CN111655988B - 涡轮机壳体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在涡轮机壳体的制造方法中，涡轮机壳体的废气流路由金属板分割体和铸造分割体构成，对金属板材料进行冲压成形而形成金属板分割体，通过铸造来成形铸造分割体，在对铸造分割体进行铸造时，将金属板分割体的一端熔化而使其铸入到铸造分割体的内部，使该一端的原来的形状消失。

Description

涡轮机壳体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在车辆的涡轮增压器(涡轮超级增压器)中所使用的涡轮机壳体的制造方法。
背景技术
作为涡轮增压器的涡轮机壳体，一般为铸造制的壳体，例如专利文献1所提出的涡轮机壳体。该涡轮机壳体通过熔模精密铸造法而制造，从而质量轻且具有耐热性。
此外，例如专利文献2提出了一种为了更进一步的轻量化而使用钢板的冲压(Press)成形品来制作的金属板制的涡轮机壳体。根据专利文献2，通过铸造来在金属板制的壳状体的一端形成基部。即，对金属板制的壳状体的一端进行包铸而一体地接合基部。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：日本特开2003-56354号公报
专利文献2：日本特开2004-143937号公报
发明内容
(发明所要解决的问题)
然而，若使用专利文献2的方法来生产涡轮机壳体，则壳状体在铸模内部作为冷铁(散热器)来发挥作用，可能会出现壳状体在熔融金属内没有完全熔化而残留的情况。即，仅通过在残留的壳状体的表面上固定铸造材料来，有可能在壳状体和铸造材料之间形成边界面的状态。进而，还有可能在壳状体和铸造材料之间出现如裂缝那样的间隙的情况。在这种接合状态下，接合强度不足，从而存在因涡轮机壳体的使用环境中的振动、热应力而导致的疲劳破坏的可能性。
因此，本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种充分保障接合强度的涡轮机壳体的制造方法。
(解决问题所采用的措施)
本发明的涡轮机壳体的制造方法中，涡轮机壳体的废气流路由金属板分割体和铸造分割体构成，对金属板材料进行冲压成形而形成金属板分割体，通过铸造来成形铸造分割体，在对铸造分割体进行铸造时，将金属板分割体的一端熔化而使其铸入到铸造分割体的内部，使该一端的原来的形状消失。
(发明的效果)
根据本发明，在将金属板制的部件和由铸造材料制成的部件一体地接合的情况下，可充分保障接合强度，并能够降低因涡轮机壳体的使用环境中的振动、热应力而导致的疲劳破坏的可能性。
附图说明
图1为本发明的一实施方式的在涡轮增压器中所使用的涡轮机壳体的侧视图。
图2为上述涡轮机壳体的主视图。
图3为上述涡轮机壳体的后视图。
图4为上述涡轮机壳体的剖视图。
图5为沿图4中的Y-Y线的剖视图。
图6为对上述涡轮机壳体的由金属板制部件和金属板制的排气管进行精密铸造的铸模的剖视图。
图7为用上述铸模而嵌入成形的蜡模的剖视图。
图8为在表面形成了涂层的蜡模的剖视图。
图9为熔出蜡模而形成腔室的状态的剖视图。
图10为用上述铸模而精密铸造的成形品的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1为本发明的一实施方式的在涡轮增压器中所使用的涡轮机壳体的侧视图，图2为涡轮机壳体的主视图，图3为涡轮机壳体的后视图，图4为涡轮机壳体的剖视图，图5为沿图4中的Y-Y线的剖视图，图6为对涡轮机壳体的金属板制部件和金属板制的排气管进行精密铸造的铸模的剖视图，图7为用铸模而嵌入成形的蜡模的剖视图，图8为在表面形成了涂层的蜡模的剖视图，图9为熔出蜡模而形成腔室的状态的剖视图，图10为用铸模而精密铸造的成形品的剖视图。
如图1～图4所示，涡轮机壳体10是作为车辆的涡轮增压器(涡轮超级增压器)的壳体来使用。涡轮机壳体10为由内筒20、连接在该内筒20的排气出口侧的部位(圆筒状部23d)的排气管30、以及隔着规定的间隙G覆盖这些内筒20及排气管30的外筒40构成的双重壳(双重管)结构，其中，内筒20构成形成在中央凸缘(center flange)11、排气入口侧凸缘12及排气出口侧(废气流动的下游侧)凸缘13之间的排气流路K；中央凸缘11由铸件制成；排气入口侧凸缘12构成废气B的入口12a且由铸件制成；排气出口侧凸缘13构成废气B的出口13a。涡轮机壳体10将从排气入口侧凸缘12的入口12a进入的废气B经由配设于内筒20的旋回中心部(中心部)O的涡轮机叶轮14而从铸件制的排气出口侧凸缘13的出口13a排出。
如图1所示，在中央凸缘11连接有压缩机15。此外，在用于排放废气B的排气出口侧凸缘13通过连接法兰17及连接管18连接有用于去除废气B中的有害的污染物质的催化转化器(废气净化装置)16。即，涡轮机壳体10介于催化转化器16和吸气侧的压缩机15之间。
如图2及图4所示，内筒20实质上划分形成壳体内部的废气B的废气流路K，外筒40构成为隔着规定的间隙G而完全覆盖内筒20及排气管30，在保护内筒20及排气管30的同时进行绝热，并且起到提高涡轮机壳体10的刚性的作用的壳体构造体。
如图4所示，内筒20由第一内筒分割体21(金属板分割体)、第二内筒分割体22(金属板分割体)、以及第三内筒分割体23(铸造分割体)构成，所述第一内筒分割体21及第二内筒分割体22由在与涡轮机叶轮14的涡轮轴14a的轴向L正交的方向上分割成两部分的金属板制的薄板状的部件构成，所述第三内筒分割体23由与涡轮机叶轮14对置(废气B的排气出口侧的区域)的精密铸件制的部件构成。此外，第三内筒分割体23使用耐热性比金属板更高的铸造材料并通过脱蜡精密铸造法(lost-wax casting)来形成。作为构成第一内筒分割体21及第二内筒分割体22的金属板材料，例如，可使用铁素体不锈钢SUS429或者SUS430。此外，作为铸造材料，使用与金属板材料同种类的材料。在本实施方式中，使用与金属板材料相应的铁素体不锈钢。
如图2及图4所示，第一内筒分割体21和第二内筒分割体22通过对金属板进行冲压(press)加工而成形为规定的弯曲筒形状，对该冲压成形的两个金属板制的第一内筒分割体21的后周缘侧的端部21b和第二内筒分割体22的前周缘侧的端部22a进行熔焊而接合固定。即，第一内筒分割体21的后周缘侧的端部21b和第二内筒分割体22的前周缘侧的端部22a向外侧垂直弯曲形成而长度互不相同，这些长短不同的端部21b、21a之间通过熔焊(熔焊部分用符号E来表示)来被固定。
此外，如图2及图4所示，第三内筒分割体23由精密铸件部件成形为规定的弯曲筒形状，如图4所示，金属板制的第二内筒分割体22的后周缘侧的端部22b侧的部分和精密铸件制的第三内筒分割体23的后外周缘侧的台阶凹状的端部23b侧的部分彼此是在第三内筒分割体23的精密铸件工序中将金属板制的第二内筒分割体22的后周缘侧的端部22b侧的部分一起铸入到第三内筒分割体23中而接合。在图4中，用虚线示出了包铸在第三内筒分割体23内的端部22b，但这只不过是为了便于说明而示出铸入前的端部22b的金属板形状而已。实际上，在铸造第三内筒分割体23时，端部22b熔化(以端部22b的原来形状消失的方式熔化)而铸入到第三内筒分割体23内，使第二内筒分割体22与第三内筒分割体23成为一体。由此，作为内筒20的废气B的排气出口侧的区域的朝向涡轮机叶轮14的部位是由精密铸件制的第三内筒分割体23形成，其余部位是由金属板制的第一内筒分割体21及第二内筒分割体22形成，而在其内部形成废气流路K，其中，所述精密铸件制的第三内筒分割体23由精密铸件制的部件构成，所述金属板制的第一内筒分割体21及第二内筒分割体22是由金属板制的板材构成。
进而，如图2、图4所示，由精密铸件制的第三内筒分割体23的正面23a为平坦的部分，其形成为下侧(排气入口侧凸缘12)的面积比上侧(排气入口侧凸缘12的相反侧)的面积大。即，如图4所示，由精密铸件制的第三内筒分割体23的排气入口侧凸缘12附近部位形成为其壁厚大于其相反侧的部位的壁厚。由此，由精密铸件制的第三内筒分割体23形成内筒20的废气流路K的流路面k的一部分。
进而，在精密铸件制的第三内筒分割体23的排气入口侧形成有台阶圆环状的凹部23c的同时，在排气出口侧一体地突出形成有圆筒状部23d(筒状部)。在该台阶圆环状的凹部23c中嵌入有保护涡轮机叶轮14的圆环状的加强部件(未图示)。
此外，如图4所示，精密铸件制的第三内筒分割体23的圆筒状部23d的内壁形成为朝向出口侧扩展的大致圆锥状的斜面23e。该第三内筒分割体23的圆筒状部23d的内部的斜面23e侧的部分和金属板制的圆筒状的排气管30的前侧的端部31侧的部分之间是在第三内筒分割体23的精密铸件工序中将排气管30的前侧的端部31侧的部分一起铸入到第三内筒分割体23的圆筒状部23d的内壁的斜面23e侧的部分，由此，金属板制的排气管30被接合到精密铸件制的第三内筒分割体23。在图4中，用虚线示出了包铸在第三内筒分割体23内的端部31，但这只不过是为了便于说明而示出铸入前的端部31的金属板形状而已。实际上，在铸造第三内筒分割体23时，端部31熔化(以端部31的原来形状消失的方式熔化)而铸入到第三内筒分割体23内，使排气管30与第三内筒分割体23成为一体。
如图1～图4所示，外筒40由沿涡轮机叶轮14的涡轮轴14a的轴向L(车辆行进时的振动方向)分割成两部分的第一外筒分割体41和第二外筒分割体42这两个金属板制的薄板部件构成。该第一外筒分割体41和第二外筒分割体42通过对金属板进行冲压加工而以规定的弯曲形状形成，对该冲压成形的两个金属板制的第一外筒分割体41和金属板制的第二外筒分割体42进行熔焊而接合，由此隔着规定的间隙G来完全覆盖住内筒20及排气管30。
即，如图1、图3、图4所示，金属板制的第一外筒分割体41的以台阶状延伸的另一端部41b及金属板制的第二外筒分割体42的以台阶状延伸的一端部42a以使第一外筒分割体41的另一端部41b位于下方的方式重叠并沿涡轮机叶轮14的涡轮轴14a的轴向L(轴的直线方向)进行熔焊(熔焊部分用符号E来表示)而使它们相互固定。由此，在车辆行使中，由于在涡轮轴14a的轴向L收缩，因此，通过沿轴向L熔焊，可防止焊缝的破裂。
此外，如图5所示，沿着外筒40的弯曲形状而冲压成形的金属板制的各板45、46(加强板材)至少通过一处熔焊来固定于构成外筒40的金属板制的第一外筒分割体41和金属板制的第二外筒分割体42的各自的内部面。
如图2及图4所示，中央凸缘11形成为圆环状，其中央的圆形的开口部11a内配置涡轮机叶轮14的涡轮轴14a的未图示的轴承。在中央凸缘11的精密铸件工序中，将金属板制的第一内筒分割体21的前周缘侧的端部21a侧的部分一起铸入到中央凸缘11的内周面11b侧的部分，由此，金属板制的第一内筒分割体21被接合于中央凸缘11的内周面11b侧的部分。在图4中，用虚线示出了包铸在中央凸缘11内的端部21a，但这只不过是为了便于说明而示出铸入前的端部21a的金属板形状而已。实际上，在铸造中央凸缘11时，端部21a熔化(以端部21a的原来形状消失的方式熔化)而铸入到中央凸缘11内，使第一内筒分割体21与中央凸缘11成为一体。
此外，中央凸缘11的外周面11c通过熔焊(熔焊部分用符号E来表示)来固定有构成外筒40的金属板制的第一外筒分割体41及金属板制的第二外筒分割体42的前周缘侧的各端部41c、42c。此外，在中央凸缘11以等间隔形成有多个螺栓安装用的螺纹孔11d。
如图4所示，排气出口侧凸缘12形成为大致圆环状，其开口部12a成为废气B的入口。在排气入口侧凸缘12的外周面12b的上侧的内侧形成有台阶环状的凹部12c，并且在排气入口侧凸缘12的内周面12d的中途部一体地形成有向内侧突出的阶梯部12e。内筒20的金属板制的第一内筒分割体21的下端部21c侧及金属板制的第二内筒分割体22的下端部22c侧沿该阶梯部12e的上方分别形成为半圆弧弯曲状，并且在与该阶梯部12e之间具有开口部25(间隙)而伸缩自如地带游隙嵌合。
此外，如图2～图4所示，构成外筒40的金属板制的第一外筒分割体41及金属板制的第二外筒分割体42的下端部41e、42e侧沿排气入口侧凸缘12的凹部12c分别形成为半圆弧弯曲状形成，并且在嵌合于凹部12c内的状态下通过熔焊(熔焊部分用符号E来表示)来固定于外周面12b的上侧。此外，在排气入口侧凸缘12以等间隔形成有未图示的多个螺栓安装用的螺纹孔。
进而，如图3及图4所示，排气出口侧凸缘13形成为大致四角板状，其中央的圆形的开口部13a成为废气B的出口。在排气出口侧凸缘13的内周面13b通过熔焊(熔焊部分用符号E来表示)来固定有构成外筒40的金属板制的第一外筒分割体41及金属板制的第二外筒分割体42的后周缘侧的各端部41d、42d、以及排气管30的后侧的端部32。此外，在排气出口侧凸缘13的角部分别形成有螺栓安装用的螺纹孔13d。
使用图6示出的由一对下模51、52和上模53构成的铸模50并通过熔模(失蜡)精密铸造法来制造以上实施方式的涡轮机壳体10的金属板制的第二内筒分割体22和形成废气B的排气出口侧的区域的铸件制的第三内筒分割体23及金属板制的排气管30。
具体地，如图6所示，首先，在金属板制的第二分割体22的冲压工序中，嵌入于蜡56的部分预先冲压成形屈曲部22b，并且预先将金属板制的第二内筒分割体22的通路内面(气体流路面)侧冲压成形为与铸件制的第三内筒分割体23无台阶地平滑衔接的面22d。
将预先与排气管30成为一体的脱蜡模芯54(例如，陶瓷模芯)夹在一对下模51、52之间而形成下模。
接着，将预先冲压成形的金属板制的第二内筒分割体22设置在一对下模51、52上之后将上模53与一对下模51、52合模。从该状态开始，往铸模50的腔室55内注入蜡56而形成嵌入有排气管30和第二内筒分割体22的蜡模57(蜡原模)。如图7所述，所完成的蜡模57为脱蜡模芯54插入到排气管30内的状态。
接着，制作铸模50。
首先，在蜡模57上设置浇口，如图8所示，对蜡模57的表面进行陶瓷涂覆(形成多层)而形成涂层81(陶瓷涂层)。接着，进行加热/脱蜡。即，对涂覆了陶瓷的蜡模57进行加热而使蜡56从浇口熔出到模外，如图9所示，曾存在蜡56的部分形成腔室。而后，通过烧成来完成铸模50。
此外，在对涂覆了陶瓷的蜡模57进行加热而使蜡56从浇口熔出到模外的工序(加热/脱蜡工序)中，以蜡的熔点以上的温度加热蜡模57。此时，为了防止进行加热/脱蜡工序期间内金属板发生异常氧化的情况，将加热/脱蜡工序中的蜡模57的加热的上限温度设定为构成金属板的材料的抗高温氧化温度(能够抵抗异常氧化的温度)。例如，在加热/脱蜡工序中，以700℃到1300℃的范围对蜡模57进行加热。此外，在金属板材料中使用SUS430的情况下，由于SUS的抗高温氧化温度为900℃左右，因此与之对应地以700℃～900℃左右的温度对蜡模57进行加热。
若在金属板的表面生成氧化膜，则在后述的铸造工序中，该氧化膜会妨碍金属板的熔化。因此，在加热/脱蜡工序中，对加热蜡模57时的温度进行控制，以抑制在金属板的表面生成氧化膜。
接着，将熔融金属从浇口注入到铸模50的熔出蜡56后的腔室55内，并在熔融金属冷却后进行脱模，移除铸模50、模芯54、浇口之后进行去毛刺等而完成最后加工。由此，完成如图10所示的成形品58，并将排气管30和第二内筒分割体22中的金属板部58A的铸入部位和铸造部58B完全熔化。即，将金属板部58A的一端熔化而铸入到铸造部58B的内部而使该一端的原来形状消失。在图10中，在铸造第三内筒分割体23时，端部22b熔化而铸入到第三内筒分割体23内，使端部22b消失，从而表现为第二内筒分割体22与第三内筒分割体23成为一体的状态。此外，在图10中，在铸造第三内筒分割体23时，端部31熔化而铸入到第三内筒分割体23内，使端部31消失，从而表现为排气管30与第三内筒分割体23成为一体的状态。与图10示出的一体化的状态相同地，在铸造中央凸缘11时，端部21a熔化而铸入到中央凸缘11内，使端部21a消失，从而第一内筒分割体21与中央凸缘11成为一体。
此外，在将熔融金属从浇口注入到铸模50的熔出蜡56后的腔室55内的工序(铸造工序)中，将蜡的熔点温度作为下限温度，构成金属板的材料的抗高温氧化温度作为上限温度，以下限温度和上限温度之间的温度对蜡模57进行加热。例如，在铸造工序中，以700℃到1300℃的范围对蜡模57进行加热。在金属板材料中使用SUS430的情况下，由于SUS的抗高温氧化温度为900℃左右，因此与之对应地，以700℃～900℃左右的温度对蜡模57进行加热。在此，由于在以接近于熔融金属的凝固点的温度对腔室进行保温的状态下使熔融金属成形而实现高精度的铸造，因此优选为以接近于上限温度的温度对蜡模57进行加热。
如此，对蜡模57进行加热而腔室被保温的状态下注入熔融金属。在铸造材料为铁素体不锈钢的情况下，将熔融金属的温度定为1400℃～1700℃。此外，熔融金属的温度定为构成金属板的材料的熔点以上的温度。不过，形成腔室的涂层81的熔点高于熔融金属的温度。
在铸造工序中，在以接近于熔融金属的凝固点的温度对腔室进行保温的状态下注入熔融金属而实现高精度的铸造。然而，若腔室的温度达到构成金属板的材料(金属板分割体)发生异常氧化的温度，则会在金属板的表面生成氧化膜，氧化膜会妨碍熔化，使腔室内的金属板无法完全熔化。因此，通过控制腔室内的温度而抑制在金属板的表面生成氧化膜的情况，据此能够使在金属板的端部的构成金属板的材料熔化。
在金属板制的第二内筒分割体22的冲压工序中，嵌入于蜡56的部分预先形成屈曲部22b，在蜡模57的成形工序中，将金属板制的第二内筒分割体22的屈曲部22b嵌入到蜡56中而形成蜡模57之后，在该蜡模57的表面涂覆陶瓷，由此，在所制作的蜡模57的表面喷涂作为模具材料(造型材料)的陶瓷而成形蜡模57的工序中能够防止金属板制的第二内筒分割体22从蜡56中脱落的情况。
此外，在金属板制的第二内筒分割体22的冲压工序中，预先将第二内筒分割体22的通路内面形成为与铸件制的第三内筒分割体23无台阶地平滑衔接的面22d，在蜡模57的成形工序中，以将蜡模57与金属板制的第二内筒分割体22的通路内面侧无台阶地平滑衔接的方式嵌入成形，由此，能够将金属板部58A和铸造部58B的接缝以不扰乱废气气流的方式成形。即，能够谋求用于减少内筒20的气流的湍流(紊流)的表面平整(flush surface)化。
如此，在制造铸件制的铸造分割体的铸造工序中，将金属板分割体的一端一体地铸入到铸造分割体的铸造部分中而形成涡轮机壳体10的内筒20，由此，不需要、或者、能够简化(减少加工量)传统的组装后的熔焊和切削加工及洗净等各工序，并能够以低成本制造高精度的涡轮机壳体10。
此外，如图10所示，可提高成形品58的金属板部58A和铸造部58B的接合部的强度。进而，由于进行铸入，因此不需要焊枪(welding torch)的活动空间，与此对应地，可实现涡轮机壳体10的小型化。
此外，中央凸缘11和金属板制的第一内筒分割体21也使用所述铸模50，通过将金属板制的第一内筒分割体21一体地铸入到中央凸缘11中形成。
此外，根据所述实施方式，虽然对将构成内筒的金属板制的第一内筒分割体、第二内筒分割体、排气管铸入于精密铸件制的第三内筒分割体、铸件制的法兰中的情况进行了说明，但也可将构成外筒的金属板制的第一外筒分割体、第二外筒分割体铸入于排气入口侧的铸件制的法兰等中。
以上，基于实施方式对本发明的内容进行了说明，但本发明并不限定于这些记载。例如，作为金属板材料，并不限定于铁素体不锈钢，也可使用奥氏体不锈钢，与之相应地，铸造材料也可使用奥氏体不锈钢。此外，在本领域技术人员可在本发明的主旨的范围内进行各种变形及改良，构成该公开的一部分的论述与附图不应理解为对本发明的限定。根据该公开，本领域技术人员可容易地得出各种替代实施方式、实施例及运用技术。
本发明当然包括在此没有记载的各种实施方式等。因此，本发明的保护范围是仅由上述说明中合适的权利要求书的范围所涉及的发明特定事项来确定。
本申请主张基于2017年12月22日申请的日本特愿第2017－245806号的优先权以及2018年5月30日申请的日本特愿第2018-103311号的优先权，并且这些专利申请的全部内容以引用的方式并入本申请的说明书中。
(产业上的可利用性)
根据本发明，在将金属板制的部件和由铸造材料制成的部件一体地接合的情况下，可充分保障接合强度，并能够降低因涡轮机壳体的使用环境中的振动、热应力而导致的疲劳破坏的可能性。
(附图标记的说明)
10 涡轮机壳体
12 排气入口侧凸缘
12a 开口部(废气的入口)
13 排气出口侧凸缘
13a 开口部(废气的出口)
14 涡轮机叶轮
20 内筒
21 金属板制的第一内筒分割体(金属板分割体)
22 金属板制的第二内筒分割体(金属板分割体)
22b 屈曲部
22d 无台阶地平滑衔接的面
23 铸件制的第三内筒分割体(耐热性比金属板更高的材料被铸造而形成的铸造分割体)
50 铸模
56 蜡
57 蜡模(蜡原模)
81 涂层
B 废气
K 涡状的废气流路
O 旋回中心部(中心部)

Claims (8)

1.一种涡轮机壳体的制造方法，所述涡轮机壳体的废气流路由金属板分割体和铸造分割体构成，其特征在于，所述涡轮机壳体的制造方法包括：
对金属板材料进行冲压成形而形成所述金属板分割体的工序；以及，
成形所述铸造分割体的铸造工序，
在所述铸造工序中，将所述金属板分割体的一端熔化而使其铸入到所述铸造分割体的内部，使所述一端的原来的形状消失。
2.根据权利要求1所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
所述铸造工序包含：
蜡成形工序，将蜡成形为所述铸造分割体的形状，并且，成形嵌入有所述金属板分割体的所述一端的蜡原模；
涂覆工序，在所述蜡原模的表面形成涂层；
腔室形成工序，使所述蜡原模消失而形成腔室；以及
熔融金属工序，在将所述腔室加热至规定温度的状态下，往所述腔室的内部注入熔融金属而成形所述铸造分割体，
所述规定温度设定为所述蜡熔化的温度以上且为维持所述金属板材料的抗高温氧化性的温度。
3.根据权利要求2所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
在所述腔室形成工序中，以所述蜡的熔点以上且维持所述金属板材料的抗高温氧化性的温度对所述蜡原模进行加热。
4.根据权利要求3所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
在形成所述金属板分割体的工序中，在所述金属板分割体的所述一端形成屈曲部，
在所述蜡成形工序中，将所述屈曲部嵌入成形于所述蜡原模中而使所述金属板分割体固定于所述蜡原模。
5.根据权利要求3或4所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
以所述金属板分割体的废气流路的内面和所述铸造分割体的内面平滑衔接的方式成形所述蜡原模。
6.根据权利要求1～4任一项所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
在所述铸造工序中，将排气管的端部熔化而铸入到所述铸造分割体的内部。
7.根据权利要求6所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
通过熔焊将所述排气管的另一端部固定于排气出口侧凸缘。
8.根据权利要求1～4任一项所述的涡轮机壳体的制造方法，其特征在于，
与涡轮机叶轮对置的部位为所述铸造分割体。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111512032B (zh) * 2017-12-26 2021-07-13 马瑞利株式会社 涡轮机壳体的制造方法
KR20210155437A (ko) * 2020-06-15 2021-12-23 삼성디스플레이 주식회사 윈도우 성형 장치 및 이를 이용한 윈도우 성형 방법
US12060804B2 (en) * 2021-09-26 2024-08-13 Garret Transportation I Inc. Turbocharger turbine housing
CN115213352B (zh) * 2022-08-12 2024-02-02 肇庆匹思通机械有限公司 一种涡壳成型工艺

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55153658A (en) * 1979-05-19 1980-11-29 Nissan Motor Co Ltd Precise casting method
JPS61167105A (ja) 1985-01-18 1986-07-28 Hitachi Ltd タ−ボチヤ−ジヤ
JPH0171137U (zh) 1987-10-29 1989-05-12
JP2003056354A (ja) 2001-08-21 2003-02-26 Hmy Ltd 自動車用排気系タービンハウジング
JP2004143937A (ja) * 2002-10-21 2004-05-20 Aisin Takaoka Ltd 過給機用ハウジング及びその製造方法
US7055574B2 (en) * 2004-07-27 2006-06-06 Honeywell International Inc. Method of producing metal article having internal passage coated with a ceramic coating
DE102007050124B4 (de) 2007-10-19 2010-08-12 Daimler Ag Gehäuse für ein Laufrad
DE102012201871A1 (de) 2012-02-08 2013-08-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Abgasturbolader-Turbinengehäuses mit Trennwand
CN102717032B (zh) * 2012-07-09 2014-01-15 江苏多为泵业股份有限公司 一种汽车涡轮增压器壳体件的精密铸造方法
JP6186920B2 (ja) 2013-06-18 2017-08-30 株式会社Ihi 過給機用スクロールハウジングの製造方法
KR101365021B1 (ko) * 2013-07-25 2014-03-10 주식회사 세연에스씨에스 중력 주조용 금형
US9061349B2 (en) * 2013-11-07 2015-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Investment casting method for gas turbine engine vane segment
JP6805812B2 (ja) 2016-12-26 2020-12-23 株式会社デンソーウェーブ マニプレータの動作判定装置

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