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。由于澆注過程是在常壓下進行,依靠銅合金液體的自身重力來充填鑄型,充型速度不能準(zhǔn)確控制。充型過程產(chǎn)生飛濺形成二次氧化夾渣;銅合金液體流動和補縮能力差,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,在個別部位也無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,達不到設(shè)計要求。在生產(chǎn)中鑄件合格率極低,產(chǎn)生大量廢品,而報廢一個螺旋槳鑄件就會造成百萬元以上的直接損失。目前,大型銅合金螺旋槳的低成品率嚴重制約著造船工業(yè)和國防事業(yè)的發(fā)展。
技術(shù)實現(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的下罐內(nèi),螺旋槳鑄型放在差壓鑄造機上罐內(nèi)的中隔板上;二、通過控制系統(tǒng)使上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b同時充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.5~0.7mpa,關(guān)閉上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b;三、打開減壓閥門c,使上罐壓力減少至0.3~0.5mpa,然后進行充型,待充型結(jié)束后,增大閥門c的排氣量至結(jié)晶壓力,關(guān)閉閥門c,然后進行保壓,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到90%以上。(2)銅合金液在壓力下充型,可提高金屬液的流動性,對于大型薄壁復(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,可以得到充分的補縮,鑄件組織致密、力學(xué)性能提高20%以上。
附圖說明
圖1為實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。
具體實施方式
具體實施方式一:本實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的下罐內(nèi),螺旋槳鑄型放在差壓鑄造機上罐內(nèi)的中隔板上;二、通過控制系統(tǒng)使上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b同時充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.5~0.7mpa,關(guān)閉上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b;三、打開減壓閥門c,使上罐壓力減少至0.3~0.5mpa,然后進行充型,待充型結(jié)束后,增大閥門c的排氣量至結(jié)晶壓力,關(guān)閉閥門c,然后進行保壓,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性,對于大型薄壁復(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,可以得到充分的補縮,鑄件組織致密、力學(xué)性能提高20%以上。
具體實施方式二:本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中通過控制系統(tǒng)使上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b同時充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.6mpa。其他與具體實施方式一相同。
具體實施方式三:本實施方式與具體實施方式一或二不同的是:步驟三中使上罐壓力減少至0.4mpa。其他與具體實施方式一或二不同。
具體實施方式四:本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是:所述的結(jié)晶壓力為0.45mpa。其他與具體實施方式一至三之一相同。
本實施方式所述的結(jié)晶壓力為0.45mpa是指上罐和下罐的壓力差。
具體實施方式五:本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是:步驟三中保壓的時間為20s。其他與具體實施方式一至四之一相同。
實施例1、本實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的下罐內(nèi),螺旋槳鑄型放在差壓鑄造機上罐內(nèi)的中隔板上;二、通過控制系統(tǒng)使上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b同時充入氣體至上罐和下罐的壓力均為0.6mpa,關(guān)閉上罐進氣閥門a和下罐進氣閥門b;三、打開減壓閥門c,使上罐壓力減少至0.4mpa,然后進行充型,待充型結(jié)束后,增大閥門c的排氣量至上下罐壓力差為0.45mpa,關(guān)閉閥門c,然后進行保壓20s,再待銅合金螺旋槳鑄件完全凝固后,打開上下罐連通閥門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。然后打開減壓閥門c,上下罐同時排氣,完成澆注過程。
本實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代表的是上罐進氣閥門a,b代表的是下罐進氣閥門b,c代表的是減壓閥門c,d代表的是上下罐連接閥門d。
采用本實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到92%。銅合金液在壓力下充型,可提高金屬液的流動性,對于大型薄壁復(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,可以得到充分的補縮,鑄件組織致密、力學(xué)性能中的抗拉強度可達到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度為488mpa,本實施例的力學(xué)性能提高了20%。