CN102149909B - 涡轮增压器及其压缩机叶轮 - Google Patents

涡轮增压器及其压缩机叶轮 Download PDF

Info

Publication number
CN102149909B
CN102149909B CN200980135414.2A CN200980135414A CN102149909B CN 102149909 B CN102149909 B CN 102149909B CN 200980135414 A CN200980135414 A CN 200980135414A CN 102149909 B CN102149909 B CN 102149909B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
acieral
compressor impeller
alloy
respect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200980135414.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102149909A (zh
Inventor
G·沙尔
M·加贝尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Inc filed Critical BorgWarner Inc
Publication of CN102149909A publication Critical patent/CN102149909A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102149909B publication Critical patent/CN102149909B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/40—Heat treatment
    • F05D2230/41—Hardening; Annealing
    • F05D2230/411—Precipitation hardening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/173—Aluminium alloys, e.g. AlCuMgPb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/608—Microstructure

Abstract

本发明涉及一种(特别是在柴油发动机中的)用于涡轮增压器的压缩机叶轮，并且涉及一种包含此种压缩机叶轮的排气涡轮增压器。

Description

涡轮增压器及其压缩机叶轮
说明书
本发明涉及一种(特别是在柴油发动机中的)用于涡轮增压器的压缩机叶轮、一种带有压缩机叶轮的排气涡轮增压器及一种用于生产根据本发明的压缩机叶轮的方法。
排气涡轮增压器是用于增加活塞式发动机功率的系统。在一种排气涡轮增压器中，利用这些排气的能量以增加功率。该功率的增加是由于每个工作冲程该混合物通过量的上升引起的。
一台涡轮增压器主要由具有一个轴的排气涡轮机和一个压缩机叶轮组成，安排在发动机的进气通道中的压缩机被连接到该轴上、并且位于该排气涡轮机的壳体中并且在该压缩机叶轮中的这些叶片轮是转动的。
已知一些排气涡轮增压器允许多级增压，即至少两级增压，这样使得可以从该排气中产生甚至更大的功率。此类多级排气涡轮增压器具有一种特殊的设置，该特殊的设置包括一个用于高动态循环应力的调节构件，该调节构件包括例如一个阀瓣盘、一个杠杆或者一个转轴。
这种排气涡轮增压器中的压缩机叶轮必须满足极其严格的材料要求。形成该压缩机叶轮的材料必须是耐热的，即甚至在至少高达约280℃的高温下仍然提供足够的强度。此外，该材料在酸性介质中必须是耐晶间腐蚀的并且是耐应力裂纹形成的，并且此外它应该具有高材料耐受性，连同一个低应力循环系数一起。此外，材料的延展性应该是足够高的，这样在过载的情况下，这些部件可以经历塑性变形而不断裂，这样的结果是由此引起的能量和损害的突然释放是可能的。
从DE 10 2007 018 617A1中已知具有双流排气入口通道的一种排气涡轮增压器。
于是，所述本发明的目的是提供一种用于涡轮增压器的压缩机叶轮，并且提供一种涡轮增压器，该涡轮增压器具有改进的耐热性以及温度耐受性、并且其突出之处为在酸性介质中对腐蚀以及耐应力裂纹形成的良好的耐受性。此外，该材料应该具有最佳的延展性以及一种改进的振动疲劳强度性能。因此，一种耐磨损的并且持久稳定的压缩机叶轮是能够被生产的。此外，该目的是提供一种用于生产根据本发明的压缩机叶轮的方法，生产了一种材料，该材料的突出之处为以上所述的这些有利的特性。
本发明提供如下技术方案：
技术方案1：一种用于柴油发动机的用于涡轮增压器的压缩机叶轮，该压缩机叶轮由具有多个树枝状的沉淀相的一种铝基合金构成，该铝基合金包括元素镧和锆的分散体，且该铝基合金包括另外的元素钪。
技术方案2：如技术方案1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.08％至1.0％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35％至8％的一个定量分数的元素锆。
技术方案3：如技术方案1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.08％至1.0％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1％至5％的一个定量分数的元素锆。
技术方案4：如技术方案1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.2％至0.5％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35％至8％的一个定量分数的元素锆。
技术方案5：如技术方案1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.2％至0.5％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1％至5％的一个定量分数的元素锆。
技术方案6：如技术方案1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含另外的多种元素，所述另外的多种元素包括铁和/或锰和/或钒和/或镍和/或铌。
技术方案7：如技术方案1至6中的一项所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含元素镧和钪，它们的总分数相对于该合金的总重量达到按重量计0.13％至2.0％。
技术方案8：如技术方案1至6中的一项所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含以下组分：在每种情况下均相对于该合金的总重量，Fe：按重量计1％至15％，Mn：按重量计1％至12％，Nb：按重量计0.5％至8％，V：按重量计0.5％至8％，Ni：按重量计1％至14％，Zr：按重量计0.35％至8％，La与Sc之和：按重量计0.13％至2.0％，以及Al。
技术方案9：如以上技术方案1至6中的一项所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含以下组分：在每种情况下均相对于该合金的总重量，Fe：按重量计3％至11％，Mn：按重量计3％至9.5％，Nb：按重量计1.5％至6％，V：按重量计1.5％至6％，Ni：按重量计3％至10％，Zr：按重量计1％至5％，La与Sc之和：按重量计0.3％至0.9％，以及Al。
技术方案10：一种用于柴油发动机的排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器包括一种压缩机叶轮，该压缩机叶轮由具有多个树枝状的沉淀相的一种铝基合金构成，该铝基合金包括元素镧和锆的分散体。
技术方案11：如技术方案10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.08％至1.0％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35％至8％的一个定量分数的元素锆。
技术方案12：如技术方案10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.08％至1.0％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1％至5％的一个定量分数的元素锆。
技术方案13：如技术方案10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.2％至0.5％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35％至8％的一个定量分数的元素锆。
技术方案14：如技术方案10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.2％至0.5％的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1％至5％的一个定量分数的元素锆。
技术方案15：如技术方案10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含另外的多种元素，所述另外的多种元素包括铁和/或锰和/或钒和/或镍和/或铌。
技术方案16：如技术方案10至15中的一项所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含元素镧和钪，它们的总分数相对于该合金的总重量达到按重量计0.13％至2.0％。
技术方案17：如技术方案10至15中的一项所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含以下组分：Fe：按重量计1％至15％，Mn：按重量计1％至12％，Nb：按重量计0.5％至8％，V：按重量计0.5％至8％，Ni：按重量计1％至14％，Zr：按重量计0.35％至8％，La与Sc之和：按重量计0.13％至2.0％，以及Al。
技术方案18：如以上技术方案10至15中的一项所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含以下组分：Fe：按重量计3％至11％，Mn：按重量计3％至9.5％，Nb：按重量计1.5％至6％，V：按重量计1.5％至6％，Ni：按重量计3％至10％，Zr：按重量计1％至5％，La与Sc之和：按重量计0.3％至0.9％，以及Al。
技术方案19：一种用于生产一种压缩机叶轮的方法，包括以下步骤：
-将由一种如技术方案1至9中的一项所述的铝基合金构成的一种熔融的材料引入到一个特殊的坩埚中，
-将该熔融的材料转移到具有以下一个“喷雾器”的一个接受容器中，并且
-在一种保护性气体气氛下将该熔融的材料细致地喷涂在一个旋转盘上。这些目的是通过技术方案1、10、以及19的特征来实现的。
由于根据本发明用于涡轮增压器的压缩机叶轮的设计(该涡轮增压器由具有多个树枝状沉淀相的一种铝基合金组成，该铝基合金包含元素镧和锆的分散体)，所实现的是最终提供给该排气涡轮增压器中的压缩机叶轮的材料的突出之处为特别良好的耐热性、温度耐受性以及稳定性。实现了根据本发明的材料的稳定性以及温度耐受性，具体地是因为由于这些金属间相的相互作用这些树枝状沉淀相在该材料中形成一个高度的分支。该材料的显微结构中这些金属间相的高度分支对于该显微结构的支撑作用，以及因此还对于对晶格滑动的耐受性都是关键性的，其结果是该材料被加固了并且对静态机械负荷和循环机械负荷两者都具有耐受性。此外，由于根据本发明的用于压缩机叶轮的特殊的材料组合，该材料基体中粘合力以及附着力增加了。已发现在这些铝基合金中元素镧和锆的一个组合对于该材料的稳定性是必要的。该合金中的这些元素的组合导致该材料的非常高的稳定性，因为通过这些树枝状的分支形成了一种特别良好的显微结构。
此外已发现一种铝基合金中的镧在室温下以及在高达280℃的组分温度下都引起了一个显著地提高强度的作用。假定形成了热稳定的Al3La相，该相对于该材料的抗蠕变性也发挥了一种正向作用。因此镧增加了耐热性以及还有在低应力循环系数的情况下对材料疲劳的耐受性，以及因此根据本发明用于压缩机叶轮的材料的稳定性。
元素锆在该合金中还形成了多个相，准确地说Al3Zr相，其结果是在该显微结构中实现了一种称为链接特征的交联结构。已发现由于铝和锆的组合，在该合金材料内形成了多个沉淀相。由此，该材料的这些机械特性被显著地改进了。如此形成的一种材料或者仅由此种材料形成的一个部件的突出之处是非常良好的温度耐受性以及高达280℃的耐热性，对于腐蚀是稳定的并且对于应力裂纹的形成是不敏感的。
然而，它准确的是铝基合金中元素锆和镧的组合，该组合对于提供根据本发明的用于压缩机叶轮的材料是必要的，由于这些金属间相的精细的坚固的分支的形成，该材料在低应力循环系数的情况下具有非常良好的材料耐受性并且显示出高达280℃的高耐热性以及此外对于此种材料足够的延展性。不涉及理论，假定该铝基合金中元素镧和锆的组合提供了一种极稳定的高耐热的材料以及因此部件(准确地是因为在这些显微结构中形成的这些Al3La相和Al3Zr相，并且因为这些显微结构的结构彼此类似，这些显微结构彼此侵蚀)，在该材料内产生了一种改进的结合。
此外，已显示的是根据本发明由刚刚说明的材料生产的压缩机叶轮甚至在酸性介质中对腐蚀以及应力裂纹形成是耐受的。在这种情况下在本发明的背景中酸性介质应理解为是指一种介质，该介质具有pH值为约3.5至6、并且特别是约4至5.5。由于来自该发动机空间环境的冷凝水和氯化物，在该排气涡轮增压器中“酸性”条件也是主要的。根据本发明的材料对此是耐受的并且因此对于晶间腐蚀也是耐受的。由此，在拉伸应力下应力裂纹形成的趋势被显著地减小了。
由于这些出色的材料特性，根据本发明用于排气涡轮增压器的压缩机叶轮也特别适合用于两级增压涡轮增压器，并且最特别适合于用于载货汽车中的那些，并且在此特别适合用于高循环公共汽车的应用，这些应用在场地中具有高达160万运行公里的高运行性能。
这些从属技术方案包含有本发明的多个有利的发展。
在一个优选的实施方案中，该铝基合金包含元素镧和锆，其中相对于该合金的总重量，镧的含量为按重量计0.08％至1.0％并且更优选按重量计0.2％至0.5％，并且锆的含量为按重量计0.35％至8％并且更优选按重量计1％至5％。锆对于该铝基合金中这些沉淀相的出现和分布是必要的。如已经陈述的，在这种情况下铝与锆形成了Al3Zr相，这些相分别地进行沉淀并且引起该材料的、还有关于该合金的耐热性和振动疲劳强度的、并且因此根据本发明的压缩机叶轮的附加的稳定性。当锆的定量分数相对于该合金的总重量是在按重量计1％至5％的范围内时，这些重要的材料特性得到特别显著的集中。大量的锆(换言之相对于该合金按重量计大于8％的含量)进而导致该材料的耐热性的降低，连同较低的长期抗裂强度一起。
向该铝基合金中添加镧增加了该材料并且因此该部件的强度。如已经陈述的，镧也与铝形成了Al3La相，这些相分别地进行沉淀并且此外这些相对于该材料的抗蠕变性具有正向的影响。同时，通过引入这些相，该材料的耐热性提升了，并且在低应力循环系数的情况下对材料疲劳的耐受性得到改进。情况就是这样，特别是当以相对于该铝基合金的总重量以按重量计0.08％至1.0％的定量的分数使用镧并且特别优选以按重量计0.2％至0.5％的定量的分数使用时。如已经陈述的，它准确的是该铝基合金中镧和锆的组合，该组合对于实现上述材料的这些稳定性参数是重要的。该合金中按重量计镧的含量大于1％导致耐热性的减少并且进而减少了长期抗裂强度。
该材料以及因此该压缩机叶轮的物理和机械特性可以被甚至进一步优化。在一个优选的实施方案中，根据本发明的压缩机叶轮的突出之处是该铝基合金包含另外的多种元素(如铁和/或锰和/或钒和/或镍和/或铌和/或钪)。对于本领域的普通技术人员，每种元素的特性资料是基本上已知的。
例如，将元素锰和铁混合到一种合金中由于分散体相的形成(因为它们的链接特性)而促使材料的耐热性增加。为此目的，如果相对于该合金的总重量铁的含量是在按重量计1％至15％并且优选按重量计3％至11％的范围内，并且相对于该合金的总重量锰的含量是按重量计1％至12％并且优选按重量计3％至9.5％，是特别有利的。
将钒添加到一种合金中通常导致金属间组合物的晶粒分布方面的改进。同时钒对在此的该总体的复合的合金结构中的这些分散体沉淀具有一种加固作用。钒增加了该材料的显微结构中的粘合力以及附着力，并且因此使所产生的结构稳定。优选地，以相对于该合金的总重量按重量计0.5％至8％的含量、并且特别优选以相对于该合金的总重量按重量计1.5％至6％的含量来使用钒。在这种浓度范围内，钒在该合金结构中的粘合力和内聚力方面引起特别显著的改进并且因此非常有助于使根据本发明的压缩机叶轮的稳定性优化。
元素镍是一种同样地对根据本发明的压缩机叶轮的耐热性产生相当可观的影响的元素。它准确的是铝和镍的组合，在这种情况下该组合决定性地增加了该材料的粘合力和附着力，还特别是在酸性介质中，即在3.5至6并且优选4至5.5的pH范围内。优选地，以相对于该合金的总重量按重量计1％至14％的含量、并且特别优选以相对于该合金的总重量按重量计3％至10％的含量来使用镍。在酸性pH范围内提高稳定性的这些特性在此得到了特别显著的集中。
铌是一种元素，在铝基合金中该元素的使用是不平常的。然后，已发现的是铌，像锆一样，优化了合金中这些沉淀相的出现和分布。作为结果，正向地影响了室温下以及高达280℃的温度范围内两者的机械特性。因此根据本发明用于该压缩机叶轮的材料的突出之处是高达280℃的耐热性。此外，该合金的抗蠕变性以及振动疲劳强度也被成倍数地提高。优选地，以相对于该合金的总重量按重量计0.5％至8％的含量并且特别优选以按重量计1.5％至6％的含量来使用铌。在这种浓度范围内，铌特别高地促使根据本发明的压缩机叶轮的耐热性以及振动疲劳强度的增加。
钪具有与镧类似的对合金材料的作用。它有助于使该材料的强度增加。已发现的是钪也与铝形成了特殊相，准确的说Al3Sc沉淀硬化相，这些沉淀硬化相类似地对于该材料的蠕变耐受性或蠕变强度具有正向的影响。此外，该耐热性也被增加了，并且进而还增加了在低应力循环系数的情况下材料疲劳的耐受性。当以相对于该铝基合金的总重量按重量计0.05％至1.0％的定量的分数并且优选以按重量计0.1％至0.4％的定量的分数来使用镧时，这些优选的作用得到了特别的集中。
在一个特别有利的实施方案中，元素镧和钪的组合被用于铝基合金中，该铝基合金含有相对于该合金的总重量按重量计0.13％至2.0％并且优选按重量计0.3％至0.9％的总分数的元素镧和钪。于是，准确的说该材料的突出之处是特别高的耐热性以及在低应力循环系数的情况下对材料疲劳的耐受性。
在一个另外的有利的实施方案中，根据本发明的压缩机叶轮的突出之处是一种铝基合金，而且，该铝基合金以以下的定量分数包含以下元素或组分，在在每种情况下这些定量分数是相对于该合金的总重量的：Fe：按重量计1％至15％，Mn：按重量计1％至12％，Nb：按重量计0.5％至8％，V：按重量计0.5％至8％，Ni：按重量计1％至14％，Zr：按重量计0.35％至8％，La与Sc之和：按重量计0.13％至2.0％，以及铝。它精确的是处于给定的定量分数下的这些元素的组合，该组合产生了一种材料，当被加工成一种用于排气涡轮增压器的压缩机叶轮时，该材料关于腐蚀给予了这种特别高的稳定性，并且此外，其突出之处是非常良好的耐热性以及在低应力循环系数的情况下对材料疲劳的耐受性。该压缩机叶轮显示出改进的蠕变强度以及一种优异的振动疲劳强度性能。当根据本发明的压缩机叶轮以给出的定量分数包含以下元素时：在每种情况下均相对于该合金的总重量，Fe：按重量计3％至11％，Mn：按量计3％至9.5％，Nb：按重量计1.5％至6％，V：按重量计1.5％至6％，Ni：按重量计3％至10％，Zr：按重量计1％至5％，La与Sc之和：按重量计0.3％至0.9％，以及Al，上述这些特性获得了特别的集中。
由包含上述这些元素的铝基合金构成的压缩机叶轮其突出之处是多种特别良好的特性。
因此，根据最后提到的特殊的组合物生产的材料具有以下特性：
为测定该材料的稳定性，进行了以下测试：
·户外暴露测试
·加热至300℃下的拉伸测试
·高达300℃的蠕变强度
·在一种酸性介质中气候变化：在pH 4至5.5下150小时
·LCF测试：在220℃下2 000 000次循环，幅值：170MPa。
振动疲劳强度测试是在用力调节(R＝0)的单级轴向脉冲负载下专门进行的。环境介质是空气。在温度间隔从室温(即约20℃)直至220℃下对该材料进行研究(材料温度)。
一种最特别优选的合金是从以下列举的这些元素中获得的：在每种情况下均相对于该合金的总重量，Fe：按重量计3％至5.3％，Mn：按重量计3.2％至5.3％，Nb：按重量计1.8％至3.2％，V按重量计1.5％至3.3％，Ni：按重量计3.7％至5.8％，Zr：按重量计1％至3.1％，La：按重量计0.1％至0.4％，和Sc：按重量计0.05％至0.3％(，以及Al。
根据本发明的这种铝基合金在以上测试中显示出最好的结果。
根据本发明，该铝基合金(根据本发明用于涡轮增压器的压缩机叶轮是基于该铝基合金的)可以通过适合的方法，并且具体地通过一种仍然有待实现的喷射压实的方法来生产。通过常规的WIG等离子体法以及还有EB法可以焊接这些对应的材料。通过在约640℃下固溶退火2小时并且通过随后的空气冷却来进行热处理。在一个箱式加热炉中在约250℃下持续2小时，用空气进行冷却，来进行沉淀硬化。
根据常规方法通过基础合金的熔化、RS喷雾、预压实(densal HIP处理)、挤出、成型加工以及进一步的机加工(例如，研磨)来进行铝基合金的加工。
技术方案10将一种独立地可处理的物品定义为一种排气涡轮增压器，如已经说明的该排气涡轮增压器包括一种压缩机叶轮，该压缩机叶轮由一种具有多个树枝状的沉淀相的铝基合金构成，并且该铝基合金包含元素镧和锆的分散体。
根据本发明的压缩机叶轮是通过一种特殊的方法来生产的，这种特殊的方法包括以下步骤：
-将一种由如技术方案1至9中一项所述的铝基合金构成的熔融的材料引入到一个特殊的坩埚中，
-将该熔融的材料转移到具有以下“喷雾器”的一个接受容器中，并且
-在一种保护性气体气氛下将该熔融的材料细致地喷涂在一个旋转盘上。
只有用这种方式获得了一种合金材料，在进一步的机加工之后该合金材料提供了一种压缩机叶轮，该压缩机叶轮的突出之处是极其良好的对腐蚀和应力裂纹形成的耐受性，该合金材料具有高达280℃的耐热性，并且在低应力循环系数的情况下呈现出一种显著减小的材料疲劳频率以及一种非常良好的振动疲劳强度性能。已发现，通过根据本发明的方法，在运行(run-up)中可以处理出一种非常细颗粒的、均匀分散体的粉末构形。在此情况下，可以定义这些单独的元素的不同粒径，并且此外这可以引起高度改进的蠕变强度以及良好的振动疲劳性能。
图1示出了根据本发明的涡轮增压器1的一个实施方案的部分图解，关于压缩机、压缩机壳体、压缩机轴、轴承壳体和轴承安排以及还有所有其他常规的部件，该图解不需要任何更详细地说明。排气入口管道在此不能被看到的。该排气入口管道配备有一个双流式旁路管道4，该双流式旁路管道从该排气入口管道中分支，并且这致使了涡轮机壳体2的一个排气出口5。旁路管道4具有一个用于打开和关闭的调节阀瓣6。
参考符号清单
1涡轮增压器
2涡轮机壳体
4旁路管道
5排气出口
6调节阀瓣/废气门阀瓣

Claims (18)

1. 一种用于柴油发动机的用于涡轮增压器的压缩机叶轮，该压缩机叶轮由具有多个树枝状的沉淀相的一种铝基合金构成，该铝基合金包括元素镧和锆的分散体，且该铝基合金包括另外的元素钪。
2. 如权利要求1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.08%至1.0%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35%至8%的一个定量分数的元素锆。
3. 如权利要求1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.08%至1.0%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1%至5%的一个定量分数的元素锆。
4. 如权利要求1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.2%至0.5%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35%至8%的一个定量分数的元素锆。
5. 如权利要求1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含相对于该合金总重量以按重量计0.2%至0.5%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1%至5%的一个定量分数的元素锆。
6. 如权利要求1所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含另外的多种元素，所述另外的多种元素包括铁和/或锰和/或钒和/或镍和/或铌。
7. 如权利要求1至6中的一项所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含元素镧和钪，它们的总分数相对于该合金的总重量达到按重量计0.13%至2.0%。
8. 如权利要求1、2、4或6中的一项所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含以下组分：在每种情况下均相对于该合金的总重量，Fe：按重量计1%至15%，Mn：按重量计1%至12%，Nb：按重量计0.5%至8%，V：按重量计0.5%至8%，Ni：按重量计1%至14%，Zr：按重量计0.35%至8%，La与Sc之和：按重量计0.13%至2.0%，以及Al。
9. 如以上权利要求1至6中的一项所述的压缩机叶轮，其中该铝基合金包含以下组分：在每种情况下均相对于该合金的总重量，Fe：按重量计3%至11%，Mn：按重量计3%至9.5%，Nb：按重量计1.5%至6%，V：按重量计1.5%至6%，Ni：按重量计3%至10%，Zr：按重量计1%至5%，La与Sc之和：按重量计0.13%至2.0%，以及Al。
10.   一种用于柴油发动机的排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器包括一种压缩机叶轮，该压缩机叶轮由具有多个树枝状的沉淀相的一种铝基合金构成，该铝基合金包括元素镧和锆的分散体，且该铝基合金包括另外的元素钪。
11.   如权利要求10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.08%至1.0%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35%至8%的一个定量分数的元素锆。
12.   如权利要求10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.08%至1.0%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1%至5%的一个定量分数的元素锆。
13.   如权利要求10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.2%至0.5%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计0.35%至8%的一个定量分数的元素锆。
14.   如权利要求10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含相对于该合金的总重量以按重量计0.2%至0.5%的一个定量分数的元素镧以及以按重量计1%至5%的一个定量分数的元素锆。
15.   如权利要求10所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含另外的多种元素，所述另外的多种元素包括铁和/或锰和/或钒和/或镍和/或铌。
16.   如权利要求10至15中的一项所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含元素镧和钪，它们的总分数相对于该合金的总重量达到按重量计0.13%至2.0%。
17.   如权利要求10、11、13或15中的一项所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含以下组分：Fe：按重量计1%至15%，Mn：按重量计1%至12%，Nb：按重量计0.5%至8%，V：按重量计0.5%至8%，Ni：按重量计1%至14%，Zr：按重量计0.35%至8%，La与Sc之和：按重量计0.13%至2.0%，以及Al。
18.   如以上权利要求10至15中的一项所述的排气涡轮增压器，其中该铝基合金包含以下组分：Fe：按重量计3%至11%，Mn：按重量计3%至9.5%，Nb：按重量计1.5%至6%，V：按重量计1.5%至6%，Ni：按重量计3%至10%，Zr：按重量计1%至5%，La与Sc之和：按重量计0.13%至2.0%，以及Al。
CN200980135414.2A 2008-09-25 2009-09-21 涡轮增压器及其压缩机叶轮 Expired - Fee Related CN102149909B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008048886.0 2008-09-25
DE102008048886 2008-09-25
PCT/US2009/057641 WO2010036598A2 (en) 2008-09-25 2009-09-21 Turbocharger and compressor impeller therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102149909A CN102149909A (zh) 2011-08-10
CN102149909B true CN102149909B (zh) 2014-07-09

Family

ID=42060372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980135414.2A Expired - Fee Related CN102149909B (zh) 2008-09-25 2009-09-21 涡轮增压器及其压缩机叶轮

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110164988A1 (zh)
JP (1) JP5520956B2 (zh)
KR (1) KR20110057207A (zh)
CN (1) CN102149909B (zh)
DE (1) DE112009001890B4 (zh)
WO (1) WO2010036598A2 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6385683B2 (ja) 2014-02-07 2018-09-05 本田技研工業株式会社 Ａｌ合金鋳造物及びその製造方法
CN109772606B (zh) * 2019-01-16 2020-02-14 浙江江山福鑫工艺品有限公司 一种铁工艺品油漆喷涂装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5415709A (en) * 1991-08-26 1995-05-16 Ykk Corporation High-strength, abrasion-resistant aluminum alloy and method for processing the same
JP2951262B2 (ja) * 1996-03-13 1999-09-20 三菱重工業株式会社 高温強度に優れたアルミニウム合金
JP2004091818A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Denso Corp 高強度アルミニウム合金鋳物及びその製造方法
CN1775979A (zh) * 2005-12-02 2006-05-24 昆明贵金属研究所 新型高强耐磨耐蚀铝合金
US7060139B2 (en) * 2002-11-08 2006-06-13 Ues, Inc. High strength aluminum alloy composition

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015534A (en) * 1984-10-19 1991-05-14 Martin Marietta Corporation Rapidly solidified intermetallic-second phase composites
JPH0621326B2 (ja) * 1988-04-28 1994-03-23 健 増本 高力、耐熱性アルミニウム基合金
US5597529A (en) * 1994-05-25 1997-01-28 Ashurst Technology Corporation (Ireland Limited) Aluminum-scandium alloys
US5624632A (en) * 1995-01-31 1997-04-29 Aluminum Company Of America Aluminum magnesium alloy product containing dispersoids
JP2000144292A (ja) * 1998-10-30 2000-05-26 Sumitomo Electric Ind Ltd アルミニウム合金およびアルミニウム合金部材の製造方法
DE10339705B4 (de) * 2002-08-29 2008-03-13 Nippon Light Metal Co. Ltd. Hochfester Aluminiumlegierungsguss und Verfahren zu dessen Herstellung
US7128948B2 (en) * 2003-10-20 2006-10-31 The Boeing Company Sprayed preforms for forming structural members
JP4290024B2 (ja) 2004-01-26 2009-07-01 古河スカイ株式会社 耐熱強度に優れたターボチャージャー用アルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラー
US7354660B2 (en) * 2005-05-10 2008-04-08 Exxonmobil Research And Engineering Company High performance alloys with improved metal dusting corrosion resistance
DE102007018617B4 (de) 2006-04-24 2022-08-25 Borgwarner Inc. Turbolader mit einer Regelklappe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5415709A (en) * 1991-08-26 1995-05-16 Ykk Corporation High-strength, abrasion-resistant aluminum alloy and method for processing the same
JP2951262B2 (ja) * 1996-03-13 1999-09-20 三菱重工業株式会社 高温強度に優れたアルミニウム合金
JP2004091818A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Denso Corp 高強度アルミニウム合金鋳物及びその製造方法
US7060139B2 (en) * 2002-11-08 2006-06-13 Ues, Inc. High strength aluminum alloy composition
CN1775979A (zh) * 2005-12-02 2006-05-24 昆明贵金属研究所 新型高强耐磨耐蚀铝合金

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012510017A (ja) 2012-04-26
JP5520956B2 (ja) 2014-06-11
KR20110057207A (ko) 2011-05-31
DE112009001890B4 (de) 2019-05-09
DE112009001890T5 (de) 2011-07-28
WO2010036598A2 (en) 2010-04-01
CN102149909A (zh) 2011-08-10
WO2010036598A3 (en) 2010-05-27
US20110164988A1 (en) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102149910B (zh) 用于对此涡轮机壳体中旁路控制的涡轮增压器和子组件
CN102472162B (zh) 涡轮增压器及用于其的压缩机叶轮
US10975718B2 (en) Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same
US9534281B2 (en) Turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same
US7833362B2 (en) Method for improving creep resistance and low cycle fatigue properties of pressure-containing components
WO2013059104A1 (en) Turbocharger and a component therefor
WO2012170210A2 (en) Turbocharger and component therefor
CN102149909B (zh) 涡轮增压器及其压缩机叶轮
CN110938783A (zh) 奥氏体不锈钢合金和由不锈钢合金形成的涡轮增压器运动部件
CN114395741A (zh) 不锈钢合金、由所述不锈钢合金制成的涡轮增压器涡轮壳体及其制造方法
EP3196327B1 (en) Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same
EP3575430B1 (en) Stainless steel alloys, turbocharger components formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same
EP3816315A1 (en) Stainless steel alloys, turbocharger components formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same
KR101551961B1 (ko) 크리프 저항성이 우수한 티타늄(Ti)-알루미늄(Al) 합금
CN112746226A (zh) 不锈钢合金、由不锈钢合金形成的涡轮增压器部件及其制造方法
US20220002850A1 (en) Ferritic stainless steel alloys and turbocharger kinematic components formed from stainless steel alloys
US9499889B2 (en) Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same
CN115772626A (zh) 一种镍基高温合金及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140709