CN113426956B - 双流道砂芯组装工艺及双流道涡轮增压器壳体铸造工艺 - Google Patents

双流道砂芯组装工艺及双流道涡轮增压器壳体铸造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双流道砂芯组装工艺及双流道涡轮增压器壳体铸造工艺，将第一流道砂芯和第二流道砂芯粘接形成组合砂芯；两个流道砂芯组合时在两个砂芯配合面之间留有配合间隙，同时将尺寸相当于两个砂芯之间配合间隙的易燃或易熔化的填充片放入配合间隙内；在室温下等待粘接剂固化后将组合砂芯进行浸涂操作；将浸涂后的组合砂芯在通风的条件下烘干制成双流道砂芯；烘干时，烘干温度高于填充片的燃点或熔点；将双流道砂芯与外模及其他砂芯进一步组合后进行浇铸；浇铸时，间隙空间的尺寸小于浇铸流体的毛细长度；脱模得到双流道涡轮增压器壳体成品。本申请避免分隔墙处浇铸充型过程排气不畅导致冷隔缺陷及飞边毛刺的问题。

Description

双流道砂芯组装工艺及双流道涡轮增压器壳体铸造工艺
技术领域
本发明涉及砂芯铸造技术领域，尤其是一种双流道砂芯组装工艺及双流道涡轮增压器壳体铸造工艺。
背景技术
目前越来越多的涡轮增压器中采用双流道涡轮壳体，而双流道涡轮壳体和单流道涡轮壳体相比，内部结构更加复杂，在大规模批量生产时，需要使用两个砂芯；
分别生产两个流道砂芯后，对两个流道砂芯组合浸涂烘干后，进行浇铸生产，在两个流道砂芯组合后形成分隔墙，两个流道砂芯之间有配合面。
常规的双流道涡轮壳体中的两个砂芯在组合粘接步骤中，可以整体浸涂后烘干，也可以分别浸涂烘干后再粘接，但是以上两种方式都会存在一定问题：
先浸涂后烘干时，涂料会将配合面处的间隙堵死，烘干后浇铸过程中间隙排气不畅会导致分隔墙处产生冷隔缺陷；
分别浸涂烘干后粘接时，由于配合面上会残留涂料，在粘接后配合面处产生的间隙较大，在浇铸过程中浇铸流体会浸入间隙处产生飞边毛刺，这就需要人工打磨去除，不仅难以控制打磨量，影响涡轮增压器的性能，还增加了人工工序，增加成本。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种双流道砂芯组装工艺及双流道涡轮增压器壳体铸造工艺，避免分隔墙处浇铸充型过程排气不畅导致冷隔缺陷的问题，提高上流道涡轮壳体铸造的合格率，避免配合面处产生飞边毛刺，省略后期打磨修正工作，保证分隔墙形状的完整性。本发明采用的技术方案是：
本发明提出一种双流道砂芯组装工艺：
将第一流道砂芯和第二流道砂芯粘接形成组合砂芯；两个流道砂芯组合时在两个砂芯配合面之间留有配合间隙，同时将尺寸相当于两个砂芯之间配合间隙的易燃或易熔化的填充片放入配合间隙内，在各自粘接面涂覆粘接剂后对第一流道砂芯和第二流道砂芯粘接到位；
在室温下等待粘接剂固化后将组合砂芯进行浸涂操作；
将浸涂后的组合砂芯在通风的条件下烘干制成双流道砂芯；烘干时，烘干温度高于填充片的燃点或熔点，使得填充片自燃或熔化，并在配合间隙处形成厚度等同于填充片的间隙空间。
进一步地，所述填充片为布料、纸片或塑料制品。
进一步地，所述的烘干时间为2-3h，烘干温度高于150℃。
进一步地，所述粘接中使用的粘接剂为砂芯粘合剂，所述浸涂操作中使用的涂料为铸造涂料。
进一步地，所述间隙空间的尺寸不超过0.15mm。
本发明还提出一种双流道涡轮增压器壳体铸造工艺，将双流道砂芯与外模及其他砂芯进一步组合后进行浇铸；浇铸时，间隙空间的尺寸小于浇铸流体的毛细长度，保证浇铸过程中间隙空间能够顺利排气；
脱模得到双流道涡轮增压器壳体成品。
进一步地，所述浇铸中使用的浇铸流体为铁水或钢水。
本发明的优点：本发明利用填充片来避免浸涂过程中两个砂芯之间配合间隙被涂料堵塞，同时填充片为易燃、易熔材质，烘干过程可以直接熔化或燃烧，无需另外增加工序，节约成本，提高双流道砂芯的质量，也能保证后期浇铸充型时的排气效率，提高产品合格率；
由于烘干后的间隙空间很小，其尺寸小于铸造流体的毛细长度，铸造流体的表面张力足以支撑其重力，使其无法进入间隙空间内，保证铸造充型的过程中顺利排气，杜绝浇铸充型过程高温铁水流入间隙空间内在分隔墙处产生飞边毛刺，避免后续的打磨修整工作，降低成本，提高产品质量。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图中：1-第一流道砂芯，2-第二流道砂芯，3-填充片，4-分隔墙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅附图1，本申请实施例首先提出一种双流道砂芯组装工艺：
将第一流道砂芯1和第二流道砂芯2粘接形成组合砂芯；两个流道砂芯组合时在两个砂芯配合面之间留有配合间隙，同时将尺寸相当于两个砂芯之间配合间隙的易燃或易熔化的填充片3放入配合间隙内，在各自粘接面涂覆粘接剂后对第一流道砂芯1和第二流道砂芯2粘接到位；
在室温下等待粘接剂固化后将组合砂芯放入涂料箱内进行浸涂操作，静置3-5秒后取出，使得涂料均匀铺满组合砂芯表面，此时由于填充片3的作用，涂料不会进入配合间隙内；
将浸涂后的组合砂芯放入烘干设备流水线，在通风的条件下烘干，保证烘干温度高于填充片3的燃点或熔点，制成双流道砂芯，并在配合间隙处形成厚度等同于填充片3的间隙空间；在烘干的过程中，由于烘干温度达到了填充片3的燃点或熔点，且在空气助燃的条件下，填充片3满足自燃条件或熔化条件，使得填充片3自燃或熔化，从而间隙空间内没有涂料或填充片杂质。
由于烘干过程中填充片自燃或熔化，无需另外添加去除填充片3的工序，保证间隙空间的清洁度，也保证浇铸充型过程分隔墙处的气体能够顺畅的通过间隙空间排出，避免双流道涡轮壳体分隔墙处因浇铸充型过程排气不畅产生冷隔缺陷。
具体地，填充片3超出配合间隙，其超出的尺寸不少于0.2mm，即保证浸涂操作中涂料不进入配合间隙内。
具体地，所述填充片3为布料、纸片或塑料制品，作为良好的易燃易熔物，所需燃点或熔点较低，满足烘干过程中的自燃或自熔条件；更优的，填充片3选用低密度聚乙烯材料制品，自熔效果更好。
具体地，所述的烘干时间为2-3h，烘干温度高于150℃；当填充片3为纸张、珍珠棉等棉布或聚乙烯材料制品时，烘干温度为150℃-300℃，可以选用恒定的200℃、220℃、250℃持续烘干；当填充片3为布料时，烘干温度大于280℃。
具体地，所述粘接中使用的粘接剂为砂芯粘合剂，所述浸涂操作中使用的涂料为铸造涂料。
另外，本申请实施例还提出一种双流道涡轮增压器壳体铸造工艺：将双流道砂芯与外模及其他砂芯进一步组合后，充入1300℃以上的浇铸流体进行浇铸充型；浇铸时，间隙空间的尺寸小于浇铸流体的毛细长度，保证分隔墙4处的气体能够顺畅的通过间隙空间排出；
浇铸完毕后冷却至一定温度后脱模得到双流道涡轮增压器壳体成品；冷却温度在400℃以下，确保脱模质量。
具体地，所述浇铸中使用的浇铸流体为铁水或钢水；各种试剂的成分和用量均为本领域技术人员所熟知，且各种试剂均能够在市面上购买，故在此不赘述各试剂的成分。
在本申请中，毛细长度与表面张力系数之间的关系为：
Figure GDA0003516627650000021
其中γ为表面张力系数，ρ为流体密度，g为重力加速度，在浇铸流体为436L型号的耐高温不锈钢、浇铸温度为1600℃的条件下，填充片3的尺寸、间隙空间的尺寸对毛刺和冷隔缺陷数量影响的试验结果如下表所示：
Figure GDA0003516627650000022
由此可见，间隙空间的尺寸为0.04-0.12mm时浇铸效果更好；当间隙空间的尺寸为0.05mm-0.1mm时，表面张力作用最明显，浇铸效果最好；由此满足浇铸充型过程中分隔墙4处的排气要求，提高浇铸充型的质量，同时避免间隙空间与分隔墙4连接处产生飞边毛刺，避免了后续的打磨修整工作。
通过上述工艺铸造而成的双流道砂芯，其分隔墙处4浇铸时的质量更好，分隔墙4形状更加符合设计要求，还减少飞边毛刺的生成，提高产品合格率，避免了后续的打磨修整工作。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种双流道砂芯组装工艺，其特征在于：
将第一流道砂芯和第二流道砂芯粘接形成组合砂芯；两个流道砂芯组合时在两个砂芯配合面之间留有配合间隙，同时将尺寸相当于两个砂芯之间配合间隙的易燃或易熔化的填充片放入配合间隙内，在各自粘接面涂覆粘接剂后对第一流道砂芯和第二流道砂芯粘接到位；
在室温下等待粘接剂固化后将组合砂芯进行浸涂操作；
将浸涂后的组合砂芯在通风的条件下烘干制成双流道砂芯；烘干时，烘干温度高于填充片的燃点或熔点，使得填充片自燃或熔化，并在配合间隙处形成厚度等同于填充片的间隙空间。
2.根据权利要求1所述的双流道砂芯组装工艺，其特征在于：所述填充片为布料、纸片或塑料制品。
3.根据权利要求1所述的双流道砂芯组装工艺，其特征在于：所述的烘干时间为2-3h，烘干温度高于150℃。
4.根据权利要求1所述的双流道砂芯组装工艺，其特征在于：所述粘接中使用的粘接剂为砂芯粘合剂，所述浸涂操作中使用的涂料为铸造涂料。
5.根据权利要求1所述的双流道砂芯组装工艺，其特征在于：所述间隙空间的尺寸不超过0.15mm。
6.一种双流道涡轮增压器壳体铸造工艺，包括如权利要求1-5中任一项所述的双流道砂芯组装工艺，其特征在于：将双流道砂芯与外模及其他砂芯进一步组合后进行浇铸；浇铸时，间隙空间的尺寸小于浇铸流体的毛细长度，保证浇铸过程中间隙空间能够顺利排气；
脱模得到双流道涡轮增压器壳体成品。
7.根据权利要求6所述的双流道涡轮增压器壳体铸造工艺，其特征在于：所述浇铸中使用的浇铸流体为铁水或钢水。
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