CN105880485A - 涡轮壳铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种涡轮壳铸造方法，用于涡轮壳的铸造，包括如下步骤：S1、冒口设置步骤，选择冒口并将其放置于所述涡轮壳的外缘处；S2、冷铁设置步骤，在所述涡轮壳的内部放置冷铁，并使所述冷铁与铸件厚大部位贴合；S3、保温块设置步骤，在铸件补缩通道的外侧放置随形保温块，并使随形保温块与所述铸件补缩通道贴合；S4、流道设计及浇注步骤，在铸造模具内设置相应的流道，随后借助所述流道完成所述涡轮壳的浇注；S5、铸件打磨及出品步骤，将浇注完成的涡轮壳从模具上取下，并对所述涡轮壳上的冒口位置进行切削及打磨。综上所述，本发明使用成本低、操作便捷、使用效果优异，具有很高的使用及推广价值。

Description

涡轮壳铸造方法
技术领域
本发明涉及一种涡轮壳铸造方法，尤其适用于内部结构厚大的特殊结构涡轮壳的铸造方法，属于零部件铸造领域。
背景技术
涡轮增压器是一种空气压缩机，主要通过压缩空气的方式来增加发动机的进气量，从而提高发动机的输出功率。因其使用效果优异，因此被广泛应用于汽车行业中。
近年来，随着汽车制造业的飞速发展，涡轮增压器行业也得到了长足的进步。也正因涡轮增压器行业的发展和技术的不断进步，各汽车生产商对涡轮增压器中的核心零件，即涡轮壳的内部质量提出了更高的要求。
具体而言，对于一些常规结构的涡轮壳，各生产企业通过传统的铸造工艺完全可以实现涡轮壳的铸造加工，并保证其内部无缩松或轻微缩松，使其完全满足打压测漏漏气量的要求。
但对于一些特殊结构的涡轮壳，特别是一些内部结构厚大、外缘和补缩通道均较薄的涡轮壳，通过传统的铸造工艺则不能够彻底消除其内部厚大部位的缩松问题。这是因为在传统的铸造工艺下，涡轮壳在充型和凝固的过程中，由于铸件内部结构厚大，需补缩的距离较长、补缩通道较薄，从而导致在冒口补缩的过程中补缩通道先于铸件中心厚大部位凝固。而一旦补缩通道先于铸件中心厚大部位凝固，那么冒口就不能有效地发挥其对铸件中心厚大部位的补缩能力。这样一来，铸件就会在其中心厚大部位处产生缩松缺陷等问题，严重影响铸件质量及加工企业的良品率，大大降低了加工企业的生产效率。
综上所述，如何提供一种使用效果好，可操作性高，且能够有效地解决涡轮壳缩松问题的铸造模具及铸造方法，就成为了一个亟待加工企业解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适用于内部结构厚大的特殊结构涡轮壳的铸造方法。
本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：
一种涡轮壳铸造方法，用于涡轮壳的铸造，所述涡轮壳的内部设置有至少一个铸件厚大部位，所述涡轮壳的外部连接有至少一个铸件补缩通道，包括如下步骤：
S1、冒口设置步骤，根据所述涡轮壳的形状选择相应规格的冒口，并将所述冒口放置于所述涡轮壳的外缘处，使所述冒口借助所述铸件补缩通道与所述涡轮壳连接；
S2、冷铁设置步骤，在所述涡轮壳的内部放置冷铁，并使所述冷铁与所述铸件厚大部位贴合；
S3、保温块设置步骤，在所述铸件补缩通道的外侧放置随形保温块，并使所述随形保温块与所述铸件补缩通道贴合；
S4、流道设计及浇注步骤，根据所述涡轮壳的形状及铸造模具的具体结构在所述铸造模具内设置相应的流道，随后借助所述流道完成所述涡轮壳的浇注；
S5、铸件打磨及出品步骤，将浇注完成的所述涡轮壳从模具上取下，并对所述涡轮壳上的冒口位置进行切削及打磨，打磨完成后的涡轮壳成品进入下一工序。
优选地，所述冒口的几何模数与所述铸件厚大部位的几何模数之比为1.2:1，所述几何模数为体积与表面积的比值。
优选地，所述冒口顶端直径为52mm，底端直径为75mm，冒口高度为119mm。
优选地，所述冷铁的数量及位置与所述铸件厚大部位的数量及位置相匹配。
优选地，所述冷铁为半环形，所述冷铁的内径为26mm，外径为40mm，高度为13.7mm。
优选地，所述随形保温块的组成成分包括漂珠、耐火骨料、麻纤维、耐火粘土、粘结剂和水。
优选地，所述随形保温块的数量及位置与所述铸件补缩通道的数量及位置相匹配。
优选地，所述随形保温块的厚度与所述铸件补缩通道的厚度相同。
优选地，所述随形保温块的厚度为10mm。
优选地，所述流道为直浇道、横浇道及内浇道中的任意一种或多种的组合。
本发明的突出效果为：本发明通过冷铁的应用，有效地缩短了铸造过程中冒口所需补缩的距离，最大限度地发挥了冒口的补缩效果。同时本发明还创造性地应用了随形保温材料，使得铸件在补缩通道位置的散热减慢，该位置的铸件凝固时间被延长，从而有效地避免了由于该位置先凝固、阻碍冒口对涡轮壳中心厚大部位补缩而导致的铸件缩松的问题，保证了铸件质量及加工企业的良品率，大大提高了加工企业的生产效率。此外，本发明的铸造方法使用成本低，使用效果好，且具有共通性，可广泛适用于各类铸件的铸造，具有广阔的应用前景。
综上所述，本发明使用成本低、操作便捷、使用效果优异，具有很高的使用及推广价值。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是本发明铸造过程中的俯视图；
图2是图1沿A—A线的半剖视图；
图3是图1沿B—B线的阶梯剖视图。
其中：1、冒口 2、随形保温块 3、涡轮壳 4、冷铁 5、铸件厚大部位 6、铸件补缩通道。
具体实施方式
本发明揭示了一种适用于内部结构厚大的特殊结构涡轮壳的铸造方法。
如图1~图3所示，一种涡轮壳铸造方法，用于涡轮壳3的铸造，所述涡轮壳3的内部设置有至少一个铸件厚大部位5，所述涡轮壳3的外部连接有至少一个铸件补缩通道6，其特征在于，包括如下步骤：
S1、冒口设置步骤，根据所述涡轮壳3的形状选择相应规格的冒口1，并将所述冒口1放置于所述涡轮壳3的外缘处，使所述冒口1借助所述铸件补缩通道6与所述涡轮壳3连接；
S2、冷铁设置步骤，在所述涡轮壳3的内部放置冷铁4，并使所述冷铁4与所述铸件厚大部位5贴合；
S3、保温块设置步骤，在所述铸件补缩通道6的外侧放置随形保温块2，并使所述随形保温块2与所述铸件补缩通道6贴合；
S4、流道设计及浇注步骤，根据所述涡轮壳3的形状及铸造模具（图中未示出）的具体结构在所述铸造模具内设置相应的流道，随后借助所述流道完成所述涡轮壳3的浇注；
S5、铸件打磨及出品步骤，将浇注完成的所述涡轮壳3从模具上取下，并对所述涡轮壳3上的冒口1位置进行切削及打磨，打磨完成后的涡轮壳3成品进入下一工序。
以下对上述铸造方法中的各部分及所涉及到的各部件的规格要求进行具体的阐述。
在本实施例中，所述涡轮壳3内部设置有一个铸件厚大部位5，且所述涡轮壳的外部连接有一个铸件补缩通道6与冒口1。
所述冒口1的位置应设置在最优的所述铸件补缩通道6处，所述铸件补缩通道6的设置位置应当遵循如下原则：1、应当考虑铸件本身的结构及型腔的大小，应当便于所述冒口1安放；2、应当使铸件补缩距离尽可能得短，以保证所述铸件补缩通道6的使用效果。
此处需要说明的是，所述冒口1的几何模数与所述铸件厚大部位5的几何模数之比为1.2:1，所述几何模数为体积与表面积的比值。此处引入几何模数的概念是为了更好地表达各部件的散热性能，一般而言，部件的体积越小、表面积越大，即所述几何模数越小，则代表部件的散热性能越好；反之则说明部件的散热性能越差。
在本实施例中，所述冒口1顶端直径为52mm，底端直径为75mm，冒口高度为119mm。
所述冷铁4的数量及位置与所述铸件厚大部位5的数量及位置相匹配。在本实施例中，所述冷铁4为半环形，所述冷铁4的内径为26mm，外径为40mm，高度为13.7mm。这样的设置也是为了使所述冷铁4能够尽可能的与所述铸件厚大部位5贴合，以保证所述冷铁4的使用效果。
所述随形保温块2是采用漂珠、辅助保温材料、耐火骨料、麻纤维、耐火粘土、粘结剂和水等材料按一定配比加工生产而成的。所述随形保温块2的具体成分及各成分间的比例应当视具体的加工需求而定。
所述随形保温块2的数量及位置与所述铸件补缩通道6的数量及位置相匹配。在本实施例中，所述随形保温块2与所述铸件补缩通道6的数量比为2:1，即在每个所述铸件补缩通道6的侧面均包覆有两块所述随形保温块2，这样的结构设置是为了更好地保证所述随形保温块2的使用效果。
所述随形保温块2是采用漂珠、辅助保温材料、耐火骨料、麻纤维、耐火粘土、粘结剂和水等材料按一定配比加工生产而成的。
所述随形保温块2的厚度与所述铸件补缩通道6的厚度相同。在本实施例中，所述随形保温块2的厚度为10mm。
所述流道为直浇道、横浇道及内浇道中的任意一种或多种的组合。具体的流道设置及分布需要根据浇注系统的设计原则以及铸件的具体结构进行设置，需要视加工时的具体情况而定。
本发明通过所述冷铁4及所述随形保温块2的设置，改善了所述涡轮壳3凝固过程中的温度场，确保了所述涡轮壳3内部所述铸件厚大部位5在整个凝固过程中优先凝固，不仅缩短了冒口补缩的距离，同时也有效地实现了所述冒口1对所述铸件厚大部位5的持续补缩。
本发明通过冷铁的应用，有效地缩短了铸造过程中冒口所需补缩的距离，最大限度地发挥了冒口的补缩效果。同时本发明还创造性地应用了随形保温材料，使得铸件在补缩通道位置的散热减慢，该位置的铸件凝固时间被延长，从而有效地避免了由于该位置先凝固、阻碍冒口对涡轮壳中心厚大部位补缩而导致的铸件缩松的问题，保证了铸件质量及加工企业的良品率，大大提高了加工企业的生产效率。此外，本发明的铸造方法使用成本低，使用效果好，且具有共通性，可广泛适用于各类铸件的铸造，具有广阔的应用前景。
综上所述，本发明使用成本低、操作便捷、使用效果优异，具有很高的使用及推广价值。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮壳铸造方法，用于涡轮壳（3）的铸造，所述涡轮壳（3）的内部设置有至少一个铸件厚大部位（5），所述涡轮壳（3）的外部连接有至少一个铸件补缩通道（6），其特征在于，包括如下步骤：
S1、冒口设置步骤：根据所述涡轮壳（3）的形状选择相应规格的冒口（1），并将所述冒口（1）放置于所述涡轮壳（3）的外缘处，使所述冒口（1）借助所述铸件补缩通道（6）与所述涡轮壳（3）连接；
S2、冷铁设置步骤：在所述涡轮壳（3）的内部放置冷铁（4），并使所述冷铁（4）与所述铸件厚大部位（5）贴合；
S3、保温块设置步骤：在所述铸件补缩通道（6）的外侧放置随形保温块（2），并使所述随形保温块（2）与所述铸件补缩通道（6）贴合；
S4、流道设计及浇注步骤：根据所述涡轮壳（3）的形状及铸造模具（图中未示出）的具体结构在所述铸造模具内设置相应的流道，随后借助所述流道完成所述涡轮壳（3）的浇注；
S5、铸件打磨及出品步骤：将浇注完成的所述涡轮壳（3）从模具上取下，并对所述涡轮壳（3）上的冒口（1）位置进行切削及打磨，打磨完成后的涡轮壳（3）成品进入下一工序。
2.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造方法，其特征在于：所述冒口（1）的几何模数与所述铸件厚大部位（5）的几何模数之比为1.2:1，所述几何模数为体积与表面积的比值。
3.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述冒口（1）顶端直径为52mm，底端直径为75mm，冒口高度为119mm。
4.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述冷铁（4）的数量及位置与所述铸件厚大部位（5）的数量及位置相匹配。
5.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述冷铁（4）为半环形，所述冷铁（4）的内径为26mm，外径为40mm，高度为13.7mm。
6.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述随形保温块（2）的组成成分包括漂珠、耐火骨料、麻纤维、耐火粘土、粘结剂和水。
7.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述随形保温块（2）的数量及位置与所述铸件补缩通道（6）的数量及位置相匹配。
8.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述随形保温块（2）的厚度与所述铸件补缩通道（6）的厚度相同。
9.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述随形保温块（2）的厚度为10mm。
10.根据权利要求1所述的涡轮壳铸造模具，其特征在于：所述流道为直浇道、横浇道及内浇道中的任意一种或多种的组合。
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