首先,隨著現代船舶越來越大,民船已經達到50萬噸,最大的航母已經超過110000噸,所以螺旋槳其實也越來越大。螺旋槳直徑從過去的1到6米,最大增加到10米!這種尺寸的零件在工業加工中已經屬於大型和超大型零件,而且螺旋槳曲面多,線條復雜,要求的技術指標是精度高於0.1mm,這使得技術非常普通的民用螺旋槳很難用普通車床和銑床加工成型。至於軍用高精度螺旋槳,需要先進的高精度數控機床來加工。
螺旋槳是推進的有力受力部件。它的內在對強度的要求也很高,不能有沙眼,不能有氣泡。所以大型螺旋槳的葉片壹般不能鍛造成型。目前工業上可以采用的生產方式壹般是高精密鑄造,壹次鑄造,然後用機械打磨表面達到要求。
就工業鑄造技術而言,銅熔點低,鑄造簡單。熱銅液流動性好,氣泡少,光潔度高,所以螺旋槳材料幾乎被銅合金壟斷,使用最多的是鎳鋁青銅。
目前船用螺旋槳也有不銹鋼鑄造,但不銹鋼零件整體鑄造技術難度太大。不銹鋼具有高熔點,因此必須提高鑄模的耐火性。工業上有壹個經驗公式,就是澆鑄溫度每提高100度,成本增加壹倍。青銅的熔點只有800度,而不銹鋼的熔點高達1700度,溫差900度,鑄造成本9倍。而且加上精密焊接和硬面拋光的費用,貴很多。所以不銹鋼螺旋槳並沒有得到廣泛的推廣。
其次,與作為螺旋槳的鋼鐵材料相比,銅合金有其優勢:化學活性低,不易被氧化,尤其是鎳銅合金,俗稱白銅,幾十年不腐,光亮如初。
銅離子屬於重金屬離子,具有壹定的毒理作用。在海水中,藻類和貝類難以生存,附著少,清洗方便。切割性能好。在相同的切削條件下,表面精度至少可以比鋼材高2個等級。沒有加工硬化現象,刀具損耗小,易於加工。表面精度通常決定了噪聲水平。