CN102876998A

CN102876998A - 一种耐热钢、涡轮增压器连体壳体及其制备方法

Info

Publication number: CN102876998A
Application number: CN2012103696078A
Authority: CN
Inventors: 田中青; 张启奎; 杨双杰; 张�杰; 代浩
Original assignee: XIXIA ZHONGDE AUTOMOBILE PARTS CO Ltd
Current assignee: XIXIA ZHONGDE AUTOMOBILE PARTS CO Ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: CN102876998B

Abstract

本发明公开了一种耐热钢，其原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为：碳0.4%-0.5%，硅0.6%-1.2%，锰0.7%-1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%，铬23%-26%，钼≤0.5%，镍12%-15%，铌≤0.6%，氮≤0.07%，铝≤0.09%。一种涡轮增压器连体壳体，采用上述的耐热钢材料制得。本发明涡轮增压器连体壳体耐高温可以达到1050℃，具有更好的高温性能，有效的降低成本。

Description

一种耐热钢、涡轮增压器连体壳体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐热钢材料、采用该材料的涡轮增压器连体壳体及其制备方法，属机械制造领域。

背景技术

近几年，汽车工业涡轮增压技术飞速发展，涡轮增压器壳体作为涡轮增压器的核心载体，其质量直接决定了涡轮增压器的性能和寿命。目前，市场上大多数的涡轮增压器壳体采用高硅钼球铁或者高镍球铁铸成，此类材质耐高温可达960℃，但贵重合金（如镍）含量大，成本偏高。如果能够选用一种材质在能够满足涡轮增压器工作的工况条件下，同时减少使用不可再生的合金资源（如镍），那么无论从节约能源或是从降低成本的角度考虑，其意义都是非常巨大的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种成本低、性能好的涡轮增压器连体壳体；

本发明的另一目的是提供一种工艺简单的涡轮增压器连体壳体的制备方法

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种耐热钢，其原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为：碳0.4%-0.5%，硅0.6%-1.2%，锰0.7%-1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%，铬23%-26%，钼≤0.5%，镍12%-15%，铌≤0.6%，氮≤0.07%，铝≤0.09%。

作为优选方案，上述的耐热钢所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为：碳0.45%，硅1.0%，锰0.8%，磷0.04%，硫0.03%，铬24%，钼0.4%，镍13%，铌0.3%，氮0.06%，铝0.08%。

一种涡轮增压器连体壳体，采用上述的耐热钢材料制得。

上述的涡轮增压器连体壳体的制备方法，各工艺步骤如下：

步骤一、熔炼：

a．将配比量的硅、锰、铬、钼、镍、铝、氮置入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1650℃～1680℃，在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；

b．熔炼之后向炉中撒入除渣剂，用扒渣棒除去浮渣。

步骤二、造型下芯：

全自动造型机造型之后，将砂芯放入型腔内，要求不能与型砂磕碰掉砂，平整放入型腔之后砂芯不摆动；

步骤三、合箱浇注：

a．全自动合箱机合箱，传送待浇；

b．将炉中钢水转置入浇包内，此过程出炉温度控制在1650℃～1670℃，出炉后浇包内钢水的温度下降速率约为8-12℃/分钟，浇注前采用测温枪测量浇包内钢水温度，当温度降至1560-1580℃时，开始浇注，浇注时要匀速摇动浇包转环不可浇注过猛亦不能断流，浇注末箱测温，温度不低于1550℃；

步骤四、落砂：

浇注完毕30分钟后落砂开箱，把铸件毛坯件按顺序整齐堆放。

优选的，所述步骤一中熔炼温度为1670℃，加入适量铝进行脱氧处理。

优选的，所述步骤三中出炉温度控制在1660℃，最佳浇注温度范围为1570℃ 浇注末箱温度不能低于1550℃。

本发明涡轮增压器连体壳体室温力学性能如下：

。

本发明有益效果：

1. 高镍类材质产品耐高温达到960℃，本发明涡轮增压器连体壳体耐高温可以达到1050℃，具有更好的高温性能。

2.高镍类产品镍的含量一般为35%-38%，本发明涡轮增压器连体壳体含镍量一般为12%-15%，按照年产1000吨的产量，若选用本发明的耐热钢材质替代高镍产品，则每年可节约镍240吨，按照市场镍价估算可降低成本约2640万元，有效的降低的成本，经济效益可观。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明涡轮增压器连体壳体的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图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：

一种涡轮增压器连体壳体，其材料为一种耐热钢，该耐热钢的原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分为碳0.45%、硅1.0%、锰0.8%、磷0.03%、硫0.02%、铬24%、钼0.4%、镍13%、铌0.3%、氮0.06%、铝0.08%。

该涡轮增压器连体壳体的制备方法，如图1工艺流程，采用如下操作步骤：

1、将废钢及配比当量的碳、硅、锰、铬、磷、钼、镍、铌、氮、铝加入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1670℃，在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；

2、熔炼之后向炉中撒入除渣剂，用扒渣棒除去浮渣；

3、全自动造型机造型之后，将砂芯放入型腔内，要求不能与型砂磕碰掉砂，平整放入型腔之后砂芯不摆动；

4、全自动合箱机合箱，传送待浇；

5、将炉中钢水转置入浇包内，此过程出炉温度控制1660℃，出炉后浇包内钢水的温度下降速率约为8℃/分钟，浇注前采用测温枪测量浇包内钢水温度，当温度降至1570℃时，开始浇注，浇注时要匀速摇动浇包转环不可浇注过猛亦不能断流，浇注末箱测温，温度不低于1550℃；

6、浇注完毕30分钟后落砂开箱，把铸件毛坯件按顺序整齐堆放。

实施例2：

一种涡轮增压器连体壳体，其材料为一种耐热钢，该耐热钢的原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分为碳0.4%、硅0.6%、锰0.7%、铬23%、镍11%。

1、将废钢及配比当量的碳、硅、锰、铬、镍加入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1650℃，在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；

2、熔炼之后向炉中撒入除渣剂，用扒渣棒除去浮渣；

4、全自动合箱机合箱，传送待浇；

5、将炉中钢水转置入浇包内，此过程出炉温度控制1650℃，出炉后浇包内钢水的温度下降速率约为12℃/分钟，浇注前采用测温枪测量浇包内钢水温度，当温度降至1560℃时，开始浇注，浇注时要匀速摇动浇包转环不可浇注过猛亦不能断流，浇注末箱测温，温度不低于1550℃；

实施例3：

一种涡轮增压器连体壳体，其材料为一种耐热钢，该耐热钢的原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分为碳0.5%、硅1.2%、锰1.5%、磷0.04%、硫0.03%、铬26%、钼0.5%、镍15%、铌0.6%、氮0.07%、铝0.09%。

1、将废钢及配比当量的碳、硅、锰、铬、磷、钼、镍、铌、氮、铝加入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1680℃，在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；

2、熔炼之后向炉中撒入除渣剂，用扒渣棒除去浮渣；

4、全自动合箱机合箱，传送待浇；

5、将炉中钢水转置入浇包内，此过程出炉温度控制1670℃，出炉后浇包内钢水的温度下降速率约为10℃/分钟，浇注前采用测温枪测量浇包内钢水温度，当温度降至1580℃时，开始浇注，浇注时要匀速摇动浇包转环不可浇注过猛亦不能断流，浇注末箱测温，温度不低于1550℃；

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

1.一种耐热钢，其特征在于：其原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为：碳0.4%-0.5%，硅0.6%-1.2%，锰0.7%-1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%，铬23%-26%，钼≤0.5%，镍12%-15%，铌≤0.6%，氮≤0.07%，铝≤0.09%。

2.根据权利要求1所述的耐热钢，其特征在于：所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为：碳0.45%，硅1.0%，锰0.8%，磷0.04%，硫0.03%，铬24%，钼0.4%，镍13%，铌0.3%，氮0.06%，铝0.08%。

3.一种涡轮增压器连体壳体，其特征在于：采用权利要求1或2所述的耐热钢材料制得。

4.根据权利要求3所述的涡轮增压器连体壳体的制备方法，其特征在于：各工艺步骤如下：

步骤一、熔炼：

将配比量的硅、锰、铬、钼、镍、铝、氮置入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1650℃～1680℃，在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；

熔炼之后向炉中撒入除渣剂，用扒渣棒除去浮渣；

步骤二、造型下芯：

步骤三、合箱浇注：

全自动合箱机合箱，传送待浇；

将炉中钢水转置入浇包内，此过程出炉温度控制在1650℃～1670℃，出炉后浇包内钢水的温度下降速率约为8-12℃/分钟，浇注前采用测温枪测量浇包内钢水温度，当温度降至1560-1580℃时，开始浇注，浇注时要匀速摇动浇包转环不可浇注过猛亦不能断流，浇注末箱测温，温度不低于1550℃；

步骤四、落砂：

5.根据权利要求4所述的耐热钢涡轮增压器连体壳体的制备方法，其特征在于：所述步骤一中熔炼温度为1670℃，加入适量铝进行脱氧处理。

6.根据权利要求4所述的耐热钢涡轮增压器连体壳体的制备方法，其特征在于：所述步骤三中出炉温度控制在1660℃，最佳浇注温度范围为1570℃ 浇注末箱温度不能低于1550℃。