CN112828239B

CN112828239B - 船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺

Info

Publication number: CN112828239B
Application number: CN202011635463.7A
Authority: CN
Inventors: 尚子博; 权林林; 姜元军; 于霄雷; 孙广敏; 张君
Original assignee: DALIAN MARINE PROPELLER CO LTD
Current assignee: DALIAN MARINE PROPELLER CO LTD
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112828239A

Abstract

本发明船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，涉及螺旋桨制造技术领域，尤其涉及采用可循环利用的造型材料进行制造的造型结构及工艺。本发明包括：船用螺旋桨制造用造型材料包括：酯硬化改性水玻璃砂和CO₂硬化改性水玻璃砂。S1、酯硬化改性水玻璃砂配制方法为：按新砂15％，再生砂85％，改性水玻璃的加入量为1.5～2.5％，酯加入量占改性水玻璃的15～20％，按上述配比进行混砂；S3、CO₂硬化改性水玻璃砂的配制方法为：按新砂30％，再生砂70％，改性水玻璃加入量2～3％，促硬剂加入量占改性水玻璃的20～30％，按上述配比进行混砂。

Description

船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺

技术领域

本发明船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，涉及螺旋桨制造技术领域，尤其涉及采用可循环利用的造型材料进行制造的造型结构及工艺。

背景技术

“绿水青山就是金山银山”，随着国家可持续发展战略的贯彻实施，“绿色铸造”的理念已经深入人心，而铸造废砂排放是大多数铸造企业所面临的最大环保问题，而由于水玻璃加入量大，废砂脱模困难，很难实现废砂的回用再生，因此如何解决水玻璃砂造型工艺的废砂循环利用问题一直困扰着广大铸造工作者。

船用螺旋桨是军用和民用船舶传动系统的核心部件，由于螺旋桨的形状复杂、尺寸精度高、结构强度高，一般采用一体铸造成型。

目前国内的船用螺旋桨制造企业均采用落后的CO₂硬化普通水玻璃砂造型工艺，这种工艺方法一方面铸造废砂无法回收利用，另一方面也很容易导致砂型中的水气进入铸件，形成气孔、氧化夹渣等缺陷，降低螺旋桨产品的力学性能。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述现有技术提出的工艺方法，一方面铸造废砂无法回收利用，另一方面也很容易导致砂型中的水气进入铸件，形成气孔、氧化夹渣等缺陷，降低螺旋桨产品的力学性能等技术问题，而提供一种船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺。本发明主要采用有机酯硬化和CO₂硬化改性水玻璃砂复合造型方法，以降低砂型含水量，减少铸件气孔、氧化夹渣缺陷，获得高品质铸件，缩短烘型时间，提高生产效率，解决铸造废砂的无法回用再生的问题，实现了铸造废砂的可循环利用。

本发明主要利用两种型砂工艺复合的方式，针对螺旋桨桨叶压力面和吸力面造型的需要，可改变固化剂类型和改性水玻璃类型，目前共有6种固化剂类型和6种改性水玻璃类型，根据不同的温度和湿度，更换固化剂和改性水玻璃的牌号，同时调节固化剂和改性水玻璃加入量，从而控制型砂的可使用时间、硬化时间及起模时间。

船用螺旋桨的下箱压力面采用数显螺距规测量桨叶叶型空间点，并配合径向和截面方向样板光顺，为满足造型充足的可使用时间，采用CO₂吹气瞬硬改性水玻璃砂工艺，并按桨叶半径分段造型。上箱吸力面叶形是在3D打印的树脂模样上舂砂形成，为了提高上箱的强度，提高舂砂紧实度，采用黏度低、表面张力小、流动性好的酯硬化改性水玻璃砂工艺，上箱整体自硬化成型。

本发明采用的技术手段如下：

一种船用螺旋桨制造用造型材料包括：酯硬化改性水玻璃砂和CO₂硬化改性水玻璃砂。

进一步地，酯硬化改性水玻璃砂的配制方法及检测要求为：

S1、酯硬化改性水玻璃砂配制方法为：

按新砂15％，再生砂85％，新砂粒度选择30-50目的天然硅砂，根据环境温度和湿度选择合适牌号的改性水玻璃及有机酯，改性水玻璃的加入量为1.5～2.5％，酯加入量占改性水玻璃的15～20％，按上述配比进行混砂；

S2、酯硬化改性水玻璃砂检验要求为：

新砂含泥量≤0.5％，新砂含水量0.3％，型砂可使用时间为45～60分钟，即时强度≥0.2MPa，24小时终强度≥0.6MPa，湿透气性≥700。

进一步地，CO₂硬化改性水玻璃砂的配制方法及检测要求为：

S3、CO₂硬化改性水玻璃砂的配制方法为：

按新砂30％，再生砂70％，新砂粒度选择20-40目的天然硅砂，根据环境温度和湿度选择合适牌号的改性水玻璃及促硬剂，改性水玻璃加入量2～3％，促硬剂加入量占改性水玻璃的20～30％，按上述配比进行混砂；

S4、CO₂硬化改性水玻璃砂的检测要求为：

新砂含泥量≤0.5％，新砂含水量0.3％，型砂可使用时间90～120分钟，即时强度≥0.2MPa，24小时终强度≥0.6MPa，湿透气性≥700。

一种船用螺旋桨制造用造型结构包括：造型底板、造型轴杠、螺距规测量仪、桨毂模样、内浇道、温湿度记录仪、下箱桨叶造型结构、上箱桨叶造型结构、热风烘型装置和冒口冷铁型芯结构；

进一步地，造型底板上通过造型轴杠定位装有桨毂模样和螺距规测量仪；内浇道预埋在桨毂模样下；

进一步地，下箱桨叶造型结构装于造型底板上；下箱桨叶造型结构包括：CO₂硬化改性水玻璃砂、下箱托板、箱网；下箱托板装于造型底板的上部；CO₂硬化改性水玻璃砂作为下箱的型砂材料铺设在下箱托板的上部；CO₂硬化改性水玻璃砂的内部埋入箱网，箱网一端与脉冲供气系统相连接；使用纵向样板及螺距规测量仪对硬化后的CO₂硬化改性水玻璃砂进行尺寸检查，并划出桨叶中心线；

进一步地，上箱桨叶造型结构装于下箱的上方；上箱桨叶造型结构包括：上箱盖板、箱网、酯硬化改性水玻璃砂、桨叶3D模样；桨叶3D打印模样放置在硬化后的CO₂硬化改性水玻璃砂上部；酯硬化改性水玻璃砂铺设于桨叶3D模样上；酯硬化改性水玻璃砂的内部埋入箱网，箱网一端与脉冲供气系统相连接；上箱盖板位于酯硬化改性水玻璃砂的上部，待酯硬化改性水玻璃砂硬化后，取出桨毂模样及桨叶3D打印模样；

进一步地，热风烘型装置包括：烘型热风管和热风炉；烘型热风管装入取出桨叶3D打印模样的空腔内，烘型热风管的另一端连接热风炉；

进一步地，冒口冷铁型芯结构包括：保温冒口套、造型压圈、芯管、轴孔冷铁；保温冒口套位于上箱盖板上部，保温冒口套内部填充膨胀珍珠岩，螺旋桨轴孔内放置轴孔冷铁起到激冷作用，轴孔冷铁与芯管焊接固定；造型压圈装于保温冒口套的顶部，造型压圈的上部放置热风炉；

进一步地，温湿度记录仪与位于桨叶尖部的烘型出风口相连接。

一种船用螺旋桨制造用造型工艺包括：下箱桨叶压力面造型、上箱桨叶吸力面造型、冷铁型芯制作、合箱紧固和舂制冒口、吊入型芯和烘型；

S5、下箱桨叶压力面造型：

S5.1、下箱工装准备：准备CO₂硬化改性水玻璃砂、下箱托板、箱网及纵向样板；

S5.2、在下箱托板上铺设CO₂硬化改性水玻璃砂，再放置组焊好的箱网，舂砂；

S5.3、待CO₂硬化改性水玻璃砂硬化后使用纵向样板及螺距规测量仪进行尺寸检查；

S5.4采用螺距规测量仪确定压力面的各空间点，做出桨叶压力面，并标记桨叶的中心基准点，并划出桨叶中心线；

S5.5、采用脉冲供气系统从无缝钢管中吹入CO₂气体，脉冲宽度30～90s，脉冲间隔15～30s，脉冲压力0.5～0.8Mpa；

S6、上箱桨叶吸力面造型：

S6.1、上箱工装、模样准备：准备上箱盖板、酯硬化改性水玻璃砂、箱网，并根据螺旋桨图纸，利用UG软件建模，采用激光3D打印方式制作桨叶毛坯的树脂模样，即桨叶3D模样；

S6.2、在造好的下箱压力面上放置桨叶打印模样，并以压力面的中心基准点定位桨叶3D模样；在桨叶3D模样上方覆盖酯硬化改性水玻璃砂，并放置箱网和上箱盖板，舂砂紧实；

S6.3、等待60～90分钟，待酯硬化改性水玻璃砂砂型完全硬化后，依次起吊每个桨叶的上箱，并取出桨叶3D模样；

S7、冷铁型芯制作：

根据螺旋桨的轴孔尺寸，选择合适规格的轴孔冷铁进行组装和焊接固定；

S8、合箱紧固和舂制冒口：

根据分箱标记，依次合箱，采用电动液压扳手把紧上、下箱紧固螺栓。使用酯硬化水玻璃砂舂制箱缝和冒口部分，并采用保温冒口套，在保温冒口套内装入膨胀珍珠岩，内侧覆盖硅酸铝板保温层，舂实冒口；

S9、吊入型芯和烘型：

将轴孔冷铁吊入型腔内，并用卡板检测型芯与型腔的间隙量；放置造型压圈，使用专用烘型工装封闭螺旋桨明冒口上端，采用热风炉烘型，热风管深入每个桨叶型腔，只留桨叶边缘的烘型出风口排气，控制烘型温度为100～150℃，烘型时间一般为36～48小时，并采用温湿度记录仪监测烘型出风口的温湿度。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，上箱采用酯硬化改性水玻璃砂造型，其流动性好、硬化时间短、型砂强度高，保证了螺旋桨吸力面悬臂梁结构的刚度；下箱采用CO₂硬化改性水玻璃砂，其型砂可使用时间长，为下箱压力面的曲面空间点测量、曲面线型光顺，预留充足的时间，上、下箱两种工艺复合造型工艺很好的满足了船用螺旋桨造型的特性

2、发明提供的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，采用酯硬化改性水玻璃砂和CO₂硬化改性水玻璃复合造型的螺旋桨工艺，其不受季节限制且可控制的造型时间、硬化时间和起模时间，较传统的CO₂硬化水玻璃砂工艺，船用螺旋桨造型效率大幅提高；

3、本发明提供的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，采用改性水玻璃替代了传统硅酸钠水玻璃，使砂型水玻璃加入量从7～8％降低至2～3％，从根本上解决了传统螺旋桨铸造工艺无法废砂回收再生的难题，且这种新工艺可以使废砂再生率达到85％以上；

4、本发明提供的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，通过将砂型水玻璃加入量从7～8％降低至2～3％，从而砂型中的含水量大幅减少，较传统水玻璃砂螺旋桨造型工艺的烘型时间大幅缩短，可缩短烘型时间60％以上，另一方面铸件中的侵入性气孔缺陷明显降低，提高了铸件质量；

5、本发明提供的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，通过降低砂型水玻璃加入量，提高了砂型的溃散性，便于浇注后打箱、清理，清砂效率大幅提高

6、本发明提供的船用螺旋桨制造用造型材料、造型结构及造型工艺，采用保温冒口、液压扳手、烘型温湿度记录仪等新工装及工具，提高了冒口补缩效率、把箱紧固效率以及烘型效率。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的船用螺旋桨铸造旧砂无法回用再生的难题；大幅提高了造型效率，缩短了烘型时间；提高了打箱、清砂效率；抑制铸件侵入性气孔缺陷，提高了船用螺旋桨铸造质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明下箱造型示意图；

图2为本发明上箱造型示意图；

图3为本发明螺旋桨复合铸造成型剖面图；

图4为本发明工艺流程图。

图中：1、造型底板 2、造型轴杠 3、CO₂硬化改性水玻璃砂 4、下箱托板 5、箱网 6、脉冲供气系统 7、纵向样板 8、螺距规测量仪 9、桨毂模样 10、内浇道 11、桨叶中心线 12、上箱盖板 13、酯硬化改性水玻璃砂 14、桨叶3D打印模样 15、烘型热风管 16、保温冒口套17、膨胀珍珠岩 18、专用烘型工装 19、热风炉 20、造型压圈 21、芯管 22、轴孔冷铁 23、烘型出风口 24、温湿度记录仪。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明提供了一种船用螺旋桨制造用造型材料包括：酯硬化改性水玻璃砂和CO₂硬化改性水玻璃砂。

酯硬化改性水玻璃砂的配制方法及检测：

酯硬化改性水玻璃砂3配制及检验：按新砂15％，再生砂85％的配比，且再生砂残余碱量不高于0.3％，粘结剂根据环境温度和湿度选择对应牌号的改性水玻璃，加入量控制在1.5～2.5％，固化剂也根据环境温度和湿度选择合适牌号的有机酯，有机酯加入量占改性水玻璃的15～20％。按上述配比进行混砂，并进行型砂检验。其型砂检验要求：型砂可使用时间为45～60分钟，即时强度≥0.2MPa，24小时终强度≥0.6MPa；

CO₂硬化改性水玻璃砂的配制方法及检测为：

CO₂硬化改性水玻璃砂11配制及检验：按新砂30％，再生砂70％，再生砂砂残余碱量不高于0.3％，粘结剂选用对应环境温度和湿度的改性水玻璃，加入量2～3％，并选用合适牌号的促硬剂，提高型砂强度，加入量占改性水玻璃的20～30％。按上述配比进行混砂，并进行型砂检验。型砂检验要求：型砂可使用时间90～120分钟，即时强度≥0.2MPa，24小时终强度≥0.6MPa；

如图1-3所示，船用螺旋桨造型结构包括：造型底板1、造型轴杠2、螺距规测量仪8、桨毂模样9、内浇道10、温湿度记录仪24、下箱桨叶造型结构、上箱桨叶造型结构、热风烘型装置和冒口冷铁型芯结构；

造型底板1上通过造型轴杠2定位装有桨毂模样9和螺距规测量仪8；内浇道10预埋在桨毂模样下；

下箱桨叶造型结构装于造型底板1上；下箱桨叶造型结构包括：CO₂硬化改性水玻璃砂3、下箱托板4、箱网5；下箱托板4装于造型底板1的上部；CO₂硬化改性水玻璃砂3作为下箱的型砂材料铺设在下箱托板4的上部；CO₂硬化改性水玻璃砂3的内部埋入箱网5，箱网5一端与脉冲供气系统6相连接；使用纵向样板7及螺距规测量仪8对硬化后的CO₂硬化改性水玻璃砂3进行尺寸检查，并划出桨叶中心线11；

上箱桨叶造型结构装于下箱的上部；下箱桨叶造型结构包括：上箱盖板12、酯硬化改性水玻璃砂13、桨叶3D模样14；桨叶3D打印模样14放置在硬化后的CO₂硬化改性水玻璃砂3上部；酯硬化改性水玻璃砂13铺设于桨叶3D模样14上；酯硬化改性水玻璃砂13的内部埋入箱网5，箱网5一端与脉冲供气系统6相连接；上箱盖板12位于酯硬化改性水玻璃砂13的上部，待酯硬化改性水玻璃砂13硬化后，取出桨毂模样9及桨叶3D打印模样14；

热风烘型装置包括：烘型热风管15和热风炉19；烘型热风管15装入取出桨叶3D打印模样14的空腔内，烘型热风管15的另一端连接热风炉19；

冒口冷铁型芯结构包括：保温冒口套16、造型压圈20、芯管21、轴孔冷铁22；保温冒口套16位于上箱盖板12上部，保温冒口套16内部填充膨胀珍珠岩17，螺旋桨轴孔内放置轴孔冷铁22起到激冷作用，轴孔冷铁22与芯管21焊接固定；造型压圈20装于保温冒口套16的顶部，造型压圈20的上部放置热风炉19；

温湿度记录仪24与位于桨叶尖部的烘型出风口23相连接。

如图1-3所示，船用螺旋桨制造用造型工艺包括：下箱桨叶压力面造型、上箱桨叶吸力面造型、冷铁型芯制作、合箱紧固和舂制冒口、吊入型芯和烘型；

S5、下箱桨叶压力面造型：

如图1所示，下箱工装包括准备下箱托板4、纵向样板7、箱网5等，箱网采用Φ20mm无缝钢管组焊，间距150～200mm开Φ5mm圆孔，既能起到箱网作用，又可用来吹CO₂气体。在托板4上CO₂硬化改性水玻璃砂3，再铺设组焊好的箱网5，舂砂，采用螺距规测量仪，确定压力面的各空间点，使用纵向样板光顺7，从而做出桨叶压力面，最后以“X”标记桨叶的中心基准点。采用脉冲供气系统6，从无缝钢管中吹入CO₂气体，脉冲宽度30～90s，脉冲间隔15～30s，脉冲压力0.5～0.8MPa；

S6、上箱桨叶吸力面造型：

如图2所示，通过UG软件建模，采用激光3D打印方式制作桨叶毛坯模样12，利用Φ20mm圆钢横、纵组焊制作箱网5。在造好的下箱压力面上放置桨叶打印模样，并以下箱压力面的中心基准点定位3D打印模样12，在模样上方覆盖酯硬化改性水玻璃砂11，再放置Φ20mm圆钢箱网。放置上箱盖板10，通过盖板孔舂实上箱。等待60～90分钟，待上箱砂型完全硬化后，依次起吊每个桨叶的上箱，并取出桨叶3D打印模样12；

S7、冷铁型芯制作：

如图3所示，根据螺旋桨的轴孔尺寸，按照合适的机加工余量，选择合适规格的轴孔冷铁20及芯管19，并组装焊接固定；

S8、合箱紧固和舂制冒口：

根据分箱标记，依次合箱，采用电动液压扳手把紧上、下箱紧固螺栓。使用酯硬化水玻璃砂13舂制箱缝和冒口部分，并采用保温冒口套16，在保温冒口套16内装入膨胀珍珠岩17，内侧覆盖硅酸铝板保温层，舂实冒口；

S9、吊入型芯和烘型：

将轴孔冷铁22吊入型腔内，并用卡板检测型芯与型腔的间隙量；放置造型压圈20，使用专用烘型工装封闭螺旋桨明冒口上端，采用热风炉19烘型，热风管15深入每个桨叶型腔，只留桨叶边缘的烘型出风口23排气，控制烘型温度为100～150℃，烘型时间一般为36～48小时，并采用温湿度记录仪24监测烘型出风口23的温湿度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种船用螺旋桨制造用造型材料，其特征在于，所述的船用螺旋桨制造用造型材料包括：酯硬化改性水玻璃砂和CO₂硬化改性水玻璃砂；

所述的酯硬化改性水玻璃砂的配制方法及检测要求为：

S1、酯硬化改性水玻璃砂配制方法为：按新砂15％，再生砂85％，新砂粒度选择30-50目的天然硅砂，根据环境温度和湿度选择合适牌号的改性水玻璃及有机酯，改性水玻璃的加入量为1.5～2.5％，酯加入量占改性水玻璃的15～20％，按上述配比进行混砂；

S2、酯硬化改性水玻璃砂检验要求为：新砂含泥量≤0.5％，新砂含水量0.3％，型砂可使用时间为45～60分钟，即时强度≥0.2MPa，24小时终强度≥0.6MPa，湿透气性≥700；

所述的CO₂硬化改性水玻璃砂的配制方法及检测要求为：

S3、CO₂硬化改性水玻璃砂的配制方法为：按新砂30％，再生砂70％，新砂粒度选择20-40目的天然硅砂，根据环境温度和湿度选择合适牌号的改性水玻璃及促硬剂，改性水玻璃加入量2～3％，促硬剂加入量占改性水玻璃的20～30％，按上述配比进行混砂；

S4、CO₂硬化改性水玻璃砂的检测要求为：新砂含泥量≤0.5％，新砂含水量0.3％，型砂可使用时间90～120分钟，即时强度≥0.2MPa，24小时终强度≥0.6MPa，湿透气性≥700。

2.一种船用螺旋桨制造用造型结构，其特征在于，所述的船用螺旋桨造型结构包括：造型底板(1)、造型轴杠(2)、螺距规测量仪(8)、桨毂模样(9)、内浇道(10)、温湿度记录仪(24)、下箱桨叶造型结构、上箱桨叶造型结构、热风烘型装置和冒口冷铁型芯结构；

所述的造型底板(1)上通过造型轴杠(2)定位装有桨毂模样(9)和螺距规测量仪(8)；内浇道(10)预埋在桨毂模样下；

所述的下箱桨叶造型结构装于造型底板(1)上；下箱桨叶造型结构包括：CO₂硬化改性水玻璃砂(3)、下箱托板(4)、箱网(5)；下箱托板(4)装于造型底板(1)的上部；CO₂硬化改性水玻璃砂(3)作为下箱的型砂材料铺设在下箱托板(4)的上部；CO₂硬化改性水玻璃砂(3)的内部埋入箱网(5)，箱网(5)一端与脉冲供气系统(6)相连接；使用纵向样板(7)及螺距规测量仪(8)对硬化后的CO₂硬化改性水玻璃砂(3)进行尺寸检查，并划出桨叶中心线(11)；

所述的上箱桨叶造型结构装于下箱的上方；上箱桨叶造型结构包括：箱网(5)、上箱盖板(12)、酯硬化改性水玻璃砂(13)、桨叶3D模样(14)；桨叶3D打印模样(14)放置在硬化后的CO₂硬化改性水玻璃砂(3)上部；酯硬化改性水玻璃砂(13)铺设于桨叶3D模样(14)上；酯硬化改性水玻璃砂(13)的内部埋入箱网(5)，箱网(5)一端与脉冲供气系统(6)相连接；上箱盖板(12)位于酯硬化改性水玻璃砂(13)的上部，待酯硬化改性水玻璃砂(13)硬化后，取出桨毂模样(9)及桨叶3D打印模样(14)；

所述的热风烘型装置包括：烘型热风管(15)和热风炉(19)；烘型热风管(15)装入取出桨叶3D打印模样(14)的空腔内，烘型热风管(15)的另一端连接热风炉(19)；

所述的冒口冷铁型芯结构包括：保温冒口套(16)、造型压圈(20)、芯管(21)、轴孔冷铁(22)；保温冒口套(16)位于上箱盖板(12)上部，保温冒口套(16)内部填充膨胀珍珠岩(17)，螺旋桨轴孔内放置轴孔冷铁(22)起到激冷作用，轴孔冷铁(22)与芯管(21)焊接固定；造型压圈(20)装于保温冒口套(16)的顶部，造型压圈(20)的上部放置热风炉(19)；

所述的温湿度记录仪(24)与位于桨叶尖部的烘型出风口(23)相连接。

3.一种船用螺旋桨制造用造型工艺，其特征在于，所述的船用螺旋桨制造用造型工艺包括：下箱桨叶压力面造型、上箱桨叶吸力面造型、冷铁型芯制作、合箱紧固和舂制冒口、吊入型芯和烘型；

S5、下箱桨叶压力面造型：

S5.1、下箱工装准备：准备CO₂硬化改性水玻璃砂(3)、下箱托板(4)、箱网(5)及纵向样板(7)；

S5.2、在下箱托板(4)上铺设CO₂硬化改性水玻璃砂(3)，再放置组焊好的箱网(5)，舂砂；

S5.3、待CO₂硬化改性水玻璃砂(3)硬化后使用纵向样板(7)及螺距规测量仪(8)进行尺寸检查；

S5.4采用螺距规测量仪确定压力面的各空间点，做出桨叶压力面，并标记桨叶的中心基准点，并划出桨叶中心线(11)；

S5.5、采用脉冲供气系统(6)从无缝钢管中吹入CO₂气体，脉冲宽度30～90s，脉冲间隔15～30s，脉冲压力0.5～0.8MPa；

S6、上箱桨叶吸力面造型：

S6.1、上箱工装、模样准备：准备上箱盖板(12)、酯硬化改性水玻璃砂(13)、箱网(5)，并根据螺旋桨图纸，利用UG软件建模，采用激光3D打印方式制作桨叶毛坯的树脂模样，即桨叶3D模样(14)；

S6.2、在造好的下箱压力面上放置桨叶打印模样，并以压力面的中心基准点定位桨叶3D模样(14)；在桨叶3D模样(14)上方覆盖酯硬化改性水玻璃砂(13)，并放置箱网(5)和上箱盖板(12)，舂砂紧实；

S6.3、等待60～90分钟，待酯硬化改性水玻璃砂(13)砂型完全硬化后，依次起吊每个桨叶的上箱，并取出桨叶3D模样(14)；

S7、冷铁型芯制作：

根据螺旋桨的轴孔尺寸，选择合适规格的轴孔冷铁(22)进行组装和焊接固定；

S8、合箱紧固和舂制冒口：

根据分箱标记，依次合箱，采用电动液压扳手把紧上、下箱紧固螺栓；使用酯硬化改性水玻璃砂(13)舂制箱缝和冒口部分，并采用保温冒口套(16)，在保温冒口套(16)内装入膨胀珍珠岩(17)，内侧覆盖硅酸铝板保温层，舂实冒口；

S9、吊入型芯和烘型：

将轴孔冷铁(22)吊入型腔内，并用卡板检测型芯与型腔的间隙量；放置造型压圈(20)，使用专用烘型工装封闭螺旋桨明冒口上端，采用热风炉(19)烘型，热风管(15)深入每个桨叶型腔，只留桨叶边缘的烘型出风口(23)排气，控制烘型温度为100～150℃，烘型时间为36～48小时，并采用温湿度记录仪(24)监测烘型出风口(23)的温湿度。