船用螺旋桨轴锻造工艺研究.pdf

《船用螺旋桨轴锻造工艺研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《大型铸锻件》No．2HEAVYCASTINGANDFORGINGMarch201l船用螺旋桨轴锻造工艺研究苏继伟许燕燕(中冶京诚(营口)装备技术有限公司，辽宁115004)摘要：针对船用锻件的特点，结合生产实际，采用模拟软件deform一3d进行锻造过程模拟。模拟结果和生产实际表明，采用900mm上下V型砧压实，能获得良好的内部质量和应力应变状态。关键词：螺旋桨轴；锻造工艺；数值模拟中图分类号：TG316文献标识码：BResearchonForgingProcessofMarinePropeller

2、ShaftSuJiwei．XuYanyanAbstract：Aimingatthecharacteristicsofmarineforgings，combiningwiththeproductionpractice，thesimulationsoftwaredeform一3dhasbeenusedforsimulatingtheforgingprocess．Thesimulationresultsandproductionpracticeshowthatthroughcompactionwithabo

3、veandbottom900Vshapeanvil，youcanobtaingoodinternalqualityandstressstrainstate．Keywords：propellershaft；forgingprocess；numericalsimulation船用锻件大体分为主机锻件、轴系锻件和舵加，与金属结晶过程有关的非金属夹杂、偏析、疏系锻件三大类。主机锻件主要包括曲轴、连杆和松组织和缩孔等缺陷越明显。大型锻件质量控制十字头等。轴系锻件主要有推力轴、中间轴和艉的核心问题是压实孔洞性缺陷

4、，改变非金属夹杂轴等。舵系锻件主要有舵杆、舵柱和舵销等。近的分布和扩散偏析以及防止表面开裂。些年以来，随着世界船舶工业的迅速发展，船用锻1化学成分件规格越来越大，技术要求越来越高，生产难度也越来越大。从锻造工艺角度来讲，曲轴、舵杆的生各船级社规范对锻件化学成分的要求虽有所产难度较大，特大型轴类锻件次之。而大型钢锭不同，但差别不大。以CCS船级社规范为例，研中存在非金属夹杂物、气体、偏析、中心带粗晶、孔究成型过程。洞和疏松等缺陷，并随着钢锭吨位和截面积的增船用螺旋桨轴的化学成分如表1所示。表1螺旋桨轴化

5、学成分(质量分数，％)Table1Thechemicalcompositionofpropellershaft(massfraction。％)CSiMnPSCrNiMoCuCr+MO+Ni+Cu标准≤0．65≤0．45O．3O～1．5O≤0．035≤0．035≤0．30≤0．40≤O．15≤O．3O≤0．85实际0．420．3571．100．oo70．0o50．020．O190．o050．0760．8生产中要尽可能降低P、S含量及各残余元表2螺旋桨轴力学性能Table2Themechanicalpro

6、pertyofpropellershaft素含量。对c、Si、Mn的含量应限定范围，特别是钢种R／MPaRH／MPaA5(％)Zf％1船体结构用锻件的c含量不应过低，否则将影响碳锰钢≥60H0≥300≥l8≥40锻件的强度。要采用有效的工艺措施，提高钢水纯净度和表面质量，减少钢锭的偏析、缩孔和疏2．2锻件表面质量及超声波探伤检查应符合以松，降低氢、氧等气体含量。下要求：2螺旋桨轴技术要求(a)不允许白点、裂纹、缩孔、折叠等缺陷；(b)锻件中心距1／3半径处不允许有单个大2．1力学性能要求见表2。于Q3

7、mm的缺陷，其他区域内不允许有单个大于06mm缺陷；收稿日期：2011__0l7(12)两个最大缺陷之间的距离应大于2017No．2《大型铸锻件》March2011HEAVYCASTINGANDFORGINGmm，缺陷的长度应小于10mm。艺：2．3钢锭采用电炉冶炼+精炼炉精炼+真空脱(3)方案三，不采用压实工艺，直接用650气+真空浇注mm上平砧下V型砧拔长。采用模拟软件de~rm一3d对这三种方案进行3螺旋桨轴锻造工艺特点模拟，三种方案的模型如图2所示。三种方案的螺旋桨轴的零件图如图1所示。应力分

8、析如图3～图5所示，选取距锻件端面400mm的横截面，压一道次作应力分析。从图中可以看出，三种方案均受横向拉应力，第一种和第二种方案中心所受横向拉应力较小。三种方案在锻造过程中均存在轴向拉应力，第一种和第二种方案轴向拉应力差不多，但第二种方案存在轴向拉应力的区域较小。所以，第二种方案的应力状态较好。为获得良好的锻件质量，对锻件进行锻造时，要求锻透整个锻件。一般认为，当锻件心部等效图1螺旋桨轴零件图Figure1Thepartdrawingofpropel