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本帖最后由 格鲁门之猫 于 2012-6-3 10:29 编辑
大型船舶在海上自由航行需要将发动机的动力转化为推力，而这个动力转化装置就是螺旋浆，它是船舶动力系统中重要组成部分。长期以来船舶特别是大型船舶螺旋桨材料大多为铜合金，如锰青铜、镍锰青铜、镍铝青铜、锰铝青铜等，其中又以镍铝青铜为首选。很多人认为之所以选铜合金而不是钢作螺旋桨材料是因为铜比较铁耐腐蚀，其实不是这样。这还得从螺旋桨的制造说起。
一般来说，机械制造中复杂形状和表面的零部件的生产以铸造为主。因为其工艺简单，工序较少，原材料浪费（这里叫损耗）小，成本较低的原因比起机床加工更具优势。大家都知道铜的熔点比铁低，便于熔炼和铸造，这才造成了螺旋桨材料几乎由铜合金垄断的局面。
下面以镍铝青铜材料为例大致介绍一下制造过程：
螺旋桨要产生强劲的推力，需要有优良的流体力学外形设计。根据用户需要经过复杂的计算（现在已经可有计算机完成辅助设计）在多个设计方案中拣选出螺旋桨最佳外形，并制作出等比例缩小模型。将模型在实验室模拟海况中检验测试，经上百次实验数据完善优化最终定型。
定型的设计图纸交给工厂生产出铸造模具。将铜、镍、铝等按照配方比例一次性熔炼，熔炼过程中工人师傅会不停地搅拌，滤除杂质，使其充分混合均匀并消除产生的气泡（就像光学玻璃的生产过程）。镍铝青铜的大致成分如下：
Ni 4.0~5.0% Al 8.5~10.0% Fe 4.0~5.0% Mn 0.8~2.5% Cu 77.5~82.7%
少量的稀土合金、硅、铬以改善合金的流动性能和致密度。
螺旋桨整体浇铸完成后留有十天左右的时间冷却和消除应力。接下来交给机械打磨表面，其精度限制为0.1mm以上。机械打磨后接着由专业技术工人用特殊磨料精细打磨抛光。这时螺旋桨已经基本可以宣告成型了。
把生产出的螺旋桨装船实际测试，这时可以说基本上无大碍了，如果在测试过程中发现问题会记录备案交给用户（一般不是太大，由于其精密性，铸造成型的器具无法修改）。
另外说一句再其正式安装前应该有大概半年的使用磨合期（这个我也是听说的，并不确定，请专家指正）。
由于近年来海洋污染加剧，铜合金螺旋桨的耐腐蚀性开始出现问题，海水中的硫酸还原后产生了对铜合金具有强烈腐蚀作用的硫离子，因此铜合金材质螺旋桨使用寿命较之以前大为缩短。不锈钢腐蚀疲劳强度和抗空泡剥蚀性能是铜合金的几倍甚至十几倍，使桨的寿命得以提高，特别是污染的海水中，不锈钢更具优势。不锈钢桨采用单桨叶分别铸造，再行焊接组合，可以制造超大型螺旋桨。如日本的“日石”号大型油轮所用的11m直径螺旋桨。由于钢的熔点比铜合金高的多，必须采用耐火度更高的模具材料，生产难度加大。再加上大多数不锈钢都需要固溶热处理，以确保其性能，所以不锈钢螺旋桨现在还处于新兴阶段。
以前多是转帖资料，这算是我自己创造的第一篇帖子，请轻拍。另螺旋桨很冷门，我没能找到什么图片，欢迎大家来补充。 |
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发表于 2012-6-1 23:02
楼主
发表于 2012-6-2 11:04
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