本發(fā)明涉及一種大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法。
背景技術(shù)：
一般大型船舶用(包括軍用艦船)銅合金螺旋槳均采用傳統(tǒng)的砂型鑄造，以重力澆注的方法成形。由于澆注過(guò)程是在常壓下進(jìn)行，依靠銅合金液體的自身重力來(lái)充填鑄型，充型速度不能準(zhǔn)確控制。充型過(guò)程產(chǎn)生飛濺形成二次氧化夾渣；銅合金液體流動(dòng)和補(bǔ)縮能力差，鑄件易產(chǎn)生縮孔和縮松，即使采用增大冒口和冷鐵的工藝措施，在個(gè)別部位也無(wú)法消除縮孔和縮松缺陷，且降低了金屬液的工藝出品率。這種傳統(tǒng)的重力澆注方法，致使大型銅合金螺旋槳鑄件中存在著縮松縮孔、二次氧化夾渣等突出缺陷，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。在生產(chǎn)中鑄件合格率極低，產(chǎn)生大量廢品，而報(bào)廢一個(gè)螺旋槳鑄件就會(huì)造成百萬(wàn)元以上的直接損失。目前，大型銅合金螺旋槳的低成品率嚴(yán)重制約著造船工業(yè)和國(guó)防事業(yè)的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有鑄造方法得到的大型銅合金螺旋槳良品率低以及力學(xué)性能差的問(wèn)題，提供一種大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法。
本發(fā)明一種大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法為：一、將銅水包放在差壓鑄造機(jī)的下罐內(nèi)，螺旋槳鑄型放在差壓鑄造機(jī)上罐內(nèi)的中隔板上；二、通過(guò)控制系統(tǒng)使上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b同時(shí)充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.5～0.7mpa，關(guān)閉上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b；三、打開(kāi)減壓閥門(mén)c，使上罐壓力減少至0.3～0.5mpa，然后進(jìn)行充型，待充型結(jié)束后，增大閥門(mén)c的排氣量至結(jié)晶壓力，關(guān)閉閥門(mén)c，然后進(jìn)行保壓，再待銅合金螺旋槳鑄件完全凝固后，即完成大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法。
本發(fā)明的有益效果：(1)澆注速度可控、可調(diào)，充型速度大小可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行準(zhǔn)確控制，保證了液體銅合金充型平穩(wěn)，避免了銅合金液在充型時(shí)產(chǎn)生的翻騰和飛濺現(xiàn)象，從而減少了氧化夾渣的形成，得到的大型銅合金螺旋槳良品率可達(dá)到90％以上。(2)銅合金液在壓力下充型，可提高金屬液的流動(dòng)性，對(duì)于大型薄壁復(fù)雜鑄件的成形性更有利。(3)鑄件在較高的外界壓力環(huán)境下結(jié)晶和凝固，可以得到充分的補(bǔ)縮，鑄件組織致密、力學(xué)性能提高20％以上。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例一銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法的設(shè)備示意圖，其中1為上罐，2為鑄型，3為中隔板，4為升液管，5為銅水包，6為下罐。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式一種大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法為：一、將銅水包放在差壓鑄造機(jī)的下罐內(nèi)，螺旋槳鑄型放在差壓鑄造機(jī)上罐內(nèi)的中隔板上；二、通過(guò)控制系統(tǒng)使上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b同時(shí)充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.5～0.7mpa，關(guān)閉上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b；三、打開(kāi)減壓閥門(mén)c，使上罐壓力減少至0.3～0.5mpa，然后進(jìn)行充型，待充型結(jié)束后，增大閥門(mén)c的排氣量至結(jié)晶壓力，關(guān)閉閥門(mén)c，然后進(jìn)行保壓，再待銅合金螺旋槳鑄件完全凝固后，即完成大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法。
本實(shí)施方式的有益效果：(1)澆注速度可控、可調(diào)，充型速度大小可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行準(zhǔn)確控制，保證了液體銅合金充型平穩(wěn)，避免了銅合金液在充型時(shí)產(chǎn)生的翻騰和飛濺現(xiàn)象，從而減少了氧化夾渣的形成。(2)銅合金液在壓力下充型，可提高金屬液的流動(dòng)性，對(duì)于大型薄壁復(fù)雜鑄件的成形性更有利。(3)鑄件在較高的外界壓力環(huán)境下結(jié)晶和凝固，可以得到充分的補(bǔ)縮，鑄件組織致密、力學(xué)性能提高20％以上。
具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是步驟一中通過(guò)控制系統(tǒng)使上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b同時(shí)充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.6mpa。其他與具體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：步驟三中使上罐壓力減少至0.4mpa。其他與具體實(shí)施方式一或二不同。
具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：所述的結(jié)晶壓力為0.45mpa。其他與具體實(shí)施方式一至三之一相同。
本實(shí)施方式所述的結(jié)晶壓力為0.45mpa是指上罐和下罐的壓力差。
具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：步驟三中保壓的時(shí)間為20s。其他與具體實(shí)施方式一至四之一相同。
實(shí)施例1、本實(shí)施例一種大型船舶用銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法為：一、將銅水包放在差壓鑄造機(jī)的下罐內(nèi)，螺旋槳鑄型放在差壓鑄造機(jī)上罐內(nèi)的中隔板上；二、通過(guò)控制系統(tǒng)使上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b同時(shí)充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.6mpa，關(guān)閉上罐進(jìn)氣閥門(mén)a和下罐進(jìn)氣閥門(mén)b；三、打開(kāi)減壓閥門(mén)c，使上罐壓力減少至0.4mpa，然后進(jìn)行充型，待充型結(jié)束后，增大閥門(mén)c的排氣量至上下罐壓力差為0.45mpa，關(guān)閉閥門(mén)c，然后進(jìn)行保壓20s，再待銅合金螺旋槳鑄件完全凝固后，打開(kāi)上下罐連通閥門(mén)d，消除上下罐之間的壓力差，升液管中未凝固的銅液靠自重流回銅水包。然后打開(kāi)減壓閥門(mén)c，上下罐同時(shí)排氣，完成澆注過(guò)程。
本實(shí)施例銅合金螺旋槳差壓鑄造成形方法的設(shè)備示意如圖1所示，其中1為上罐，2為鑄型，3為中隔板，4為升液管，5為銅水包，6為下罐，a代表的是上罐進(jìn)氣閥門(mén)a，b代表的是下罐進(jìn)氣閥門(mén)b，c代表的是減壓閥門(mén)c，d代表的是上下罐連接閥門(mén)d。
采用本實(shí)施例的方法澆注速度可控、可調(diào)，充型速度大小可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行準(zhǔn)確控制，保證了液體銅合金充型平穩(wěn)，避免了銅合金液在充型時(shí)產(chǎn)生的翻騰和飛濺現(xiàn)象，從而減少了氧化夾渣的形成，得到的大型銅合金螺旋槳良品率可達(dá)到92％。銅合金液在壓力下充型，可提高金屬液的流動(dòng)性，對(duì)于大型薄壁復(fù)雜鑄件的成形性更有利。鑄件在較高的外界壓力環(huán)境下結(jié)晶和凝固，可以得到充分的補(bǔ)縮，鑄件組織致密、力學(xué)性能中的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到585.6mpa，同樣的材料采用砂型鑄造，以重力澆注的方法，得到的大型船舶用銅合金螺旋槳的抗拉強(qiáng)度為488mpa，本實(shí)施例的力學(xué)性能提高了20％。