[发明专利]用于增压器的叶轮的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于增压器的叶轮的制造方法。

背景技术

在内燃机发动机中，以送入更多的空气为目的，经常使用增压器。增压器具备压缩机，通过驱动压缩机来对空气进行加压并将其提供给发动机。在被称为涡轮增压器的形式的增压器中，具备接受发动机的排气的涡轮，而且由涡轮从排气摄取的能量驱动压缩机。另一方面，在狭义的增压器(超级增压器)中，发动机的曲轴与压缩机连接，并驱动该压缩机。

涡轮增压器的涡轮具备用于将气流转换为旋转力的叶轮。通常，叶轮由围绕旋转轴的轮和从轮向径向延伸的多个叶片构成。各叶片相对于轴方向具有斜度，而且具有机翼形状，因此受到排气的气流而旋转，由此能够从排气中摄取能量。为了达到高的空气动力学的特性，叶片需要精密地形成复杂的形状。而且，由于涡轮进行竟达到数十万rpm的高速旋转，因此极小的形状变形也可能成为异常旋转的原因。因此，在制造上需要极高的精度，其允许公差根据部位仅为数十μm。

另一方面，由于涡轮叶轮暴露在高温的排气中，因此必须承受例如800℃左右的高温。因此，例如需要使用耐热合金，而这本质上极其难加工，所以难以使用大部分依赖于机械加工的一般的工艺。为了减小对机械加工的依赖性，在制造涡轮叶轮时，作为一个例子应用根据精密铸造的一体成形，但例如像各叶片的周缘那样的需要锋利形状的部位无法仅通过铸造来实现。即使使用精密铸造，也无法省略由机械加工进行的精加工。

相关技术公开在日本专利公开公报2001-254627号中。

发明内容

本发明人为了不进行精加工而能精密地制造复杂形状，正在研究将粉末注射成形应用于涡轮叶轮的制造。虽然在精密地实现如同叶片那样的壁薄且锋利的形状方面，能够得到满意的结果，但是发现在烧结的过程中容易产生极小变形的问题。本发明是为克服这种问题而做出的。

根据本发明的第一方案，制造叶轮的方法如下，该叶轮具备在轴方向上延伸的轮部和在上述轮部的周围排列的多个叶片：组装具有适合成形上述叶轮的外径的内腔且能够分割成多个的铸型，向上述铸型内注射包含由金属或陶瓷构成的粉末和粘合剂的混练物，成形生坯，对上述生坯进行脱脂及烧结以得到烧结物，在具有适合修正上述叶轮的外形的内腔的模具内，装入上述烧结物，通过对上述模具进行加压而修正上述叶轮的外形。

根据本发明的第二方案，叶轮具备在轴方向上延伸的轮部和在上述轮部的周围排列的多个叶片，上述叶轮如下制造：组装具有适合成形上述叶轮的外径的内腔且能够分割成多个的铸型，向上述铸型内注射包含由金属或陶瓷构成的粉末和粘合剂的混练物，成形生坯，对上述生坯进行脱脂及烧结以得到烧结物，在具有适合修正上述叶轮的外形的内腔的模具内，装入上述烧结物，通过对上述模具进行加压而修正上述叶轮的外形。

附图说明

图1是说明注射成形本发明的一实施方式的叶轮的工序的图，是铸型及生坯的剖视图。

图2是表示对上述生坯进行脱脂的步骤的示意性剖视图。

图3是表示对已脱脂的上述生坯进行烧结的步骤的示意性剖视图。

图4是说明上述实施方式的修正工序的剖视图。

图5是上述实施方式的叶轮的剖视图。

图6是说明由上述修正工序引起的上述叶轮的形状变化的剖视图，(a)表示修正前，(b)表示修正后。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。为了便于说明，在图中以L、R表示的方向分别作为左方向、右方向，以U、D表示的方向分别作为上方向、下方向，而这些表示方法不构成对本发明的限定。

本发明的一实施方式的叶轮能够用于例如车辆用的涡轮增压器，当然也能用于其他用途。以下为了便于说明，对涡轮增压器的涡轮叶轮的情况进行说明。

涡轮增压器大致包括涡轮部、轴部和压缩机部。涡轮叶轮起到在涡轮部从发动机的排气中摄取能量，并转换为旋转动能的作用。该旋转动能通过轴部的轴传递到压缩机部，利用压缩机部压缩空气并向发动机输出。

参照图5，轴的轴方向左端与涡轮叶轮1的右端的底座7以能够围绕轴一起旋转的方式结合。该结合利用焊接，但如果可以的话也可以使用钎焊或嵌合等其他方法。