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Kühles Abschrecken von Kupferpropellern

Kühles Abschrecken von Kupferpropellern


In der Vergangenheit war der Nickel-Aluminium-Bronze-Schiffspropellerguss ein Gussverfahren, bei dem eine geschmolzene Kupferlegierung eines Propellers in eine Sandform gegossen und der Guss auf normale Temperatur abgekühlt wurde, bevor er aus der Form genommen wurde.

Kühles Abschrecken von Kupferpropellern
Kühles Abschrecken von Kupferpropellern

Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Formsandes können die zig Tonnen schweren großen Propeller mehrere Tage gekühlt werden. Die Abkühlgeschwindigkeit des Bearbeitung von Gussteilen ist langsam und die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsermüdungsfestigkeit, die den Qualitätseffekt ausmachen, werden deutlich reduziert. 

Die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsdauerfestigkeit von besonderen Qualitätseffekten werden deutlich reduziert. Insbesondere bei 0.2 ~ 0.3R des Flügels mit der größten Arbeitsbelastung ist die Dicke des Flügels (außer der Nabe) dicker als bei anderen Teilen, so dass die Korrosionsermüdungsfestigkeit 2×107, 18kgf / mm2 und der Durchmesser von mehr als wiederholt wird 6000mm wiegt zwanzig Tonnen. Für großflächige Schiffspropeller bei Gussstücken sinkt die Korrosionsermüdungsfestigkeit an der Flügelwurzel auf 2×107; 10 ~ 20 kgf / mm2. Der Grund ist, dass die Gießgeschwindigkeit zwischen ca. 1000°C und 700°C liegt. Bei großen Propellern beträgt die Abkühlgeschwindigkeit ca. 0.1°C/min. 

Daher weisen die Metallverbindungen von Al, Ni und Fe (wie FeAl, NiAl usw.), die die mechanischen Eigenschaften von Nickel-Aluminium-Bronze-Legierungen dominieren, eine Agglomeration auf Schmelzprozess und langsames Abkühlen großer Gussteile führen eher zu Wasserstoffdefekten.

Dementsprechend zeichnet sich das neue Gießverfahren aus durch:

  • 1. In Bezug auf den Gewichtsprozentsatz der chemischen Zusammensetzung im Material: Aluminium 8.5 ~ 10.5%, Nickel 4 ~ 6%, Eisen 4 ~ 6%, Mangan 4% oder weniger, Kupfer und übliche Verunreinigungen
  • 2. Während des Gießens wird nach dem Gießen der geschmolzenen Kupferlegierung in eine Form, die die Abkühlgeschwindigkeit steuern kann, die Abkühlgeschwindigkeit zwischen 1000 ~ 700 ℃, 5 ℃ / min gesteuert; unter 700 ℃, 1 ℃ / min.

Dieses Gießverfahren unterscheidet sich von der Sandform- und Luftkühlung mit geringer Wärmeleitfähigkeit in der Vergangenheit. Stattdessen verwendet es Metallpartikel mit einer 20- bis 30-fach höheren Wärmeleitfähigkeit als Sand und bettet durchkühlendes Wasser ein. Außerdem wird vor dem Gießen ein Verfahren zum Zwangsabkühlen einer geschmolzenen Kupferlegierung mit einer vorbestimmten chemischen Zusammensetzung durchgeführt, während Kühlwasser in die Form gegossen wird und eine Zwangskühlung durchgeführt wird. 

Die Abkühlgeschwindigkeit ist deutlich höher als beim herkömmlichen Gießverfahren, wodurch die Verschlechterung der Korrosionsdauerfestigkeit und der mechanischen Eigenschaften, die den Qualitätseffekt ausmachen, wirksam verhindert wird.

Dieses Gießverfahren sieht vor, dass die Abkühlgeschwindigkeit zwischen 1000 und 700°C 5 °C/min oder mehr beträgt, da die Abkühlgeschwindigkeit in keinem Zusammenhang mit der Ausscheidung und dem Wachstum der Ausscheidungen über 1000°C steht und die Ausscheidungen (FeAl, NiAl zwischen 1000 und 700 °C) usw.) 

Niederschlags- und Wachstumstemperatur; unter 700°C wachsen Kristallkörner fast nicht mehr, und die Abkühlungsgeschwindigkeitspotential-Ausscheidungen unter dieser Temperaturbedingung müssen einen Grenzwert haben, um auf eine geeignete Größe zu wachsen. Die Obergrenze der Abkühlgeschwindigkeit ist nicht angegeben, da die Form des Gussstücks variiert, und es ist ideal, dass 5°C/min oder mehr ausreichen, um das Wachstum von Ausscheidungen zu kontrollieren. Die Abkühlgeschwindigkeit unter 700°C wird mit unter 1°C/min angegeben, um die durch schnelle Abkühlung über 1000°C auf 5°C/min erzeugte β-Phase zwischen 1000°C und 700°C in eine α . umzuwandeln Phase, um die Zähigkeit des Materials zu gewährleisten und die Legierungselemente ausreichend diffundieren zu lassen, um eine Homogenität des Materials zu erreichen. 

Unter 700°C gibt es keine untere Grenze für die Abkühlgeschwindigkeit. Die Abkühlgeschwindigkeit variiert natürlich mit der Form des Gussstücks. Wenn die Abkühlgeschwindigkeit unter 1°C/min liegt, kann die α-Phasenumwandlung ausreichender sein und eine hohe Korrosionsermüdungsfestigkeit kann erhalten werden. Bei diesem Gießverfahren muss das Gussstück nicht erneut bei hoher Temperatur wärmebehandelt werden, vermeidet die durch die Wärmebehandlung verursachten Oxidations- und Verformungsprobleme und spart Energie.

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