[发明专利]一种汽车增压涡轮的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属熔模精密铸造技术领域，尤其是涉及一种汽车增压涡轮的制备方法。

背景技术

模精密铸造是一种先进的铸造成形工艺，多用于实现复杂、薄壁、精密增压涡轮成形， 在精密首饰、航空发动机以及其他精密成型件方面具有巨大的优势，传统的熔模精密铸造工 艺是用易熔的材料(如蜡料)制成可熔性模型(简称熔模)，在其上涂覆若干层特制的耐火涂 料，经过干燥和硬化形成一个整体模组，再从模组中熔失熔模从而获得中空的模壳，然后将 模壳进行高温烧结，最后在其中浇注熔融的金属而得到的增压涡轮的方法。目前在熔模精密 铸造的生产过程中多用陶瓷砂，铸造结束后打碎的模壳存在着型砂回收困难，对环境污染大 的问题，因此，寻找一种高性能、环保的模壳制备方法非常有必要。

全球汽车产量仍在持续增长，由于降低油耗和改善城市空气质量的要求，对低能耗高性 能发动机需求量也在日益增大，涡轮增压器能显著提高发动机功率、改善排放、降低油耗， 因而采用带涡轮增压器的小型发动机来替代自然吸气的发动机是现代汽车工业的一个基本趋 势，由于涡轮增压涡轮承受的是发动机高温高压的废气，乘用车柴油机排放废气温度最高大 约为850℃，而汽油机则可达1050℃，增压器叶轮和涡轮尺寸不大，一般直径不超过100mm， 但转速很高，最高达250000r/min，在恶劣的工作环境下连续高速工作，所以对材料和性能的 要求非常高。

发明内容

基于以上技术问题，本发明公开了一种环保精铸模壳的制备方法，可以高效的得到铸造 模壳，并且采用环保材料，保护了环境与资源。

本发明完整的技术方案包括：

(1)制备模壳，包括：a.根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒 口，并粘结成蜡模组；b.采用合适配比的锆英粉，硅溶胶，细木屑，正辛醇，铝酸钴混合搅 拌制得面层涂料，涂覆蜡模组后挂面砂，面砂组分为氧化铝砂和细木屑，c.采用合适配比的 凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，涂覆蜡 模组后挂背砂，重复挂背砂数次后封浆干燥，d.脱蜡焙烧得到模壳。

(2)合金配料，所述的合金按原子百分比的化学成分包含：Al：40.0～43.0at％、V： 0.6～1.3at％、Cr：0.4～1.6at％、Nb：2～6at％，B：0.2～0.8at％，C：1.0～1.3at％，其余为 Ti。

(3)熔炼浇注，将步骤(2)中所述的合金组分加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10^-4Pa， 吹入氩气保护，加载功率至350-400KW，加热20-25min后温度到达1600-1800℃，合金材料 完全融化后保温10分钟，随后翻转坩埚，在真空感应熔炼炉中翻转坩埚，将合金液浇注至步 骤(1)所得模壳中。

(4)冷却至室温后破真空，将模壳打破，得到增压涡轮。

(5)对增压涡轮进行热处理，表面喷砂清理等工序后得到成品。

(6)对部件表面沉积涂层，所述涂层按原子百分比的化学成分包含B：12.0～14.0at％， C：36.0～44.0at％，V：8.0～12.0at％，Cr：10.0～14.0at％、Nb：5.0～6.0at％，H：6.0～13.0at％。

本发明相对现有技术，采用细木屑、农作物秸秆纤维作为制壳材料，降低了耐火材料的 使用量，既有利于环保，并采用合理的配比，在保证型壳强度的前提下增加了透气性，背层 涂料中的凹凸棒土为多孔材料，有利于排气，降低了增压涡轮气孔缺陷，增加了成品率，同 时使模壳降低了重量，并且原料易得。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

(1)制备模壳，包括：a.根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒 口，并粘结成蜡模组；b.采用合适配比的锆英粉，硅溶胶，细木屑，正辛醇，铝酸钴混合搅 拌制得面层涂料，涂覆蜡模组后挂面砂，面砂组分为氧化铝砂和细木屑，c.采用合适配比的 凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，涂覆蜡 模组后挂背砂，重复挂背砂数次后封浆干燥，d.脱蜡焙烧得到模壳。