El hombre inventó la hélice casi poco después de inventar el moderno "barco de vapor" propulsado por máquina. Los barcos actuales, excepto unos pocos que utilizan propulsión por chorro de agua y propulsión por bomba, la gran mayoría todavía utiliza la propulsión tradicional por hélice. Si lo miras de nuevo, podrás ver por su apariencia que estas hélices están hechas de cobre. Todo el mundo sabe que la dureza y tenacidad del cobre son muy inferiores a las del acero, entonces, ¿por qué los barcos actuales siguen utilizando aleaciones de cobre para fabricar hélices?
En primer lugar, a medida que los barcos modernos son cada vez más grandes, los barcos civiles ya pesan 500.000 toneladas y el portaaviones más grande pesa más de 110.000 toneladas, por lo que las hélices son cada vez más grandes y el diámetro de la hélice, se ha ampliado anteriormente de 1 a 6 metros hasta un máximo de más de 10 metros. Los componentes de este tamaño ya son piezas grandes y ultragrandes en el procesamiento industrial. La superficie de la hélice tiene muchas superficies curvas y líneas complejas, y el índice de proceso requerido es una precisión superior a 0,1 mm. Esto da como resultado una hélice civil con tecnología muy común. También es difícil de procesar con tornos y fresadoras comunes; en cuanto a las hélices de alta precisión para uso militar, se necesitan máquinas herramienta CNC avanzadas de alta precisión para el procesamiento.
La hélice es un potente componente portador de fuerza para la propulsión. Los requisitos internos de resistencia también son altos y no debe haber tracoma ni burbujas. Por lo tanto, las palas de las hélices grandes generalmente no pueden formarse mediante forja. El método de producción actualmente disponible en la industria se basa generalmente en la fundición de alta precisión. Las palas se funden en un solo paso y luego se pulen mecánicamente para que la superficie cumpla con los requisitos.
En lo que respecta a la tecnología de fundición industrial, el cobre tiene un punto de fusión bajo y es sencillo de fundir. El líquido de cobre caliente tiene buena fluidez, pocas burbujas en la fundición y gran suavidad. Por lo tanto, el material de la hélice está casi monopolizado por la aleación de cobre, y el más utilizado es el bronce de níquel-aluminio.
En la actualidad, algunas hélices marinas están fundidas en acero inoxidable, pero la tecnología general de fundición de piezas de acero inoxidable es demasiado difícil. El acero inoxidable tiene un alto punto de fusión, por lo que también se debe mejorar la resistencia al fuego del molde de fundición. Existe una fórmula empírica en la industria que dice que por cada aumento de 100 grados en la temperatura de fundición, el costo se duplica. El punto de fusión del bronce es de sólo 800 grados, mientras que el punto de fusión del acero inoxidable es de hasta 1.700 grados. La diferencia de temperatura es de 900 grados y el costo de fundición aumenta nueve veces. Y si se añade el coste de la soldadura de precisión y el pulido de superficies duras, el coste se vuelve mucho más caro. Por lo tanto, las hélices de acero inoxidable no se han vuelto populares a gran escala.
En segundo lugar, las aleaciones de cobre tienen ventajas sobre los materiales de acero para hélices: tienen una baja actividad química y no se oxidan fácilmente. Especialmente las aleaciones de níquel-cobre, comúnmente conocidas como cobre blanco, no se corroen durante décadas y permanecen como tal. brillante como siempre.
Los iones de cobre son iones de metales pesados y tienen ciertos efectos toxicológicos. En el estado del agua de mar, las algas y los mariscos son difíciles de sobrevivir, tienen poca adherencia y son fáciles de limpiar. Tiene un buen rendimiento de corte en las mismas condiciones de corte, la precisión de la superficie que se puede obtener es al menos 2 niveles mayor que la de los materiales de acero. No hay fenómeno de endurecimiento por trabajo, poca pérdida de herramientas y fácil procesamiento. La precisión de la superficie a menudo determina el tamaño del ruido.