CN101949311A

CN101949311A - 一种涡轮增压器壳及其制备方法

Info

Publication number: CN101949311A
Application number: CN2009102237364A
Authority: CN
Inventors: 刘松奇; 田中青; 李平衡; 李刚; 苗春旺; 齐晓波; 张启奎; 孙稳定; 李金成
Original assignee: XISHAN XIBENG SPECIAL FOUNDING CO Ltd
Current assignee: Xixia Zhongde Automobile Parts Co., Ltd.
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2029-11-18
Also published as: CN101949311B

Abstract

一种涡轮增压器壳及其制备方法，其配方是生铁28～30份，低碳钢3～8份，回炉铁32.53～45.2份，电解锰0.3～0.4份，75#硅铁3.4～4.12份，电解镍17.4～21.2份，铬铁1.4～1.95份，镍镁球化剂0.5～0.8份，孕育剂0.8～1.0份；其制备方法包括抛丸处理、备料、熔炼、球化、浇注充型、落砂等步骤，充型时，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注，每一个产品用一套外模砂芯型腔，并采用随流孕育器孕育，孕育剂随铁水进入型腔。通过本发明的配方及制备方法制备的产品尺寸精度高、经久耐用，铸件尺寸稳定，变形率低。

Description

一种涡轮增压器壳及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涡轮增压器壳及其制备方法，尤其涉及高镍球墨铸铁涡轮壳及其制备方法。

背景技术

近几年，中国的汽车市场迅速增长，汇合科技进步成果。在能源危机和环境保护压力下，当代汽车发动机电子技术、涡轮增压技术的迅猛发展与涡轮增压器制造技术的发展互相作用，促进了涡轮增压器行业的迅速发展。同时，随着涡轮增压器效率的提高和匹配技术的发展，涡轮增压器技术在汽车行业得到了广泛的应用

涡轮增压器作为一种高效、节能、科技含量高的环保型产品，由于其具有改善汽车发动机尾气排放污染、提高发动机的功率和重量比、提高发动机的扭矩特性、降低燃油消耗、降低排量等优点，所以，增压发动机已经成为现代汽车尤其是高档汽车的标准配置。

现有涡轮增压器壳75#硅铁、电解镍、铬铁三种材料的配比不合理，没有充分利用Si、Ni、Cr的特性，耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性等方面均有缺陷。同时，镍镁球化剂及孕育剂组成欠佳，球化效果差，力学性能、抗热冲击性能不足。目前生产涡轮增压器的工艺存在铸件易变型、尺寸精度不高、成品率较低的问题。因排气管与增压器连在一起，结构复杂，不容易分型和铸造，增压器在保证尺寸精度的要求下难以制作。

发明内容

本发明克服了上述缺陷并提供了一种配方科学、经久耐用的涡轮增压器壳及其精度高、成品率高的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的涡轮增压器壳的技术方案是：

一种涡轮增压器壳，其配方及重量配比是：

生铁28～30份，低碳钢3～8份，回炉铁32.53～45.2份，电解锰0.3～0.4份，75#硅铁3.4～4.12份，电解镍17.4～21.2份，铬铁1.4～1.95份，镍镁球化剂0.5～0.8份，孕育剂0.8～1.0份。

通过75#硅铁、电解镍、铬铁三种材料配方的调整，可以充分利用Si、Ni、Cr的特性，科学的配比，保证产品耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性。通过镍镁球化剂及孕育剂的调整，可以提高球化处理效果，提高材料的球化级别，从而提高力学性能、抗热冲击性能。

进一步改进为，电解镍中，镍含量大于99.99％。

75#硅铁中，Si含量不大于72～78％、Al含量不大于2.00％、Ca含量不大于1.00％、Ca含量不大于1.00％、Mn含量不大于0.40％、Cr含量不大于0.30％、P含量不大于0.04％、S含量不大于0.02％、C含量不大于0.1％。

镍镁球化剂中，Si含量为80～85％、Mg含量为15～20％。

通过对电解镍和75#硅铁含量的限定，可以控制微量元素的带入，从而保证铁液纯净，提高材料性能。通过对镍镁合金镍硅量的要求，可以稳定和提高处理效果，提高球化级别，保证材料的性能，

为了解决上述技术问题，本发明提供的涡轮增压器壳的制备方法的技术方案是：

所述制备方法包括如下步骤：

(1)将回炉铁进行抛丸处理，可除去回炉铁表面的锈蚀，排除杂质，保证产品质量的稳定；

(2)称取生铁、废钢、电解镍、铬铁、75#硅铁、电解锰和回炉铁，在镍镁球化剂表面覆盖孕育剂，备用；

(3)将生铁、废钢、回炉铁、铬铁、75#硅铁加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入电解镍、电解锰；待炉料温度升至1500℃～1560℃时，取样，用光谱仪测得各元素化学成分含量，如处在控制范围内，即可出炉浇注；温度达到1620-1660℃后，向处理包中加入镍镁球化剂，采用冲入法工艺球化15～40秒；

(4)球化反应结束后，扒除表面杂质，进行浇注，每型充型时间5～7秒，浇注时间3～5分钟；每型浇注时间短，总浇注时间就短，每型浇注时间长，总浇注时间就长。

在铁水充型时，将随流孕育器放到包嘴上方，使孕育剂随铁水进入型腔，流量固定，可有效的改善产品金相组织，提高产品质量，避免以前孕育过程中早孕育、晚孕育、间断孕育或孕育量不稳定等问题，且铁水包倾斜浇注时开始孕育，浇注完成收包时停止孕育，可有效防止孕育剂材料散落，用量多等浪费现象，降低材料成本；同时，还可以优化岗位，避免增加劳动强度和杜绝人员孕育过程中的安全隐患；

(5)待铸型温度小于360℃时，开型落砂。

进一步改进为，充型时，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注。

所述的随流孕育器主要结构包括随流孕育器罐体、托架与旋转手柄，随流孕育器罐体安装在托架上，在随流孕育器顶部开设有加料口，在加料口上覆盖有滤网，随流孕育器底部设有旋转手柄，流旋转手柄上开设有流量孔；在生产高镍奥氏体球铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁需转换孕育器时，只要将随流孕育器旋转柄更换即可，操作方便快捷。

通过本发明的配方及制备方法制备的产品具有：尺寸精度高、力学性能高、抗热冲击、耐高温(温度达到960℃以上)、耐腐蚀、抗热疲劳等特点，国内目前还没有能达到如此要求的同类产品。本发明的制备方法与传统的铸造工艺不同之处在于：外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注，每一个产品用一套外模砂芯型腔，并采用随流孕育器孕育，孕育剂随铁水进入型腔，流量固定；这样的工艺操作能确保尺寸精度，保证铸件尺寸稳定，降低变形并提高了工作效率。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种涡轮增压器壳，其配方及重量配比是：

生铁30份，低碳钢8份，回炉铁32.53，电解锰0.4份，75#硅铁4.12份，电解镍21.2份，铬铁1.95份，镍镁球化剂0.8份，孕育剂1.0份。

电解镍中，镍含量99.99％。

75#硅铁中，Si含量78％、Al含量2.00％、Ca含量1.00％、Ca含量1.00％、Mn含量0.40％、Cr含量0.30％、P含量0.04％、S含量0.02％、C含量0.1％。

镍镁球化剂中，Si含量为85％、Mg含量为15％。

实施例2：

一种涡轮增压器壳，其配方及重量配比是：

生铁28份，低碳钢3份，回炉铁45.2份，电解锰0.3份，75#硅铁3.4份，电解镍17.4份，铬铁1.4份，镍镁球化剂0.5份，孕育剂0.8份。

电解镍中，镍含量99.995％。

75#硅铁中，Si含量72％、Al含量1.00％、Ca含量0.5％、Ca含量0.5％、Mn含量0.20％、Cr含量0.20％、P含量0.02％、S含量0.01％、C含量0.02％。

镍镁球化剂中，Si含量为80％、Mg含量为20％。

实施例3：

一种涡轮增压器壳，其配方及重量配比是：

生铁29份，低碳钢6份，回炉铁38.65份，电解锰0.35份，75#硅铁3.8份，电解镍19份，铬铁1.65份，镍镁球化剂0.65份，孕育剂0.9份。电解镍中，镍含量99.999％。

75#硅铁中，Si含量75％、Al含量0.5％、Ca含量0.3％、Ca含量0.2％、Mn含量0.10％、Cr含量0.10％、P含量0.01％、S含量0.005％、C含量0.01％。

镍镁球化剂中，Si含量为82.5％、Mg含量为17.5％。

实施例4：

上述实施例1-3的制备方法是：

(1)将回炉铁进行抛丸处理；

(2)按配比称取生铁、废钢、电解镍、铬铁、75#硅铁、电解锰和回炉铁，在镍镁球化剂表面覆盖孕育剂，备用；

(3)将生铁、废钢、回炉铁、铬铁、75#硅铁加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入电解镍、电解锰；待温度达到1620～1640℃时，向处理包中加入镍镁球化剂，采用冲入法工艺球化25～40秒；

(4)球化反应结束后进行浇注，每注充型时间5秒，浇注时间3分钟；在铁水充型时，将随流孕育器放到包嘴上方，使孕育剂随铁水进入型腔；此处，充型时，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后直接进行铸造浇注。

(5)待铸型温度小于360℃时，开型落砂。

实施例5：

上述实施例1-3的另一种制备方法是：

(1)将回炉铁进行抛丸处理；

(3)将生铁、废钢、回炉铁、铬铁、75#硅铁加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入电解镍、电解锰；待温度达到1640～1660℃时，向处理包中加入镍镁球化剂，采用冲入法工艺球化15～30秒；

(4)球化反应结束后进行浇注，每注充型时间7秒，浇注时间5分钟；在铁水充型时，将随流孕育器放到包嘴上方，使孕育剂随铁水进入型腔；此处，充型时，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注。

(5)待铸型温度小于360℃时，开型落砂。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种涡轮增压器壳，其配方及重量配比是：

生铁 28～30份；

低碳钢 3～8份；

回炉铁 32.53～45.2份；

电解锰 0.3～0.4份；

75#硅铁 3.4～4.12份；

电解镍 17.4～21.2份；

铬铁 1.4～1.95份；

镍镁球化剂 0.5～0.8份；和

孕育剂 0.8～1.0份。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器壳，所述电解镍中，镍含量大于99.99％。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器壳，所述75#硅铁中，Si含量不大于72～78％、Al含量不大于2.00％、Ca含量不大于1.00％、Ca含量不大于1.00％、Mn含量不大于0.40％、Cr含量不大于0.30％、P含量不大于0.04％、S含量不大于0.02％、C含量不大于0.1％。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压器壳，所述镍镁球化剂中，Si含量为80～85％、Mg含量为15～20％。

5.一种权利要求1的涡轮增压器壳的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将回炉铁进行抛丸处理；

(3)将生铁、废钢、回炉铁、铬铁、75#硅铁加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入电解镍、电解锰；待温度达到1620-1660℃时，向处理包中加入镍镁球化剂，采用冲入法工艺球化15～40秒；

(4)球化反应结束后进行浇注，每注充型时间5～7秒，浇注时间3～5分钟；在铁水充型时，将随流孕育器放到包嘴上方，使孕育剂随铁水进入型腔；

(5)待铸型温度小于360℃时，开型落砂。

6.根据权利要求5所述的涡轮增压器壳的制备方法，其特征在于：所述充型时，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注。