CN105420538A - 一种新型船用螺旋桨材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型船用螺旋桨材料，该螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al？8%-12%、Fe？3.5%-5%、Zn？0.02%-0.05%、Ni？4%-6%、Mn？2%-4%、Mo？0.02%-0.04%、Sn？0.03%-0.05%、Cr？3%-5%，余量为Cu。本发明揭示了一种新型船用螺旋桨材料，该螺旋桨材料成分配置合理，制备工艺简便，成本适中，制得螺旋桨表现出良好的综合性能，尤其在污染相对严重的海域中亦能保持良好的耐蚀性能，有效确保了螺旋桨的使用性能和寿命。

Description

一种新型船用螺旋桨材料
技术领域
本发明涉及一种船用螺旋桨材料，尤其涉及一种综合性能优良，耐蚀性能突出的新型船用螺旋桨材料，属于船舶推进器技术领域。
背景技术
船舶推进器是推动船舶前进的机构，它是将自然力、人力或机械能转换成船舶推力的能量转换器。船舶推进器按作用方式可分为主动式和反应式两类，依靠人力或风力驱船前进的纤、帆为主动式推进器，依靠桨、橹、明轮、螺旋桨驱船前进的为反应式推进器。现代的运输船舶大多采用反应式推进器，其中以螺旋桨应用最为广泛。
长期以来，船用螺旋桨材料大多选用铜合金，其中主要以镍铝青铜材料为主。其主要原因是：铜合金的耐腐蚀性好，基本可满足海水中螺旋桨的使用要求；同时，铜合金的熔点低，便于熔炼和铸造，铸件不需要进行热处理，经加工便可使用。但是，现行的铜合金在成分配制及制备工艺方面存在不足，制得的螺旋桨在污染相对严重的海域中，表现出耐腐蚀性能不足的现象，影响了螺旋桨的使用性能及寿命。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种新型船用螺旋桨材料，该螺旋桨材料成分配置合理，成本适中，制得螺旋桨综合性能优良，在污染相对严重的海域中亦能保持良好的使用性能和寿命。
本发明是一种新型船用螺旋桨材料，该螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al8%-12%、Fe3.5%-5%、Zn0.02%-0.05%、Ni4%-6%、Mn2%-4%、Mo0.02%-0.04%、Sn0.03%-0.05%、Cr3%-5%，余量为Cu。
在本发明一较佳实施例中，所述的螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al9%-10%、Fe4.5%-5%、Zn0.03%-0.04%、Ni5%-5.5%、Mn2.5%-3%、Mo0.02%-0.03%、Sn0.03%-0.04%、Cr3%-3.5%，余量为Cu。
在本发明一较佳实施例中，所述的Al、Zn元素用于生成抗氧化膜。
在本发明一较佳实施例中，所述的Cr元素用于生成抗钝化膜。
在本发明一较佳实施例中，所述的Ni、Sn、Mo元素用于提高耐蚀性能。
在本发明一较佳实施例中，所述的Fe、Mn元素用于提高强度。
本发明揭示了一种新型船用螺旋桨材料，该螺旋桨材料成分配置合理，制备工艺简便，成本适中，制得螺旋桨表现出良好的综合性能，尤其在污染相对严重的海域中亦能保持良好的耐蚀性能，有效确保了螺旋桨的使用性能和寿命。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明提及的新型船用螺旋桨材料中，该螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al8%-12%、Fe3.5%-5%、Zn0.02%-0.05%、Ni4%-6%、Mn2%-4%、Mo0.02%-0.04%、Sn0.03%-0.05%、Cr3%-5%，余量为Cu。
进一步说明，螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al9%-10%、Fe4.5%-5%、Zn0.03%-0.04%、Ni5%-5.5%、Mn2.5%-3%、Mo0.02%-0.03%、Sn0.03%-0.04%、Cr3%-3.5%，余量为Cu；其中，Al、Zn元素用于生成抗氧化膜；Cr元素用于生成抗钝化膜；Ni、Sn、Mo元素用于提高耐蚀性能；Fe、Mn元素用于提高强度。
本发明提及的新型船用螺旋桨的具体制备步骤如下：
a）选材备料，原料由金属料和辅料组成，金属料包括：纯铝、纯铁、纯锌、纯镍、纯锰、纯钼、纯锡、纯铬和纯铜，其百分含量配比为：Al9%、Fe4.5%、Zn0.04%、Ni5.5%、Mn2.5%、Mo0.02%、Sn0.03%、Cr3.5%，余量为Cu；辅料包括覆盖剂和精炼剂，其含量约为金属料总量的0.9%，两者的比例约为5:1，覆盖剂选用木炭，精炼剂选用碳酸钠；
b）熔炼，设备选用坩埚熔炼炉，熔炼过程如下：首先，预热坩埚炉，预热温度控制在600℃左右；然后，添加纯铁、纯镍、纯锰、纯铬和纯铜，坩埚炉升温速度控制在5℃/s，炉温控制在1500℃-1520℃；接着，依次添加纯铝、纯锌、纯钼和纯锡，期间使用石墨棍均匀搅拌，合金溶液表面喷洒覆盖剂，覆盖剂的厚度控制在10-12mm；最后，添加精炼剂，继续搅拌10-15分钟；
c）浇铸，金属溶液使用渣勺进行除渣处理；浇铸过程中，模具的预热温度控制在650℃-660℃，浇注速度控制在2-2.2kg/min；浇铸完毕后，铸件在200℃烘箱内缓冷，取出后空冷至室温；
d）热处理，首先，将铸件毛坯加热至880℃，加热速度控制在10℃/min，保温1-1.5小时后进行油水双液处理；接着，再次加热铸件毛坯至380℃，保温2.5-3小时后空冷；
e）后处理，后处理包括铸件的表面处理、成品检验、上漆、存储等。
本发明揭示了一种新型船用螺旋桨材料，其特点是，该螺旋桨材料成分配置合理，制备工艺简便，成本适中，制得螺旋桨表现出良好的综合性能，尤其在污染相对严重的海域中亦能保持良好的耐蚀性能，有效确保了螺旋桨的使用性能和寿命。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种新型船用螺旋桨材料，其特征在于，该螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al8%-12%、Fe3.5%-5%、Zn0.02%-0.05%、Ni4%-6%、Mn2%-4%、Mo0.02%-0.04%、Sn0.03%-0.05%、Cr3%-5%，余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的新型船用螺旋桨材料，其特征在于，所述的螺旋桨材料的主要成分及其百分含量配比为：Al9%-10%、Fe4.5%-5%、Zn0.03%-0.04%、Ni5%-5.5%、Mn2.5%-3%、Mo0.02%-0.03%、Sn0.03%-0.04%、Cr3%-3.5%，余量为Cu。
3.根据权利要求1所述的新型船用螺旋桨材料，其特征在于，所述的Al、Zn元素用于生成抗氧化膜。
4.根据权利要求1所述的新型船用螺旋桨材料，其特征在于，所述的Cr元素用于生成抗钝化膜。
5.根据权利要求1所述的新型船用螺旋桨材料，其特征在于，所述的Ni、Sn、Mo元素用于提高耐蚀性能。
6.根据权利要求1所述的新型船用螺旋桨材料，其特征在于，所述的Fe、Mn元素用于提高强度。
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