一种螺旋桨铸件的铸造方法与流程

本发明属于铸造，主要涉及一种螺旋桨铸件的铸造方法。

背景技术：

1、船舶工业和航运业是目前国民经济发展的重要支柱之一，随着造船以及海洋工程的发展，越来越多的船舶趋于向采用电力推进系统，船用螺旋桨是用于提供船舶推进动力的关键部件。

2、船用螺旋桨主要由中心主轴和多个叶片均布组成，现有的铸造方法采用叶片和主轴单独铸造成型，再装配组合为整体的螺旋桨铸件。采用这种铸造方法制作螺旋桨铸件周期长，同时将叶片与主轴装配组合为整体导致强度降低，装配精度差等问题。

技术实现思路

1、基于上述问题，有必要提出一种螺旋桨铸件的新型铸造方法，采用整体铸造方法。所述螺旋桨铸件包括叶片组和主轴，所述叶片组包括若干均布设置的叶片，所述主轴包括第一端部和第二端部，所述第一端部的外轮廓尺寸大于所述第二端部的外轮廓尺寸。

2、铸造方法步骤包括：成型方案设计，采用叶片组和主轴整体铸造成型方案，在铸造时所述第一端部处于上方，所述第二端部处于下方进行放置；制作第一砂芯、第二砂芯和第三砂芯，所述第三砂芯用于成型所述主轴的内腔结构，所述第一砂芯与所述第二砂型组芯后用于成型所述螺旋桨铸件的外形轮廓；将所述第一砂芯、所述第二砂芯和所述第三砂芯组芯形成所述螺旋桨铸件的型腔。

3、优选地，所述螺旋桨铸件的铸造方法步骤还包括：铸造工艺补缩设计，在所述第一端部的中心部位设置明冒口，在所述明冒口的下方设置补贴；在靠近所述第一端部的所述叶片组的各个叶片的壁厚最大的部位端面处设置暗冒口。

4、优选地，在所述铸造工艺补缩设计步骤中，在靠近所述第二端部的所述叶片组的各个叶片的壁厚最大的部位端面处设置分区冷铁。

5、优选地，在设置分区冷铁时，冷铁的直径大于或者等于对应叶片部位的壁厚，各所述冷铁之间的间距为冷铁的直径的三分之一。

6、优选地，所述螺旋桨铸件的铸造方法步骤还包括：浇注系统设计，浇注系统包括内浇口、横浇道和直浇道，在所述第二端部的端面处设置若干内浇口，若干所述内浇口与所述横浇道连通，所述横浇道与所述直浇道连通。

7、优选地，在所述浇注系统设计步骤中，所述横浇道为u型结构；为了避免钢水进流速度过快，对型腔冲击和出现卷气问题，将所述横浇道铺设为u型缓冲结构，可显著降低进流的缓冲力。

8、优选地，所述螺旋桨铸件的铸造方法步骤还包括：铸件贴量设计，所述螺旋桨铸件整体的贴量设置为10mm至15mm；所述叶片组的各个叶片的易变形部位设置反变形贴量，反变形贴量设置为10mm至15mm，是在铸件整体贴量的基础上增加反变形贴量。

9、优选地，在所述成型方案设计步骤中，所述第一砂芯和所述第二砂芯的分型位置为所述第一端部端面向下160mm至200mm；所述第一砂芯用于形成所述第二端部至分型位置处的铸件轮廓，所述第二砂芯用于形成所述第一端部至分型位置处的铸件轮廓。

10、优选地，在所述成型方案设计步骤中，所述第二砂芯与所述第三砂芯采用3d打印方式打印完成，同时所述第二砂芯上设置有明冒口、暗冒口等相关的工艺信息。

11、优选地，在所述成型方案设计步骤中，所述第一砂芯采用实样模具流砂制成，同时所述第一砂芯上设置有内浇口等相关的工艺信息。

12、本发明提供的螺旋桨铸件的铸造方法，创新的采用整体铸造方式，通过整体铸造成型方案设计、铸造工艺补缩设计、铸件贴量设计及浇注系统设计，实现螺旋桨铸件的整体铸造，缩短了铸件的铸造周期，降低了铸造成本，提高了铸造质量。

技术特征：

1.一种螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，所述螺旋桨铸件包括叶片组和主轴，所述主轴包括第一端部和第二端部，所述第一端部的外轮廓尺寸大于所述第二端部的外轮廓尺寸；

2.根据权利要求1所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，所述螺旋桨铸件的铸造方法步骤还包括：铸造工艺补缩设计，在所述第一端部的中心部位设置明冒口，在所述明冒口的下方设置补贴；在靠近所述第一端部的所述叶片组的各个叶片的壁厚最大的部位端面处设置暗冒口。

3.根据权利要求2所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，在所述铸造工艺补缩设计步骤中，在靠近所述第二端部的所述叶片组的各个叶片的壁厚最大的部位端面处设置分区冷铁。

4.根据权利要求3所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，在设置分区冷铁时，冷铁的直径大于或者等于对应叶片部位的壁厚，各所述冷铁之间的间距为冷铁的直径的三分之一。

5.根据权利要求1所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，所述螺旋桨铸件的铸造方法步骤还包括：浇注系统设计，浇注系统包括内浇口、横浇道和直浇道，在所述第二端部的端面处设置若干内浇口，若干所述内浇口与所述横浇道连通，所述横浇道与所述直浇道连通。

6.根据权利要求5所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，在所述浇注系统设计步骤中，所述横浇道为u型结构。

7.根据权利要求1所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，所述螺旋桨铸件的铸造方法步骤还包括：铸件贴量设计，所述螺旋桨铸件整体的贴量设置为10mm至15mm；所述叶片组的各个叶片的易变形部位设置反变形贴量。

8.根据权利要求1所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，在所述成型方案设计步骤中，所述第一砂芯和所述第二砂芯的分型位置为所述第一端部端面向下160mm至200mm；所述第一砂芯用于形成所述第二端部至分型位置处的铸件轮廓，所述第二砂芯用于形成所述第一端部至分型位置处的铸件轮廓。

9.根据权利要求8所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，在所述成型方案设计步骤中，所述第二砂芯与所述第三砂芯采用3d打印方式打印完成。

10.根据权利要求8所述的螺旋桨铸件的铸造方法，其特征在于，在所述成型方案设计步骤中，所述第一砂芯采用实样模具流砂制成。

技术总结
本发明属于铸造技术领域，主要涉及一种螺旋桨铸件的铸造方法，铸造方法步骤包括：成型方案设计，采用叶片组和主轴整体铸造成型方案，在铸造时所述第一端部处于上方，所述第二端部处于下方进行放置；制作第一砂芯、第二砂芯和第三砂芯，所述第三砂芯用于成型所述主轴的内腔结构，所述第一砂芯与所述第二砂型组芯后用于成型所述螺旋桨铸件的外形轮廓；将所述第一砂芯、所述第二砂芯和所述第三砂芯组芯形成所述螺旋桨铸件的型腔。本发明创新地采用整体铸造方式，通过整体铸造成型方案设计、铸造工艺补缩设计、铸件贴量设计及浇注系统设计，实现螺旋桨铸件的整体铸造，缩短了铸件的铸造周期，降低了铸造成本，提高了铸造质量。

技术研发人员：郭小利,李文定,马斌,郭小强,李彩虹
受保护的技术使用者：共享铸钢有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1