ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ ГРЕБНОГО ВИНТА ИЗ БРОНЗЫ БРАЖН Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

D.E. Korenchenkova, N^. Polyakov Features of the technology of obtaining a propeller screw casting from BrAZHN bronze

DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-287-288 УДК 629.5.035.55

Д.Е. Коренченкова, Н.А. Поляков

СПбГМТУ, Санкт-Петербург

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ ГРЕБНОГО ВИНТА ИЗ БРОНЗЫ БРАЖН

Рассмотрены особенности получения отливок гребного винта с указанием уникальных свойств и требований. Показана схема разовой песчаной формы для литья лопастей. Приведены все возможные варианты формовочной смеси, проверки и приемки отлитых лопастей. Указаны мероприятия при проверке, приемке и осмотре отливок винтов и лопастей. Рассмотрен полный цикл технологии отливки гребных винтов. Ключевые слова: технология, гребной винт, отливка, материал. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-287-288 UDC 629.5.035.55

D.E. Korenchenkova, N-А. Polyakov

St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg

FEATURES OF THE TECHNOLOGY OF OBTAINING A PROPELLER SCREW CASTING FROM BRAZHN BRONZE

Peculiarities of propeller propeller castings production are considered with indication of unique properties and requirements. Shown is a diagram of a one-time sand mold for casting blades. All possible variants of the molding sand, inspection and acceptance of the cast blades are given. The measures for checking, accepting and inspecting the castings of propellers and blades are indicated. A full cycle of propeller screw casting technology is considered. Key words: technology, propeller, casting, material, material. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.

С учетом особенностей изготовления и эксплуатации гребных винтов материалы для их изготовления должны обладать следующими основными свойствами:

■ высокие механические свойства, то есть прочность и пластичность, обеспечивающие способность выдерживать усталостные нагрузки, воспринимаемые лопастями;

■ повышенная коррозионная и эрозионная стойкость и способность сохранять первоначальную чистоту поверхности;

■ высокие технологические и эксплуатационные качества, то есть хорошие литейные свойства и простота обработки режущим инструментом; ремонтопригодность.

Современные гребные винты для ледоколов изготавливаются из литейной алюмелевой бронзы БрАЖН 9-4-4 (бронза, содержащая 9% алюминия, 4% железа и 4% никеля) [1].

Центробежное литье в змеевике (рис. 1) в настоящее время производится винтами с узким лопастями диаметром до 1,5 м. Это может значительно улучшить механические свойства литейного материала за счет контролируемого охлаждения, снизить припуски на обработку, механизировать процесс литья заготовок. Однако, этот способ экономически целесообразен только при серийном производстве не менее 60 винтов в год.

Способ литья по выплавляемым моделям также оправдан только при крупносерийном производстве гребных винтов небольших размеров, так как требует использования сложной оснастки и дорогостоящего оборудования.

Для получения отливок гребных винтов в единичных песочных формах используются смеси, в которых в качестве связующего используется цемент или жидкое стекло. Преимущество этих смесей состоит в том, что прочность пресс-форм

Для цитирования: Коренченкова Д.Е., Поляков Н.А. Особенности технологии получения отливки гребного винта из бронзы БрАЖН. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 287-288. For citations: Korenchenkova D.E., Polyakov NA. Features of the technology of obtaining a propeller screw casting from BrAZHN bronze. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 287-288 (in Russian).

ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

287

Д.Е. Коренченкова, Н.А. Поляков

Особенности технологии получения отливки гребного винта из бронзы БрАЖН

Рис. 1. Разовая песчаная форма для литья лопасти: 1 - ковш; 2 - литниковая чаша; 3 - литник; 4 - болты; 5 - распорки

достигается после отверждения при нормальной температуре. Это позволяет производить все операции по снятию модели с формы и ее отделке без предварительной тепловой сушки [2]. Затвердевание цементной смеси происходит за счет частичной гидратации цемента при нормальной температуре в течение 24-36 часов.

Цементные смеси имеют низкую чувствительность к однородности уплотнения, поэтому формовочные работы могут выполнять низкоквалифицированные рабочие.

При изготовлении шурупов из цветных сплавов применяется следующий состав формовочных песков и цементных смесей следующий, мас.%: кварцевый песок, такой как ГОАТ 15-81,5-85; Портландцемент марок 400 или 500-7,5-9,0; водно-7,5-9,5.

Быстротвердеющие смеси на основе жидкого стекла широко используются для изготовления пресс-форм, которые характеризуются быстрым, в течение нескольких минут, химическим отверждением под действием углекислого газа, прошедшего через специально изготовленные с помощью отверстий душников (стержней). Химическое отверждение формовочной массы сокращает цикл производства формы иногда на 50%. Состав быст-ротвердеющей смеси для формования лопастей из цветных сплавов, % по массе: кварцевый песок -92-93; плотность жидкого стекла 1,46-1,50 г/см3 -5-7; остальное сода каустическая плотностью 1,12 г/мл. Присутствие едкого натра повышает прочность смеси после отверждения. Иногда, чтобы получить более чистую поверхность лезвия, к смеси добавляют 5-20% маршалита. В состав быстротвердеющей смеси для формования винтов

из нержавеющей стали вместо кварцевого песка входит хромомагнезит.

Стержни для центрального отверстия в ступице изготавливаются из песчано-глинистой смеси, содержащей 30% отработанной смеси, 40% глины, 30% кварцевого песка или песчано-цементной смеси [3].

Для улучшения качества поверхности отливки поверхность формы тщательно подготавливаются и окрашивается. В зависимости от материала гребных винтов используются различные огнеупорные краски. Например, краска на основе талька дает хорошие результаты при отливке гребных винтов из латунных и марганцево-алюминиевых бронз. Форма винта под заливкой алюминий-никель-бронза, должна быть окрашена.

При приемке и осмотре отливок винтов и лопастей проверяют:

■ соответствие требованиям, таким как возможные дефекты гребных винтов, которые могут быть исправлены или оставлены без исправления в соответствии с правилами и положениями, установленными действующей нормативно-технической документацией, и соответствие литейного материала согласно ТУ 5.961-11215 -для гребных винтов, изготовленных из меди сплавы на основе согласно ТУ 5.961-11195 и ТУ 5.961-11237 - для гребных винтов из нержавеющей стали; согласно действующей нормативно-технической документации - для винтов, изготовленных из специальных сплавов;

■ основные размеры винтов и лопастей в соответствии с технической документацией;

■ маркировку на соответствие требованиям. Отливки, допущенные к дальнейшей обработке, должны иметь следующую маркировку: обозначение чертежа винта (лопасти); число плавления; литейный материал; печать службы технического контроля [4].

Список использованной литературы

1. ГОСТ 8054-81. Винты гребные металлические: общие технические условия. Дата введения: 01.07.1981.

2. Желтобрюх Н.Д. Технология судостроения и ремонта судов. Л.: Судостроение, 1990. 344 с.

3. Зарайский Л.А. Механическая обработка гребных винтов. Л.: Судпромгиз, 1951. 168 с.

4. Мысик Р. К., Логинов Ю.Н., Сулицин А.В. Литье и обработка бронз со специальными свойствами. Екатеринбург: УМЦ УПИ, 2008. 313 с.

Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Коренченкова Д.Е., Поляков Н.А., 2021

288

Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021