[发明专利]大型电驱动船舶螺旋桨支架铸件的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸件的铸造领域，具体是一种大型电驱动船舶螺旋桨支架铸件的铸造方法。

背景技术

随着国际海事组织在船舶排放方面制定越来越严格的标准，加上石油资源逐渐耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，绿色环保的电力推进系统将成为未来船舶动力发展的方向。国外已经开发了多种类型电力推进系统，并在多型船舶上应用。我国在此领域的研究则刚刚起步。

与传统的船舶动力系统相比，电力推进系统具有调速范围广、驱动力大、易于正反转、体积小、布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。电力推进作为船舶的新型推进动力，世界各国都在进行深入的研究。作为船舶主动力系统的电力推进系统，由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护，正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统。对同一功率船舶而言，电力推进中的中速柴油机可以始终在最佳工作区工作，燃油燃烧质量好，燃烧产物中的氮氧化物含量少，减少了废气排放，使机舱内空气新鲜，环境质量得到改善。

螺旋桨支架是用在船舶和海洋大型平台电驱动设备的关键部件，作为螺旋桨固定平台和电力输送通道、螺旋桨维修服务通道，铸件外表面兼作船舵改变水流方向。结构、尺寸、材料直接影响到整个船舶和海洋大型平台的行驶及固定，铸造此类产品的关键工艺确保铸件的材料质量、铸件变形量及尺寸和小的残余应力。

螺旋桨支架部件单体重量大，机械性能要求高，生产上存在行业性的铸造难度。特别是铸件壁厚相差悬殊，而且外形结构不规则，全部以圆弧面过渡，内腔结构复杂，铁水浇入铸型后，产生的长、宽、高三个方向收缩不一致，会产生很大的应力，导致铸件变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大型电驱动船舶螺旋桨支架铸件的铸造方法，满足铸件内没有缩孔、缩松、夹渣等缺陷，能够达到作为螺旋桨固定平台和电力输送通道、螺旋桨维修服务通道、铸件外表面兼作船舵改变水流方向的质量要求。

本发明所采取的技术方案是提供一种大型电驱动船舶螺旋桨支架铸件的铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：1）模具制造；2）砂芯制造；3）浇道设置；4）砂箱设置；5）浇注成型；

所述的步骤1）模具制造包括：铸件模具制造和砂芯模具制造，两个模具都采用分体制造，并分别根据铸件和砂芯的外形将各自的模具分割成多块单体进行单独制作；将制好的铸件模具单体先通过胶水胶合拼装组成完整的模具，然后将组装好的模具固定在型板上，将模具制造过程中产生的痕迹用原子灰填充，干燥后打磨至平滑，对打磨后出现的气孔进行再次填充打磨完成铸件模具的制作；采用同样工艺制造砂芯模具；

所述的步骤2）砂芯制造，使用步骤1）中的单体砂芯模具制造独立的单体砂芯，然后将各个单体砂芯组装成砂芯整体；其中，在制作砂芯时在砂芯内设置钢管和钢板用来对砂芯的强度进行加强，砂芯强度控制在：0.9～1.0MPa；

所述的步骤3）浇道设置中，在制造外型型砂时完成浇注系统的设置，外型型砂强度控制在：1.3～1.4MPa；其中，浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇道、冒口、出气及型腔，在长条扁平状型腔处设置长条扁平状的内浇道并与型腔连通，长条扁平状的内浇道上再设置弯折对浇注液进行缓冲，在半球形凹腔结构型腔处和横浇道之间设置环形的过渡浇道，过渡浇道再通过均匀分布的多个内浇道与半球形凹腔结构型腔连通；

所述的步骤4）中砂箱主要分成三部分：底箱、中箱以及上盖并依次连接固定组装，在底箱、中箱以及上盖上均设置供冷铁、砂芯固定所需的一些部件安放的工作孔，放砂结束后，用螺栓在砂箱外对砂箱再进行箍紧；

所述的步骤5）浇注时对浇注液组分及浇注液温度要求如下：浇注液化学组分为：碳：3.65%～3.75%，硅：2.20%～2.65%，锰：≤0.30%，磷：≤0.04%，硫：≤0.01%，残余镁：0.04%～0.06%，残余稀土：≤0.02%，球化剂：1.1%～1.25%，孕育剂：0.8%～1.0%,其余为铁；

浇注液温度为：1325℃～1350℃；

孕育剂分二次加入，一次孕育：出铁时孕育量为0.6%～0.7%；二次孕育：定量包内孕育量为0.2%～0.3%。

所述步骤5）中的球化剂为轻稀土镁合金。

所述的步骤5）一次孕育为普通钡硅孕育剂，二次孕育为专用方块状孕育剂。一次孕育：硅钡颗粒为3-8（mm）；二次孕育：尺寸为90*60*60，成分为Si72±1%，Al≤1.2%，S≤0.02%，Ca1.0±0.3%，Ba2±0.4%。

所述步骤5）中的球化剂为轻稀土镁合金。