[发明专利]用于涡轮增压器压气机叶轮铸造石膏铸型材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种石膏铸型材料，具体涉及一种用于涡轮增压器压气机叶轮铸造的石膏铸型材料。

背景技术

涡轮增压器是现代发动机提高功率、节油和改善排放必不可少的部件，其中压气机叶轮是增压器性能的关键部件，材料成分为铝合金，其生产方式有整体锻铝铣削成型与整体铸造成型两种。其中整体铸造成型方式国内外普遍采用的方法是采用整体硅橡胶叶轮模具，在其表面灌制石膏浆料作为包裹铸型材料，待石膏浆料固化后，把整体硅橡胶叶轮模具从其中拔出，形成含有叶轮形状空腔的石膏铸型，此石膏铸型经过烘干去其内部游离水与结晶水后，即可用于后续低压铸造，浇注涡轮增压器压气机铝叶轮。

对于增压器压气机铝叶轮整体铸造工艺而言，石膏铸型的选择无疑是整个工艺中的核心。石膏铸型材料需要满足工艺的几方面需求，首先石膏铸型材料的透气型，由于增压器压气机叶轮叶片薄，最小厚度0.4mm，考虑到铸造过程充型要求，石膏铸型必须有很强的透气型，这样才可以保证浇注过程叶轮叶片的充型良好；其次石膏铸型材料由于要经过高温烘干去其内部水份，这样就要求石膏铸型具有一定的收缩率，保证石膏铸型在烘干收缩时，铸型不收缩开裂；最后石膏铸型还要满足一定的强度，满足后续铸造环节对于铸型的强度要求。其中，对于透气性与强度的要求，实际上是一对矛盾体，石膏铸型具有良好的透气型就要求石膏铸型组织松散内部空隙多，但是强度要求高，有要求石膏铸型组织致密，内部空隙少，怎样同时满足这两方面的需求一直是增压器叶轮铸造的核心关键技术。

由于透气型相对与铸型强度而言，对铸件的成品率有较大影响，所以比较传统的做法是，牺牲铸型的强度要求，提高石膏铸型的透气型，采用方法为发泡石膏型，通过石膏在搅拌过程中产生大量的气泡，石膏浆料凝固后保留在的石膏铸型中，以此获得铸型的透气型，这种方法在90年代国内外广泛采用，但是它有一些固有的缺点，如铸型强度低，铸件在浇注过程中容易变形；铸型内部气孔空隙较多，最终铸件表面质量较差。随着近年来铸件表面及可加工性能的要求提高，此种工艺方法已不能满足叶轮铸件的要求。在这种情况下国内出现了部分叶轮生产厂家，在追求铸件表面质量的情况下，开发出了不发泡石膏型用于浇注叶轮铸件，这种方法由于石膏铸型内部没有空隙，石膏铸型强度高，铸件表面质量较好，但是这种石膏铸型透气型较差，铸造工艺参数控制严格，铸件成品率不易控制。

获取满足透气性与强度两者兼备的石膏铸型材料，成为增压器叶轮铸造的核心关键技术。所以本发明为了实现上述目的，发明了一种用于涡轮增压器压气机叶轮铸造的石膏铸型材料，此石膏铸型材料解决了在获得较高石膏铸型强度的前提下，同时石膏铸型有具有很高的透气型，使用此种石膏铸型材料，浇注增压器叶轮铸件成品率高，表面质量好，可以满足高端叶轮铸件的要求。

发明内容

本发明的目的就是解决传统增压器叶轮铸造用石膏铸型材料在使用过程中，石膏铸型强度与透气性难以同时获得的技术问题，提出一种用于涡轮增压器压气机叶轮铸造的石膏铸型材料。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于涡轮增压器压气机叶轮铸造的石膏铸型材料，由下述重量配比原料组成：α石膏粉60～70份，硅藻土15～20份，石英粉5～10份，粉体添加剂0.3～0.5份。一种用于涡轮增压器压气机叶轮铸造的石膏铸型材料制备方法，取α石膏粉60～70份，硅藻土15～20份，石英粉5～10份，粉体添加剂0.3～0.5份与水1:1～1.2机械搅拌混合，混合过程在真空及大气条件下进行，获得一种用于涡轮增压器压气机叶轮铸造的石膏铸型材料。

本发明同现有技术相比具有以下有益效果：

1.在传统的石膏粉料中添加了大比例的硅藻土，由于硅藻土的特殊性质，很好的解决了透气性与石膏强度的技术难题。

2.此粉料配比粉液比较大，浆料流动性好，同时透气性进一步增大，石膏铸型整体性能好，使用此石膏铸型材料生产的叶轮铸件，表面质量高，铸造成品率高。

具体实施方式

实施例1

通过混合70％α石膏粉，20％硅藻土，10％石英粉及粉体添加剂0.5％来制备铸型材料，使用粉液比为1：1.2。

实施例2

通过混合75％α石膏粉，20％硅藻土，5％石英粉及粉体添加剂0.5％来制备铸型材料，使用粉液比为1：1.2。

实施例3

通过混合75％α石膏粉，15％硅藻土，10％石英粉及粉体添加剂0.3％来制备铸型材料，使用粉液比为1：1.1。