JPS60177947A - エアホ−ル付舶用プロペラブレ−ドの製作法 - Google Patents

エアホ−ル付舶用プロペラブレ−ドの製作法

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JPS60177947A
JPS60177947A JP3322184A JP3322184A JPS60177947A JP S60177947 A JPS60177947 A JP S60177947A JP 3322184 A JP3322184 A JP 3322184A JP 3322184 A JP3322184 A JP 3322184A JP S60177947 A JPS60177947 A JP S60177947A
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JP
Japan
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blade
mold
pipe
casting
propeller blade
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Pending
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JP3322184A
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English (en)
Inventor
Yasuji Morita
森田 保治
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0072Casting in, on, or around objects which form part of the product for making objects with integrated channels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 厘2 本発明は、エアホール付舶用プロペラブレードの製作方
法に係り、より詳しくは、エアホールをプロペラブレー
ドの鋳造時に同時形成させる方法に関する。
近年、船舶の高速化に伴いプロペラブレードにおけるキ
ャビテーションが顕著となり、これによる振動、衝撃、
騒音が問題となった。この問題に対し、ブレードのリー
ディングエツジ近傍の少なくともブレード前面よりエア
を噴出させることにより、ブレード前面においてクッシ
ョン効果を持たせ約1千気圧に達する圧力衝撃を緩和し
、前記問題点を軽減させるエアホール付舶用プロペラブ
レードが開発された。
従来、斯るブレードは、砂型鋳造により先ずブレード原
体を作成し、その後翼面研磨を経た後。
エアホール用中空洞をグラインダ加工又は切削加工およ
び溶接加工により作成していた。即ち、第1図は従来法
により製作されたブレードの翼断面のリーディングエツ
ジ近傍を示し、(1)はブレード本体であり、(2)は
NO加工によりブレード後面上畜 3 にブレード根もとから先端にかけて形成された断面長方
形の凹溝である。斯る凹溝(2)の加工後、その開口部
を閉塞すべくブレードと同材質の蓋板(3)を開口部に
被せてその両縁端(4)を溶接により埋め面一にし、前
記凹溝(2)と蓋板(3)とで囲まれた空間をエアホー
ル用中空洞i51とし、更にリーディングエッヂ近傍の
所望の位置にエヤ噴出口(6)を9itし完成品として
いた。
このような方法では1機械加工費が膨大なものとなる上
に、溶接による歪がブレードに残存し。
その精度不良の原因となっていた。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、エアホールの形成に際して機械加工を必
要とせず、また溶接による精度の低下を招来しない新規
なエアホール付舶用プロペラブレードの製作法を提供す
るにあり、その特徴とするところは、エアホール形成用
の鋳ぐるみパイプを内蔵したプロペラブレード消失性模
型に耐火物のスラリーコーティングやサンディングを施
して耐火物層を形成し、その後模型を消失させる特開昭
GO−177947(2) と共に焼成して鋳ぐるみパイプを内蔵したセラミックシ
ェル鋳型を造型し、該鋳型に所望の溶湯を鋳込んだ後、
前記鋳型を解体し、その後前記鋳ぐるみパイプの中空部
に連通するエヤ噴出口をブレード外表面に形成する点に
ある。
以下1本発明について詳述する。
先ず、本発明に使用するセラミックシェル鋳型について
1図面妬基づき説明する。
第2図乃至第4図は1本発明に使用する鋳ぐるみパイプ
を内蔵したセラミックシェル鋳型(以下。
プロペラブレード鋳型と称す)(7)の−例を示す。
(8)ハフレード主型であり、セラミックシェル鋳型で
構成されている。(9)はエアホール形成用の鎧ぐるみ
パイプであり、ブレード主型(8)のリーディングエツ
ジ(A)に沿ってその近傍内部に配設されている。鋳ぐ
るみパイプ(9)の設置位置は、リーディングエツジ近
傍とし、かつブレード横断面において中心線上に位置す
ることが望ましい。材料力学的見地より見ればかかる線
上においてプロペラブレードに作用する応力が最小とな
り1強度上の損失5 を軽減できるからである。尤も、鎧ぐるみパイプ(9)
の位置は上記位置に限らず他の位置にすることも出来る
。まだ、該鎧ぐるみパイプ(9)の材質としては、ブレ
ード材質と溶着容易な材質1例えばブレードと同材質の
ものやNi又はN1合金材質を例示できるが、Ni系材
質は通常のブレード材質、例えば銅合金やステンレスと
容易に溶着する上に後述するように、プロペラブレード
鋳型を用いて鋳造する際%該鎧ぐるみパイプ(9)に通
電すると容易に発熱し、鋳ぐるみをより良好にすること
が可能となり好適である。
斯るプロペラブレード鋳型(7)を形成するには、例え
ば断面円形若しくは楕円形のエアホール形成用鋳ぐるみ
パイプ(9)がそのリーディングエツジ近傍の所期位置
に正確に設置された消失性模型(図示省略)に耐火物の
スラリーコーティング、サンディングを繰り返し、所定
の厚さく通常10〜2QW)の耐火物層を形成した後、
消失性模型材料を消失させると共に800〜1000℃
で焼成して得られる。
前記耐火物スラリーとしては、コロイダルシリカ6 1、 l M !:lジルコンフラワーを3.5〜4.
5−混合シたものを例示でき、一方コーディングサンド
としては溶融珪砂を例示できる。そして、耐火物スラリ
ーとコーティングサンドの使用比率は通常重量比で2:
工程度にして用いる。
また、前記消失性模型は、所期のブレード形状が造型さ
れた金型又は石膏雌m(図示省略)内に鋳ぐるみパイプ
(9)を正確に設置した後、ワックス、尿素、ナフタリ
ンなどの消失性模型材料の溶湯をブレードフランジ開口
部Q、ωより流し込み、固めて得られる。この場合、鋳
ぐるみパイプ(9)の表面には、該パイプの位置決め用
の支柱α埠が適宜突設されており、該支柱α力を前記雌
型の被保合部(図示省略)に係合、係止させることによ
り、雌型内部に正確に位置決めされる。但し、支柱<1
1)は、模型表面から2〜5鱈突出するようにしておく
。というのは、模型表面より突出した支柱部分は、セラ
ミックシェルに固着され、主型(8)内に鋳ぐるみパイ
プ(9)を正確に配設するのに役立つからである。
ところで、前記支柱C11)は鋳造後には鋳造金属に埋
A7 人されるところから、鋳造金属と同材質のもの若しくけ
Ni糸金金属材質形成するのがよく、その大きさは、支
柱Opの突段数にもよるが通常2〜3闘φ程度で十分で
あり、支柱αのの鎧ぐるみパイプ(9)への固着は、溶
接や接着等の通常の手段による。
次に、上記説明したプロペラブレード鋳型(7)に所望
の鋳造材溶湯1例えば銅合金やステンレス等を鋳込んだ
後に主型(8)を解体し、プロペラブレード鋳造体を得
る。前記銅合金としては1重量比でFe : 3.0〜
5.0%、Mn:3.5%以下、A/:8.5〜11.
0%、 M : 3.0〜5.5%残部実質CuOもの
を例示でき、この場合の鋳込温度は1150±10℃と
する。この際、鎧ぐるみパイプ(9)に通電し、500
℃〜750℃に加熱すれば、鋳ぐるみパイプ(9)と鋳
造金属とが溶着一体化し、鋳ぐるみが完全となり。
製品の品質上好適である。尤も、このように通電するに
は、消失性模型の形成時から、鋳ぐるみパイプ(9)の
両端に電線(6)を連結しておくことを要す。
そして、鋳造後は、ブレードに埋入された電線は、切削
加工により除去し、ブレード材質と同材質の特開昭GO
−177947(3) もので跡孔を塞いでおく等の後処理を必要とする。
その後、該プロペラブレード鋳造体に翼面研磨を施し、
リーディングエツジ近傍の外表面に、前記鎧ぐるみパイ
プの中空部と連通ずるエア噴出口を適宜穿設して完成品
を得る。
尚、アルミブロンズ系材質のプロペラブレードの場合、
大剣鋳造ではA4と大剣中のO8が反応し酸化反応物が
生じ、これが鋳造欠陥の原因となるので、鎧市に際して
は、プロペラブレード鋳型因に予めアルゴンガス等の不
活性ガスを充填しておくのがよい。
次に実施例を掲げて説明する。
最大翼幅]、、2m、フランジ部より先端捷で1.2m
最大翼厚90期、重量300に9のエアホール付舶用プ
ロペラブレードの製造実施例。
■ プロペラブレード#型の製作 ■ M材質のパイプを用いて、第2図乃至第4図に示す
大略半円状の鉋ぐるみパイプを形成する。
その断面形状は、曲線部において楕円であり、その最大
外径は25 X 15 mである。尚、鋳ぐる畜 9 みパイプのブレード先端近傍に位置する末端は閉塞して
おく。また、鋳ぐるみパイプの表面には、その短径方向
に直径2〜3闘、長さ15〜20削のN’L材質の支柱
が6対立設状に接着されている。
更に、鋳ぐるみパイプの両端には1通電用電線が連結さ
れている。
■ 上記鐙ぐるみパイプを、所定形状の石膏雌型内に設
置する。鎧ぐるみパイプの中心は、ブレードのリーディ
ングエツジより、その中心線上駒25〜35 m/mの
間に力るように、雌型内面に形成された位置決め用の保
合四部に、鋳ぐるみパイプに突設した支柱が保合、係止
されることにより、正確に位置決め設置された。
■ 次に上記雌型内に消失性模型材料としてスチレン樹
脂3wt%以下、残部精製ナフタリンの溶湯を流し込み
、固めた後に脱型して鎧ぐるみパイプが所定の位置に埋
入された消失性模型を得た。このとき、前記支柱の先端
は、模型表面よね約5−突出するようにした。
■ 前記消失性模型の表面にコロイダルシリカ1i; 
10 1当りジルコンフラワー4即を混合したスラリーのコー
ティング、溶融珪砂のサンディングを繰り返し行ない、
厚さ15闘の耐火物層を形成した後、900℃に加熱し
て消失性模型材料を消失させると共に耐火物層を焼成し
鎧ぐるみパイプが内蔵されたセラミツクンエル鋳型(ブ
レード主型)、即ちプロペラブレード鋳型を得た。
■ プロペラブレードの製作 ■ 前記プロペラブレード鋳型のフランジ開口部より。
重量比T F”e : 3.O〜5.0 %、Mn :
 1.0%以下AI!:8.5〜11.0%、Ni、:
3.0〜5.5%残部実質Cuの溶湯を1150℃で鋳
込んだ。このとき、鋳ぐるみパイプは通電により約50
0℃に加熱してあった。
■ 溶湯の凝固完了後、主型を解体し、ブレード鋳造体
内に埋入した電線を除去し、孔埋めした後、翼面研磨を
行ない、更に所期位置に穴ピッチを1インチとしてエア
噴出口を穿設して完成品を得だ。
墓 11 厘 得られた製品を切断し、鋳ぐるみパイプ部を観察し
たところ、鋳ぐるみパイプ外面とブレード鋳造材とが完
全に溶着一体化しているのが。
認められた。
以上説明したように1本発明は、エアホール付舶用プロ
ペラブレードを、エアホール形成用の鋳ぐるみパイプを
内蔵したプロペラブレード消失性模型に耐火物のスラリ
ーコーティングやサンディングを施して耐火物層を形成
し、その後模型を消失させると共に焼成して鋳ぐるみパ
イプを内蔵したセラミックシェル鋳型を造型し、該鋳型
に所望の溶湯を鋳込んだ後、前記鋳型を解体し、その後
前記鋳ぐるみパイプの中空部に連通ずるエヤ噴出口をブ
レード外表面に形成するので、エアホール形成のために
、高精度な機械加工によねブレード後面にエアホール用
の溝加工する必要がなく、更には、溝に蓋を被せて溶接
する必要も々い故、ブレードに歪も発生せず高精度なブ
レードの形成を可能にする。このように、本発明によれ
ば、エアホール付舶用プロペラブレードの製作コストの
低特開昭GO−177947(4) 減を著しく計れる他、製作精度も著しく向上させること
ができ好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプレーリーエアホール付舶用フロペラブ
レードのリーディングエツジ近傍の断面図、第2図乃至
第4図は本発明に係るプロペラブレード鋳型を示し、第
2図は平面図、第3図は第2図1−1線切欠断面図、第
4図は第3図1−1線断面図である。 (7)・・・プロペラブレード鋳型、(8)・・・ブレ
ード主型。 (9)・・・鋳ぐるみパイプ、 110+・・・フラン
ジ開口部、01)・・・支柱、(2)・・・電線。 第1図 第2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エアホール形成用の鋳ぐるみパイプを内蔵したプロ
    ペラブレード消失性模型に耐火物のスラリーコーティン
    グやサンディングを施して耐火物層を形成し、その後模
    型を消失させると共に焼成して鋳ぐるみパイプを内蔵し
    たセラミックシェル鋳型を造型し、該鋳型に所望の溶湯
    を鋳込んだ後、前記鋳型を解体し、その後前記鋳ぐるみ
    パイプの中空部に連通するエヤ噴出口をブレード外表面
    に形成することを特徴とするf)Ly+1f−1エアホ
    ール付舶用プロペラブレードの製作法。 2 鋳ぐるみパイプがN1又はN1合金材質で1通電に
    より加熱されてなる特許請求の範囲第1項記載のエアホ
    ール付舶用プロペラブレードの製作法。
JP3322184A 1984-02-22 1984-02-22 エアホ−ル付舶用プロペラブレ−ドの製作法 Pending JPS60177947A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2682312A1 (fr) * 1991-10-15 1993-04-16 Thyssen Guss Ag Procede d'obtention de canaux de petite taille et de tres petite taille dans des articles coules a modele perdu.
CN107127298A (zh) * 2017-04-01 2017-09-05 东风精密铸造安徽有限公司 一种熔模铸件反应气孔的预防方法

Cited By (2)

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