅充填平穩(wěn)而且流量分布均勻。我廠有生產(chǎn)銅合金螺旋槳近50多年的歷史，制造較復(fù)雜的螺旋槳有七葉片的039潛艇槳、80300的大型槳、73400的槳。此次承接的中海實(shí)業(yè)(江蘇)有限公司的57 300 t散貨船螺旋槳共37只。該槳形狀怪異，葉片象一個(gè)大勺子，其鑄造難度非常大。

圖1 57 300 t螺旋槳澆注工藝圖Figure 1 The pouring process for propeller of 57 300 tons bulk cargo ship

1 工藝難點(diǎn)與分析

57 300 t螺旋槳主要參數(shù)為:直徑5 600 mm，葉片數(shù)5，平均螺距4 493 mm盤面比0.617，材質(zhì)為鎳鋁青銅(Cu3)，變后傾，凈重14 924 kg。該異形槳形狀象大勺子，葉尖和葉根幾乎在同一高度，其銅合金的縮水、變形率、加工余量都很難控制，鑄造缺陷也很難預(yù)防。

2 造型工藝

2.1 由于鎳鋁青銅含有較多的鋁，澆注時(shí)易產(chǎn)生二次氧化渣，因此設(shè)計(jì)如圖1所示的開放式的反雨淋式的澆注系統(tǒng)。F直∶F橫∶F內(nèi)=1∶2.1∶20，直澆道和橫澆道采用成形的耐火磚避免夾砂和沖砂現(xiàn)象。

2.2 采用大型數(shù)顯螺距規(guī)在托板上用水玻璃砂制作螺旋槳壓力面和吸力面，最后合專用蓋板。造型時(shí)在螺旋槳吸力面的0.75R處拉三道筋防止變形。為防止中間泥芯產(chǎn)生灌芯現(xiàn)象，采用特制的水玻璃芯砂。

2.3 型腔烘烤用電熱風(fēng)爐吹熱風(fēng)，溫度和時(shí)間按照圖2所示工藝執(zhí)行，比一般同重量的螺旋槳長24 h。

圖2 57 300 t螺旋槳型腔烘烤曲線圖Figure 2 The baking curve of castingmould for propeller of 57 300 tons bulk cargo ship

2.4 為了防止變形要求松壓鐵時(shí)間≥48 h，開箱時(shí)間≥96 h，比同重量的螺旋槳多保溫24 h。

3 專用工裝設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)制作用于螺旋槳壓力面造型的專用鑄鋼托板(見圖3)和吸力面造型的蓋板。

圖3 57 300 t螺旋槳專用托板Figure 3 The special supporting plate for propeller of57 300 tons bulk cargo ship

4 熔煉工藝

銅合金的熔煉包括:化學(xué)成分的控制、含氣量的降低、氧化夾渣的去除、澆注溫度的選擇等。銅合金的熔煉質(zhì)量直接影響螺旋槳的內(nèi)在質(zhì)量、力學(xué)性能和耐腐蝕性能。我廠采用一臺30 t的工頻電爐熔煉，熔煉溫度控制在1 240℃以內(nèi)，出爐溫度大于1 260℃。出爐后包內(nèi)充N2除氫，并打C2Cl6除渣。爐前作含氣試樣檢測和斷口分析。爐前成分控制見表 1，澆注溫度為 1 150～1 160℃，澆注時(shí)間約192 s。

表1 57 300 t螺旋槳爐前成分控制表(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 The control requirem ent of heat analysis for propeller of 57 300 tons bulk cargo ship(mass fraction，%)

5 生產(chǎn)結(jié)果

5.1 一共澆注了37只螺旋槳經(jīng)加工槳葉，沒有變形，無鑄造缺陷，其加工余量、螺距、厚度和幾何尺寸均滿足圖紙和用戶的要求。

5.2 此異形螺旋槳澆注成功的要點(diǎn):合理開設(shè)澆注系統(tǒng)，合理制定輔助工藝，控制好銅合金的熔煉質(zhì)量。

編輯 龍禮建

The Casting Process for Profiled Propeller of 57300 Tons Bulk Cargo Ship

Xiong Sanhua

From the production practice，this paper has designed the reasonable tools and pouring system，arranged the reasonable assistant process and controlled themelting quality to the extent that the copper alloy profiled propeller of57 300 tons bulk cargo ship has been produced with success.

copper alloy;propeller;casting process

TG242，U664.33

B

2010—12—31