船用螺旋桨是用什么材料做成

船用螺旋桨是用什么材料做成

人类在发明了现代机器推进的“汽船”后，几乎不久就发明了螺旋桨。当今的船舶，除了少数采取喷水推进和泵推的，绝大多数还是采取传统的螺旋桨推进。若再观察一下，这些螺旋桨，99%从外表一看就知道是铜材料制作的。大家都知道，铜的硬度和韧性远远不如钢材，那么为何当今的船舶，还都在用铜合金制作螺旋桨呢？首先，随着现代船舶越造越大，民船已经有50万吨级别的，而最大的航母也超过了11万吨，因此螺旋桨其实也越造越大，螺旋桨的直径，已经从过去的1到6米，扩大到最大到了10米以上！这种尺寸的部件，在工业加工上，就已经属于大型和超大型零件，螺旋桨表面曲面多，线条复杂，而要求的工艺指标为精度高于0.1mm，这就造成技术非常普通的民用螺旋桨，也难以用一般的车床、铣床加工成型；至于军用的高精度螺旋桨，就更需要先进的高精度数控机床来加工。螺旋桨作为推进用的强力受力部件。其内部对强度的要求也高，不能有沙眼、气泡。因此大型螺旋桨的叶片，一般不能用锻压成型，目前工业上能使用的生产方式一般以高精度的铸造为主，一次浇铸成型然后用机械打磨抛光表面使其达到要求。就工业铸造工艺来说，铜的熔点低，铸造简单。热铜液的流动性好，铸件气泡少，光洁度高，因此螺旋桨材料几乎由铜合金垄断，用的最多的是镍铝青铜。目前船用螺旋桨采用不锈钢铸造也是有的，但是不锈钢件整体铸造技术难度过大。不锈钢的熔点高，所以铸造模具的耐火性也得提升。工业上有个经验公式，铸造温度每提高100度，成本加一倍。青铜熔点只有800度，而不锈钢熔点高达1700度，温度差了900度，铸造成本翻9倍。而且精密焊接和硬表面抛光的费用都加进去，这成本就贵得多了。所以不锈钢螺旋桨没有大规模普及。其次，铜合金相比较钢类材料做螺旋桨有其优点：化学活性低，不易氧化，特别是镍铜合金，俗称白铜，几十年不腐，光亮如初。铜离子属于重金属离子，有一定的毒理作用。在海水状态下，藻类，贝类难以存活，附着少，清理方便。切削性能好，同等切削条件下，可以获得的表面精度比钢铁类材料至少高2个等级，无加工硬化现象，对刀具损耗小，容易加工。表面精度，往往决定了噪声大小。