[发明专利]不锈钢螺旋桨整体铸造工艺

说明书

本发明涉及一种不锈钢镙旋桨整体铸造工艺。

现有螺旋桨铸造一般采用刮板结合螺距板造下型，用木模心或砂模心接叶多箱造上型，由于木模心制作非常困难，而砂模心强度低，尺寸误差大，既难保证铸件质量，又费工时，工效低。在造型材料方面，一般高锰、高铬合金钢铸件用石英砂作背砂，用镁砂或铬铁矿砂作面砂，这些材料价格较贵，回用性较差。在浇注系统方面，多采用底注式，每叶设一横浇口，内浇口沿叶片平面导入，且设冷铁和拉筋，

用铸铁芯，毂顶设大冒口，此系统造型复杂，钢水行程长，温度低，易产生浇不足等缺陷，出品率仅为60％。新材料MACR不锈钢(ZL85105573.7)具有无镍少铬，耐氨、碱、海水腐蚀，强度高等优良性能，但其钢水中含有较多的碱性氧化物，容易发生粘砂及产生冷隔和表面皱皮，此外，此钢收缩大，容易产生缩孔和裂纹，因而铸造难度大。

本发明的目的在于提供一种不锈钢螺旋桨整体铸造工艺。

本发明是针对MACR新型不锈钢的铸造难点和螺旋桨铸造工艺中存在的问题，研究出了一种能确保铸件质量，降低生产成本，同时能采用整体上、下箱造型便于进炉烘干，提高工效的技术，其工艺流程包括：制作整体铸模-型砂造型-烘干-浇注成型-打磨等表面处理-成品。

整体铸模的制作

首先按设计计算二次工艺参数，用塑料板或纸板制作叶形板、各半径的切面板和螺距板，加工好桨毂的铁内套；用括板造出下型，画出中心线及螺旋线，对线铺好叶形板，在叶形板上固定各切面板；在各切面板之间填上能快速干固的填料如粘土、水玻璃砂等，修补光顺成模心，待其干固后逐叶造上型；开箱去除模心，下好铁内套，合箱浇注得整体铸模毛坯，将此毛坯按一次工艺参数修整好，并作静平衡达要求，得整体铸模，其材料可以是钢、铝或塑料。

型砂造型

本发明所用的背砂为普通粘土砂，面砂为高铝土砂等中性或碱性材料，涂料为镁砂粉等碱性较好的材料。面砂配比为：高铝土砂100％，粘土2-10％，水玻璃0-15％，水份2-6％，最佳配比为高铝土砂100％，粘土3-5％，水玻璃5-8％，水份3-5％。涂料配比为：镁砂粉100％，粘土2-8％，水玻璃或糖桨3-12％，水适量，最佳配比为镁砂粉100％，粘土3-4％，水玻璃或糖桨5-8％，水适量。造型时，将面砂和涂料按上述配比调制好，背砂放入箱内筑实，首先在整体铸模的下型面上刷上10mm厚的面砂并将整体铸模放入普通粘土砂背砂内，压实成型，使之背砂表面覆盖一层均匀的面砂，取出整体铸模，在面砂表面再均匀涂上涂料，这样就制成了螺旋桨下型的以普通粘土砂(背砂)-高铝土砂(面砂)-镁砂粉(涂料)组成的复合层型，然后按此方法制成螺旋桨上型的复合层型。

浇注成型

本发明为开放式浇注系统，用大浇口杯以利于快速浇注。从冒口进钢水，阻流在冒口颈部，然后平稳分进各叶片，叶片上边和叶梢处设出气口，顺序凝固，冒口用球形半暗冒口，冒口颈的大小和高度随浇注量的大小进行调整，以使补缩通道畅通。为了便于排气和渣液流出，在叶梢和叶上边开设溢渣槽。浇注时，本发明所用的浇注温度为1500℃-1550℃，浇注时间是，300-700kg钢水为8-10秒，300kg(不包括300kg)以下钢水为5秒。

与现有螺旋浆铸造工艺相比较，本发明有以下优点：

1、采用铁内套的整体铸模，制模工艺较简便，加工方便，省时省料，铸模工艺尺寸易检测和修整，便于铸模本身达到平衡要求，从而能提高铸件尺寸精度；

2、能采用整体上、下箱铸造法，改进了造型工艺，提高工效5倍多；

3、普通粘土砂(背砂)-高铝土砂(面砂)-镁砂粉(涂料)复合层型耐高温，有效防止钢水对普通粘土砂的熔融作用，抗粘砂性好，造型材料成本低，旧砂回用性好，铸件表面较光滑，质量较好；

4、采用本发明的浇注温度与时间，可有效防止冷隔和皱皮的缺陷以及缩孔和裂纹的产生，出品率可达70-80％。

实施例

1、采用整体铝

2、造型材料。背砂-普通粘土砂；面砂配比：高铝土砂100％，粘土4％，水玻璃6％，水分4％；涂料配比：镁砂粉100％，粘土4％，水玻璃7％，水适量。

3、采用开放式浇注系统，浇注温度1550℃，浇注时间250kg钢水5秒。