螺旋槳澆注、打磨工藝及其銅合金配方的制作方法
【專利說明】螺旋槳澆注、打磨工藝及其銅合金配方
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及螺旋槳制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及螺旋槳的銅合金配方以及螺旋槳的澆注、打磨工藝。
【背景技術(shù)】
[0003]螺旋槳是船體的的主要動力設(shè)備之一，它將船體自帶的動能轉(zhuǎn)換成船舶行駛的動力，所以螺旋槳的制造質(zhì)量和工藝就顯得十分重要，螺旋槳的主要制造材料通常以銅合金、鑄鐵和鑄鋼為主。
[0004]現(xiàn)有的螺旋槳存在的缺點有:以銅合金制成的螺旋槳抗空泡剝蝕性能較差；以鑄鐵制成的螺旋槳機械強度低，質(zhì)脆而易斷，易被海水腐蝕；以鑄鋼制成的螺旋槳，其鑄造過程統(tǒng)一出現(xiàn)形變;同時鑄鋼比其他金屬更容易受到海水侵蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的是提供一種制造螺旋槳的銅合金，其在銅合金的基礎(chǔ)上，添加了鈦、鉻、鈷微量元素，整體提高了螺旋槳的韌性、抗空泡剝蝕性能以及海水的腐蝕性，增加了其使用壽命。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:一種制造螺旋槳的銅合金，其特征是，所述銅鋁合金由以下成分按照重量比組成:鋁為7_10%、錳為8-20%、鐵為4-6%，鎳為 1-3%、鋅為 1-6%、鈦為 0.1 -0.3%、鉻為0.1 -0.3%，鈷為0.010-0.025%，其余為銅。
[0007]本發(fā)明在銅鋁的基礎(chǔ)上添加了錳、鐵、鎳、鋅元素，提高了其抗沖擊性能和耐腐蝕性能;鈦元素加入到鋁青銅合金中，不僅形成TiAl等高熔點物相，對后續(xù)凝固的銅合金起到非均質(zhì)形核作用，細化合金組織，而且鈦元素在合金凝固后的冷卻過程中與Cu形成固溶體和金屬間化合物，強化合金。鉻具有很強的耐腐蝕性，可以提高螺旋槳的耐腐蝕性;鈷是活潑金屬，在高溫下活動劇烈;加入微量鈷不僅可以提高元素的分布均勻性，而且本身具有很好的防腐性能;大大提高了螺旋槳的抗空泡剝蝕性能以及海水的腐蝕性。
[0008]本發(fā)明的第二目的是提供一種螺旋槳澆注、打磨工藝，其特征包括以下步驟: 第一步:銅合金熔煉
5101.粗煉:按上述配方的銅合金放入熔爐中加熱溶化;同時在熔爐上邊放置吹氮氣裝置，進行小壓力、小流量吹氮；
5102.精煉:粗煉完畢，再向金屬溶液中加入冰晶粉，冰晶粉的用量為合金質(zhì)量的0.1%;對熔爐加熱升溫至1000度，再加入質(zhì)量分數(shù)為0.4%的銅合金精煉除渣劑；
第二步:澆注
S201.將精煉完畢的金屬溶液注入澆注系統(tǒng)內(nèi)；其中，澆注速度為1.85m/s，澆注溫度1170 度； 5202.澆注完畢后采用電熱風爐將螺旋槳鑄件烘干，然后保溫冷卻至出模；
5203.將螺旋槳鑄件用黃沙覆蓋掩埋至24小時；
5204.對螺旋槳鑄件進行清砂，最后氣割冒口；
第三步:打磨
5301.初銑:銑去螺旋槳葉面表層的凸起、毛刺及飛邊；
5302.檢測:檢測螺旋槳的螺距、厚度、縱斜間傾、軸向距離；
5303.打磨:打磨加工葉面；
5304.粗磨葉面:磨順焊疤、對整個葉面進行整平、修順，對槳殼及R圓角處進行拋光；
5305.銑削:銑削加工葉背及大端面到葉背根部的槳殼使槳殼與葉根光順過渡；
5306.磨邊:磨去鉆孔及銑削痕跡，并且銑削不平衡重量；
5307.收尾:打磨銑平焊疤，整平葉背并且將槳殼拋光。
[0009]本澆注、打磨工藝克服了現(xiàn)有工藝的氧化渣多、打磨慢、制造周期長的缺點；通過本澆注、打磨工藝制造的螺旋槳，大大提高了螺旋槳的整體機械性能；同時也縮短了整個制造周期。
[0010]本發(fā)明進一步設(shè)置，在初銑過程中對凸起、毛刺及飛邊處理時加以吹風處理。
[0011]在初銑過程中通過吹風處理將銑削掉落的凸起、毛刺以及飛邊吹離，從而方便銑肖Ij，不會因掉落的凸起、毛刺以及飛邊再次被摩擦在工件表面對工件造成損傷。
[0012]本發(fā)明進一步設(shè)置，吹出的風溫度由常溫漸變至60°C左右然后再漸變降至常溫。
[0013]在初銑過程中先升溫然后再降溫，這樣在銑削的過程中能夠伴隨銑削的程度時工件的表面逐漸變得光滑，在銑削逐漸完成的過程中，通過降溫將表面的分子活躍度降低，從而使其表面達到近似固結(jié)的效果，從而保證初銑后的工件表面光滑度高，并且整體性連接強度不會受損，使用壽命長。
[0014]本發(fā)明進一步設(shè)置，澆注系統(tǒng)中的水口橫截面積之比為:F直水口:F過濾網(wǎng):F橫水P:F內(nèi)水小口:F內(nèi)水大口 =1.5:1:3.5:5:12。
[0015]現(xiàn)有澆注系統(tǒng)的水口因結(jié)構(gòu)不合理，上水過程中會出現(xiàn)洶涌的現(xiàn)象，造成有大量氧化渣產(chǎn)生;給下一道除氧化渣工序帶來很大的麻煩;延長了整個制造周期。
[0016]本發(fā)明如此設(shè)置，將水口開放，平穩(wěn)上水，杜絕上水過程中出現(xiàn)洶涌現(xiàn)象;減少氧化渣產(chǎn)生，加快了除氧化渣工序，縮短了整個制造周期。
[0017]本發(fā)明進一步設(shè)置，在檢測標記時，使檢具與葉面的接觸點垂直于螺距線且檢具的上下接觸點在同一半徑的共軸圓柱面。
[0018]在檢測標記時將檢具與葉面的接觸點垂直于螺距線，同時保持上下接觸點在同一半徑的共軸圓柱面上，這樣檢測時精準性高，不會發(fā)生人為誤差，從而保證打磨精度高。
[0019]
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、克服了現(xiàn)有銅鋁合金性能不足的缺點，提出了一種新的鎳鋁青銅制造材料，能夠同時兼顧鑄造性和機械性能，并大大超過了現(xiàn)有制造材料的性能水平。
[0020]2、通過初銑-檢測-打磨-粗磨葉面-銑削-磨邊-收尾的工序?qū)⒙菪龢ぜ蚰コ沙善?，成品光滑度高、平整效果好、?yīng)力結(jié)構(gòu)不會損傷，使用時所受水阻小，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0021 ]以下對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0022]本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
[0023]實施例1
一種制造螺旋槳的銅合金，所述銅鋁合金由以下成分按照重量比組成:鋁為7%、錳為8%、鐵為4%，鎳為1%、鋅為1%、鈦為0.1%、鉻為0.1%，鈷為0.010%，其余為銅。
[0024]—種螺旋槳澆注、打磨工藝，包括以下步驟:
第一步:銅合金熔煉
5101.粗煉:按上述配方所述的銅合金放入熔爐中加熱溶化;同時在熔爐上邊放置吹氮氣裝置，進行小壓力、小流量吹氮；
5102.精煉:粗煉完畢，再向金屬溶液中加入冰晶粉，冰晶粉的用量為合金質(zhì)量的0.1%;對熔爐加熱升溫至1000度，再加入質(zhì)量分數(shù)為0.4%的銅合金精煉除渣劑；
第二步:澆注
5201.將精煉完畢的金屬溶液注入澆注系統(tǒng)內(nèi)；其中，澆注速度為1.85m/s，澆注溫度1170 度；
5202.澆注完畢后采用電熱風爐將螺旋槳鑄件烘干，然后保溫冷卻至出模；
5203.將螺旋槳鑄件用黃沙覆蓋掩埋至24小時；
5204.對螺旋槳鑄件進行清砂，最后氣割冒口；
其中，澆注系統(tǒng)中的水口橫截面積之比為:F直水口:F過濾網(wǎng):F橫水口:F內(nèi)水小口:F內(nèi)水大口 =1.5:1:3.5:5:12。如此設(shè)置，將水口開放，平穩(wěn)上水，杜絕上水過程中出現(xiàn)洶涌現(xiàn)象;減少氧化渣產(chǎn)生，加快了除氧化渣工序，縮短了整個制造周期。
[0025]第三步:打磨
S301.起重工敲工號、葉號鋼印。
[0026]起重工核對工件上的工號與“生產(chǎn)工序卡”及生產(chǎn)工藝上的工號、旋向要求一致。將工號、葉號用鋼字敲打在槳殼的上端面，各槳葉的號碼以鑄工車間已編的號碼為準，圖紙工藝有要求的按圖紙工藝為準。
[0027]S302.打磨工先將工件運輸至加熱箱內(nèi)進行加熱，加熱至工件表面溫度為30 °050°c。然后運出，銑去螺旋槳葉面表層的凸起、毛刺及飛邊，并且在銑削時在其一側(cè)安置有吹風機正對銑削部分進行吹風處理，保證碎肩及時被吹開，并將產(chǎn)品吊至檢測區(qū)域待檢。并且于此同時，在銑削的過程中，對吹出的風進行加熱處理。整個加熱過程根據(jù)銑削的時間而定，起初銑削時間逐漸升高至60°c左右，然后再逐漸將至常溫。
[0028]S303.起重工根據(jù)螺旋槳的規(guī)格將螺旋槳吊至合適的螺距規(guī)上。
[0029]S304.檢測工檢測螺距。檢測工將螺距規(guī)的測針對準螺旋槳葉梢標記，同時將刻度盤對準“O”位或清零后，按“葉片加工專用工藝”的要求測量螺距。
[0030]S305.檢測工測量并計算軸線位置尺寸同時做好打磨記錄，打磨工應(yīng)配合檢測工測量葉厚。檢測工和打磨工用外卡鉗和直尺逐點測量各螺距點葉厚并記錄打磨記錄。
[0031]S306.檢測工計算螺距加工量。檢測工將檢測結(jié)果與“葉片加工專用工藝”進行比較，綜合考慮螺距、厚度、縱斜間傾、軸向位置之間的相互影響，盡量不用或少用各幾何參數(shù)的允差，在不影響葉面的前提下，以少加工葉面為原則，算出各螺距點軸向加工量，并將軸向加工量誠意c