CN105537579A - 一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法 - Google Patents

一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105537579A
CN105537579A CN201510987806.9A CN201510987806A CN105537579A CN 105537579 A CN105537579 A CN 105537579A CN 201510987806 A CN201510987806 A CN 201510987806A CN 105537579 A CN105537579 A CN 105537579A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
turbine shroud
turbocharger
high temperature
temperature resistant
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.)
Pending
Application number
CN201510987806.9A
Other languages
English (en)
Inventor
董海波
刘建设
魏林
陈威
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.)
Ningbo Tiange Automobile Parts Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Tiange Automobile Parts Co Ltd
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 Ningbo Tiange Automobile Parts Co Ltd filed Critical Ningbo Tiange Automobile Parts Co Ltd
Priority to CN201510987806.9A priority Critical patent/CN105537579A/zh
Publication of CN105537579A publication Critical patent/CN105537579A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15—Hot isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/009—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine components other than turbine blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/241—Chemical after-treatment on the surface
    • B22F2003/242—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/02—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明涉及一种涡轮增压器，具体涉及一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体，属于合金材料技术领域。所述涡轮壳体包括如下组分及其重量份数：铝粉：0.5-8份、硅粉：0.5-3份、(Nb，Ti)C粉：5-30份、镍粉：0.5-2份、铬粉：2-6份、电解铜：3-15份、硫化锰：0.5-5份、磷化铁粉：0.5-2份、石墨：2-8份、硬脂酸锌：1-6份、铁粉：40-60份。并公开其制备方法：称取原料粉末、混合、压制成涡轮壳体坯件；将涡轮壳体坯件进行阶段式渗氮、烧结处理，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；将半成品进行发黑处理，得最终涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。本发明提高了涡轮壳体的综合性能，尤其是提高耐高温性、硬度、耐腐蚀性、抗磨损性能。应用在涡轮增压器中，显著提高涡轮增压器的综合性能。

Description

一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涡轮增压器，具体涉及一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体，属于合金材料技术领域。
背景技术
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，增加发动机的输出功率。
从结构上讲，涡轮增压器主要包括压气机、中间体、涡轮箱体三大部分。涡轮箱体就是发动机废气推动涡轮做功的地方，压气机是叶轮对进气做功加压的地方，中间体用于连接涡轮箱体和压气机，中间体起到固定和装载轴承部件的作用，同时，涡轮增压器的冷却流道也在中间体中。
涡轮箱体的主要承载部件为壳体，现有技术中，不仅是涡轮壳体是由较普通的合金材料如合金钢、铝合金等支持，不仅耐磨性一般，耐腐蚀性也较差，且力学性能一般，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合性能好，尤其是具有耐高温、耐腐蚀的涡轮增压器耐高温涡轮壳体。
本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体，所述壳体包括如下组分及其重量份数：铝粉：0.5-8份、硅粉：0.5-3份、(Nb，Ti)C粉：5-30份、镍粉：0.5-2份、铬粉：2-6份、电解铜：3-15份、硫化锰：0.5-5份、磷化铁粉：0.5-2份、石墨：2-8份、硬脂酸锌：1-6份、铁粉：40-60份。
本发明涡轮增压器耐高温涡轮壳体是由硬质相和金属合金粘结相组成的复合材料制成，既有陶瓷材料的高硬度，又具有金属材料的强韧性，且还具有较好的耐高温、耐氧化和耐腐蚀等性能。
本发明不仅在铁粉基材中加入了铝粉和硅粉，还加入了(Nb，Ti)C粉、镍粉、铬粉等。其中铝粉、硅粉的加入，使本发明壳体在高温下与碳火气氛反应，原位生产非氧化物如碳化物和氮化物的增强相，影响显微结构的变化，进而提高壳体的高温力学性能。电解铜含量的增加能直接提高产品的抗弯强度，却由于其塑性较差，会降低产品的硬度；而石墨粉含量的增加对产品机械性能的影响则与铜粉相反，其能显著增加产品的硬度却降低抗弯强度，本发明通过合理配置铜粉和石墨粉的配比，使得产品的硬度和抗弯强度保持在较平衡状态。随着铬粉含量的增加，壳体材料的硬度逐渐上升，当加入铬粉超过6份，不仅对涡轮壳体硬度的影响十分有限，反而会降低壳体的密度和硬度。现有技术中在硬质合金和金属陶瓷的复合材料中，一般会加入较高含量的镍粉，但是镍的抗腐蚀性较差，在相同环境下总是先被腐蚀，随着粘结性镍被腐蚀，骨架崩塌，整个材料都将失效，因此，本发明大大降低了镍含量，并添加了抗氧化性能极好的(Nb，Ti)C粉以及其他原料，不仅降低了镍粉造成的腐蚀，然而提高了壳体的耐腐蚀性及耐氧化性。另外，耐磨硬质相(Nb，Ti)C粉在摩擦过程中对位错的运动起阻碍和钉扎作用，使得摩擦过程中需要更大的摩擦力和更多的摩擦力，因此，相同载荷条件下壳体的磨损量大大减少，与一般合金钢相比，硬度提高近5倍。
在上述涡轮增压器耐高温涡轮壳体中，所述铝粉表面包覆有厚度为4nm-15nm的SiO2纳米膜。本发明选用耐高温的SiO2包覆在铝粉表面，大幅度提高了铝粉的耐温性，且具有隔热、阻燃效果，同时具有透明、增亮的功效，且与其他成分相容性好、分散性好。
在上述涡轮增压器耐高温涡轮壳体中，铝粉的平均粒径为5-20μm，硅粉的平均粒径为5-20μm，(Nb，Ti)C粉的平均粒径为1-5μm，镍粉的平均粒径为4-10μm，铬粉的平均粒径为5-8μm，电解铜的平均粒径为80-250μm，石墨、硫化锰、磷化铁粉、硬脂酸锌的平均粒径均为50-80μm。各组分的粒度不同，使得小颗粒粉末能与大颗粒粉末混合从而使得大颗粒粉末之间的间隙被小颗粒粉末占据，以提高粉末的松装密度，使得产品压制成型时产品的密度和强度均增加。且在后续的烧结中，最初时，孔隙度和孔隙尺寸减小，密度增加，应力集中程度减小，强度增加，以后的持续保温时间对密度没有明显影响，但是结构却在发生本质变化，晶粒的聚集再结晶将对强度产生很大的影响。晶粒越大，含有缺陷的可能性越大，则壳体材料的强度越低，因此本申请涡轮壳体中各组分的粒径都是通过不断试验严格控制的。
作为优选，所述的铁粉的粒径为50-100μm。当铁粉粒径在50-100μm之间，随着粉末粒径减小，铁粉的流动性增加，当粒径小于45μm，铁粉的流动性迅速降低。且，经不断试验发现，选用粒径在50-100μm范围的铁粉，更容易与其他不同粒径的物料尤其是1-5μm的(Nb，Ti)C粉更容易均匀地混合，使粉末颗粒在成型过程中更加均匀地分布，进而提高涡轮壳体的硬度、强度、耐高温和耐腐蚀性等。
在上述涡轮增压器耐高温涡轮壳体中，作为优选，所述(Nb，Ti)C粉末为采用电弧熔融法将Nb固溶到TiC中，TiC与Nb的质量比为7-9：1。
在上述涡轮增压器耐高温涡轮壳体中，作为优选，所述壳体包括如下组分及其重量份数：铝粉：2-6份、硅粉：1-2份、(Nb，Ti)C粉：8-20份、镍粉：1-2份、铬粉：2-4份、电解铜：5-10份、硫化锰：2-4份、磷化铁粉：1-2份、石墨：2-5份、硬脂酸锌：1-4份、铁粉：40-60份。
本发明还公开了一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
S1、按上述重量份数称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合20-30min后加入含有0.4-0.8份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合30-50min；
S2、将混合后的原料粉末在80-120℃下压制成涡轮壳体坯件；
S3、将涡轮壳体坯件在氮气保护下先从室温升至200℃进行预热处理，然后以0.5-0.6℃/min的升温速率升至280-320℃，再以8-10℃/min的升温速率升温至1340-1400℃，接着在1320-1380℃和20-50MPa氮气条件下热等静压烧结40-60min，随后以6-8℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
S4、将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品进行发黑处理，得最终涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
本发明通过上述的混料方式，压制过程高度稳定，烧结过程变形量少，孔隙少且均匀，硬度均匀，大幅度提高了生产效率，降低了废品率，在保证产品尺寸精度的同时提高了产品的性能，从根本上降低了生产成本，且产品性能稳定，精度高。
接着采用温压成型，在加热状态下，铁粉等合金粉末的屈服强度降低，其润滑作用的粉末与粘结剂作用增强，显著提高压坯密度。并降低生产成本，提高生产效率。
然后通过阶段式的升温进行边烧结边渗氮处理，先在200℃进行预热处理，然后在升温至280-320℃的过程中达到排气和排除有机物的效果，再以8-10℃/min的升温速率升温至1340-1400℃，在1320-1380℃和20-50MPa氮气条件下进行烧结，随着烧结温度的升高，涡轮壳体坯件的致密度增加，在较高的温度下有利于生成物在其中的重排及致密化，提高涡轮壳体的密度和硬度，且晶粒更加细小。
另一方面，本发明涡轮增压器耐高温涡轮壳体的原料配伍独特，且本发明渗氮、烧结的结合处理，在壳体表面形成了大约15μm的富氮、富钛的硬化层，其表面区域晶粒明显细化，而且表面硬化层下面生成了一层粘接相含量较高、硬质相含量较低的过渡层，大幅度提高涡轮壳体表面的硬度、抗磨损性能以及高温下的抗塑性变形能力。
在上述涡轮增压器耐高温涡轮壳体的制备方法中，步骤S4发黑处理的处理液为：CuSO42.5-3.2g/L，(NH4)6Mo7O23-8g/L，Na2S2O33.0-3.6g/L，NiSO41.4-1.8g/，NiCl2·6H2O20.8-1.3g/L，稀土添加剂1.2-1.8g/L。
稀土添加剂主要由稀土氧化物、酸度缓冲剂、膜固化剂、湿润剂等混合制成。加入稀土添加剂后，稀土元素有助于在涡轮壳体表面形成保护层，且随发黑反应时间的增加，保护层逐步完整。酸度缓冲剂可使发黑液的pH值在较长时间内保持稳定，控制发黑的速度；膜固化剂为水溶性固化剂，增加膜层牢度并不脱浮色，可在发黑膜形成的同时加速其固化。稀土RE的使用浓度要适宜，否则可能发生配伍物的取代反应。经不断试验发现，针对本发明的涡轮壳体，当稀土添加剂的用量在1.2-1.8g/L之间时，达到理想的发黑效果。且硫酸铜用量须严格控制，浓度低，膜层附着力差；过高则膜层泛铜色。硫代硫酸钠的浓度过高则不利于发黑液的存放。本发明通过添加适量稀土添加剂并合理配伍其他组分的发黑处理液对涡轮壳体进行发黑处理，进一步提高涡轮壳体的耐腐蚀性、耐高温性等。
进一步优选，所述的发黑处理分两步进行，第一步，pH为1.2-1.6，处理时间为2-4min；第二步，pH为2.2-2.6，处理时间为3-6min，两步处理均在常温下进行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明涡轮增压器耐高温涡轮壳体的组分中，在以铁粉为基体组分中不仅添加了铝粉和Si粉，还加入了(Nb，Ti)C粉、镍粉、铬粉等其他组分，配伍合理，并通过后续阶段式渗氮处理烧结处理的结合，以及特定的发黑处理，大幅度提高了涡轮壳体的综合性能，尤其是提高涡轮壳体的耐高温性、硬度、耐腐蚀性、抗磨损性能以及高温下的抗塑性变形能力，同时保证其加工性能。将本发明的涡轮壳体应用在涡轮增压器中，显著提高涡轮增压器的综合性能，延长涡轮增压器的使用寿命。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
表1：实施例1-5中涡轮增压器耐高温涡轮壳体的组分及其重量份数和平均粒径
实施例1
本实施例中的涡轮增压器耐高温涡轮壳体通过如下制备方法制得：
按表1实施例1中所述的重量份数及平均粒径称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合25min后加入添加有0.6份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合40min；
将混合后的原料粉末在100℃下压制成涡轮壳体坯件；
将涡轮壳体坯件在氮气保护下从室温升至200℃进行预热处理，再以0.55℃/min的升温速率升至300℃，再以9℃/min的升温速率升温至1370℃，接着在1350℃和30MPa氮气条件下热等静压烧结50min，随后以7℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品先后经过普通的除油除锈、活化处理，然后分两步进行进行发黑处理，第一步，pH为1.4，处理时间为3min；第二步，pH为2.4，处理时间为4min，两步处理均在常温下进行；发黑处理的处理液为：CuSO42.8g/L，(NH4)6Mo7O25g/L，Na2S2O33.3g/L，NiSO41.6g/，NiCl2·6H2O21.1g/L，稀土添加剂1.5g/L；最终得涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
实施例2
本实施例中的涡轮增压器耐高温涡轮壳体通过如下制备方法制得：
按表1实施例2中所述的重量份数及平均粒径称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合22min后加入添加有0.7份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合45min；
将混合后的原料粉末在90℃下压制成涡轮壳体坯件；
将涡轮壳体坯件在氮气保护下从室温升至200℃进行预热处理，再以0.52℃/min的升温速率升至290℃，再以8.5℃/min的升温速率升温至1360℃，接着在1340℃和25MPa氮气条件下热等静压烧结55min，随后以6.5℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品先后经过普通的除油除锈、活化处理，然后分两步进行进行发黑处理，第一步，pH为1.3，处理时间为4min；第二步，pH为2.3，处理时间为5min，两步处理均在常温下进行；发黑处理的处理液为：CuSO42.7g/L，(NH4)6Mo7O24g/L，Na2S2O33.2g/L，NiSO41.5g/，NiCl2·6H2O21.0g/L，稀土添加剂1.3g/L；最终得涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
实施例3
本实施例中的涡轮增压器耐高温涡轮壳体通过如下制备方法制得：
按表1实施例3中所述的重量份数及平均粒径称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合28min后加入添加有0.5份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合35min；
将混合后的原料粉末在110℃下压制成涡轮壳体坯件；
将涡轮壳体坯件在氮气保护下先从室温升至200℃进行预热处理，再以0.58℃/min的升温速率升至310℃，再以9.5℃/min的升温速率升温至1390℃，接着在1370℃和40MPa氮气条件下热等静压烧结45min，随后以7.5℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品先后经过普通的除油除锈、活化处理，然后分两步进行进行发黑处理，第一步，pH为1.5，处理时间为2min；第二步，pH为2.5，处理时间为4min，两步处理均在常温下进行；发黑处理的处理液为：CuSO42.9g/L，(NH4)6Mo7O27g/L，Na2S2O33.5g/L，NiSO41.7g/，NiCl2·6H2O21.2g/L，稀土添加剂1.6g/L；最终得涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
实施例4
本实施例中的涡轮增压器耐高温涡轮壳体通过如下制备方法制得：
按表1实施例4中所述的重量份数及平均粒径称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合20min后加入添加有0.4份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合30min；
将混合后的原料粉末在80℃下压制成涡轮壳体坯件；
将涡轮壳体坯件在氮气保护下从室温升至200℃进行预热处理，再以0.5℃/min的升温速率升至280℃，再以8℃/min的升温速率升温至1340℃，接着在1320℃和20MPa氮气条件下热等静压烧结60min，随后以6℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品先后经过普通的除油除锈、活化处理，然后分两步进行进行发黑处理，第一步，pH为1.6，处理时间为2min；第二步，pH为2.6，处理时间为3min，两步处理均在常温下进行；发黑处理的处理液为：CuSO43.2g/L，(NH4)6Mo7O28g/L，Na2S2O33.6g/L，NiSO41.8g/，NiCl2·6H2O21.3g/L，稀土添加剂1.8g/L；最终得涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
实施例5
本实施例中的涡轮增压器耐高温涡轮壳体通过如下制备方法制得：
按表1实施例5中所述的重量份数及平均粒径称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合30min后加入含有0.8份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合50min；
将混合后的原料粉末在120℃下压制成涡轮壳体坯件；
将涡轮壳体坯件在氮气保护下从室温升至200℃进行预热处理，再以0.6℃/min的升温速率升至320℃，再以10℃/min的升温速率升温至1400℃，接着在1380℃和50MPa氮气条件下热等静压烧结40min，随后以8℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品先后经过普通的除油除锈、活化处理，然后分两步进行进行发黑处理，第一步，pH为1.2，处理时间为2min；第二步，pH为2.2，处理时间为3min，两步处理均在常温下进行；发黑处理的处理液为：CuSO42.5g/L，(NH4)6Mo7O23g/L，Na2S2O33.0g/L，NiSO41.4g/，NiCl2·6H2O20.8g/L，稀土添加剂1.2g/L；最终得涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
对比例1
现有技术中普通市售的合金钢制成的涡轮增压器耐高温涡轮壳体。
对比例2
与实施例1相比区别点仅在于该对比例2中不含(Nb，Ti)C粉，并通过如实施例1所述的制备方法制得涡轮增压器耐高温涡轮壳体。
对比例3
与实施例1相比区别点仅在于该对比例3中不采用实施例1中所述阶段式氮化、烧结处理，只经过普通的烧结处理制得涡轮增压器耐高温涡轮壳体。
对比例4
与实施例1相比区别点仅在于该对比例4中没有经过发黑处理，并通过如实施例1所述的制备方法制得涡轮增压器耐高温涡轮壳体。
对比例5
与实施例1相比区别点仅在于该对比例5中将原料粉末一起一次混合，并通过如实施例1所述的制备方法制得涡轮增压器耐高温涡轮壳体。
在上述实施例中，原料粉末中所述(Nb，Ti)C粉末为采用电弧熔融法将Nb固溶到TiC中，TiC与Nb的质量比为7-9：1。
将实施例1-5及对比例1-6中制得的涡轮增压器耐高温涡轮壳体进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2：本发明实施例1-5及对比例1-6中制得的涡轮增压器耐高温涡轮壳体的性能比较结果
综上所述，本发明涡轮增压器耐高温涡轮壳体在以铁粉为基体组分中不仅添加了铝粉和Si粉，还加入了(Nb，Ti)C粉、镍粉、铬粉等其他组分，配伍合理，并通过后续阶段式渗氮处理烧结处理的结合，以及特定的发黑处理，大幅度提高了涡轮壳体的综合性能，尤其是提高涡轮壳体的耐高温性、硬度、耐腐蚀性、抗磨损性能以及高温下的抗塑性变形能力，同时保证其加工性能。将本发明的涡轮壳体应用在涡轮增压器中，显著提高涡轮增压器的综合性能，延长涡轮增压器的使用寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述涡轮壳体包括如下组分及其重量份数：铝粉：0.5-8份、硅粉：0.5-3份、(Nb，Ti)C粉：5-30份、镍粉：0.5-2份、铬粉：2-6份、电解铜：3-15份、硫化锰：0.5-5份、磷化铁粉：0.5-2份、石墨：2-8份、硬脂酸锌：1-6份、铁粉：40-60份。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述铝粉表面包覆有厚度为4nm-15nm的SiO2纳米膜。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述铝粉的平均粒径为5-20μm，硅粉的平均粒径为5-20μm，(Nb，Ti)C粉的平均粒径为1-5μm，镍粉的平均粒径为4-10μm，铬粉的平均粒径为5-8μm，电解铜的平均粒径为80-250μm。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述石墨、硫化锰、磷化铁粉、硬脂酸锌的平均粒径均为50-80μm。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述的铁粉的粒径为50-100μm。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述(Nb，Ti)C粉末为采用电弧熔融法将Nb固溶到TiC中，TiC与Nb的质量比为7-9：1。
7.根据权利要求1所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体，其特征在于，所述涡轮壳体包括如下组分及其重量份数：铝粉：2-6份、硅粉：1-2份、(Nb，Ti)C粉：8-20份、镍粉：1-2份、铬粉：2-4份、电解铜：5-10份、硫化锰：2-4份、磷化铁粉：1-2份、石墨：2-5份、硬脂酸锌：1-4份、铁粉：40-60份。
8.一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
S1、按重量份数称取原料粉末，将除石墨、硬脂酸锌外的原料粉末混合均匀成混合物，混合20-30min后加入含有0.4-0.8份粘结剂的石墨与硬脂酸锌的混合物，并混合30-50min；
S2、将混合后的原料粉末在80-120℃下压制成涡轮壳体坯件；
S3、将涡轮壳体坯件在氮气保护下先从室温升至200℃进行预热处理，然后以0.5-0.6℃/min的升温速率升至280-320℃，再以8-10℃/min的升温速率升温至1340-1400℃，接着在1320-1380℃和20-50MPa氮气条件下热等静压烧结40-60min，随后以6-8℃/min的速率降温至1050℃，然后随炉冷却，得涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品；
S4、将涡轮增压器耐高温涡轮壳体半成品进行发黑处理，得最终涡轮增压器耐高温涡轮壳体成品。
9.根据权利要求8所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体的制备方法，其特征在于，步骤S4发黑处理的处理液为：CuSO42.5-3.2g/L，(NH4)6Mo7O23-8g/L，Na2S2O33.0-3.6g/L，NiSO41.4-1.8g/，NiCl2.6H2O20.8-1.3g/L，稀土添加剂1.2-1.8g/L。
10.根据权利要求8或9所述的涡轮增压器耐高温涡轮壳体的制备方法，其特征在于，所述的发黑处理分两步进行，第一步，pH为1.2-1.6，处理时间为2-4min；第二步，pH为2.2-2.6，处理时间为3-6min，两步处理均在常温下进行。
CN201510987806.9A 2015-12-24 2015-12-24 一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法 Pending CN105537579A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510987806.9A CN105537579A (zh) 2015-12-24 2015-12-24 一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510987806.9A CN105537579A (zh) 2015-12-24 2015-12-24 一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105537579A true CN105537579A (zh) 2016-05-04

Family

ID=55817397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510987806.9A Pending CN105537579A (zh) 2015-12-24 2015-12-24 一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105537579A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106756414A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 张家港市鑫华易金属材料有限公司 一种适用于工程机械的复合金属板
CN108687490A (zh) * 2017-04-11 2018-10-23 江苏泽茗精密机械制造股份有限公司 涡轮壳的加工工艺
CN110465668A (zh) * 2019-07-24 2019-11-19 南通灵顿机械有限公司 用于涡轮增压器中间壳体的加工工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1626298A (zh) * 2003-12-11 2005-06-15 博格华纳公司 用于高温应用的不锈钢粉末
CN101120112A (zh) * 2005-02-12 2008-02-06 艾森韦克埃拉有限公司 高合金铸铁，该材料用于经受高热应力的构件的用途和相应的构件
CN101708549A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 安徽省芜湖市信达粉末冶金零部件有限公司 一种粉末冶金工艺配方及其工艺流程
CN102021548A (zh) * 2010-12-18 2011-04-20 江苏德美科技有限公司 用于钢铁表面的常温发黑液及配制方法
US20130251585A1 (en) * 2012-03-26 2013-09-26 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Sintered alloy and production method therefor
CN104308157A (zh) * 2014-10-09 2015-01-28 昆山煌佳精密模具有限公司 一种粉末冶金工艺方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1626298A (zh) * 2003-12-11 2005-06-15 博格华纳公司 用于高温应用的不锈钢粉末
CN101120112A (zh) * 2005-02-12 2008-02-06 艾森韦克埃拉有限公司 高合金铸铁，该材料用于经受高热应力的构件的用途和相应的构件
CN101708549A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 安徽省芜湖市信达粉末冶金零部件有限公司 一种粉末冶金工艺配方及其工艺流程
CN102021548A (zh) * 2010-12-18 2011-04-20 江苏德美科技有限公司 用于钢铁表面的常温发黑液及配制方法
US20130251585A1 (en) * 2012-03-26 2013-09-26 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Sintered alloy and production method therefor
CN104308157A (zh) * 2014-10-09 2015-01-28 昆山煌佳精密模具有限公司 一种粉末冶金工艺方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106756414A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 张家港市鑫华易金属材料有限公司 一种适用于工程机械的复合金属板
CN108687490A (zh) * 2017-04-11 2018-10-23 江苏泽茗精密机械制造股份有限公司 涡轮壳的加工工艺
CN108687490B (zh) * 2017-04-11 2020-05-08 江苏泽茗精密机械制造股份有限公司 涡轮壳的加工工艺
CN110465668A (zh) * 2019-07-24 2019-11-19 南通灵顿机械有限公司 用于涡轮增压器中间壳体的加工工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110747378B (zh) 一种Ti3AlC2-Al3Ti双相增强Al基复合材料及其热压制备方法
CN105112760B (zh) 一种TiAl基高温自润滑合金材料的制备方法及其应用
CN105537579A (zh) 一种涡轮增压器耐高温涡轮壳体及其制备方法
CN107190178A (zh) 一种钛基复合材料及其制备方法
CN104550923A (zh) 一种高温环境阀门用铁基粉末冶金材料及其制备方法
JP3797289B2 (ja) バルブシート用焼結合金材及びその製造方法
CN110629097A (zh) 一种新型钛铝基自润滑材料及其制备方法
CN106244852B (zh) 一种Zr合金化的Ti‑8Si合金及其制备方法
CN105522146A (zh) 一种涡轮增压器的压气机壳体及其制备方法
CN108251670A (zh) 耐高温金属间化合物合金的制备方法
CN109518037A (zh) 一种SPS制备的Ti-18Mo-xSi合金材料及其制备方法
CN111575599B (zh) 一种沉淀强化型高温钢结硬质合金及制备方法
CN106048306B (zh) 一种Cu合金化的Ti‑8Si合金及其制备方法
CN101457317B (zh) 一种AlTi基体增压器涡轮材料及其制备方法
JP2634103B2 (ja) 高温用軸受合金およびその製造方法
CN103551578A (zh) 一种粉末冶金铁基发动机气门阀座及其制备方法
CN110343899B (zh) 一种双尺寸硬质颗粒增强的铜基复合材料及其制备方法
CN107354407A (zh) 一种重负荷低磨损铜基摩擦材料及其制备方法
CN104550917A (zh) 一种阀门用耐磨粉末冶金材料及其制备方法
CN111764968A (zh) 航空发动机的铝基复合材料增压级整体叶环结构及其制备方法
CN100567212C (zh) 氮化硅陶瓷连杆衬套及其制备方法
CN101265540A (zh) 一种耐热疲劳铝合金
CN105364032A (zh) 一种抗热疲劳激冷辊材及制备方法
CN103537667A (zh) 一种粉末冶金发动机输油泵转子及其制备方法
RU2705486C1 (ru) Способ получения биметаллической полосы с антифрикционным порошковым покрытием на основе меди для подшипников скольжения

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160504