JP2002332562A - Ｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法 - Google Patents
Ｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法Info
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- JP2002332562A JP2002332562A JP2001140030A JP2001140030A JP2002332562A JP 2002332562 A JP2002332562 A JP 2002332562A JP 2001140030 A JP2001140030 A JP 2001140030A JP 2001140030 A JP2001140030 A JP 2001140030A JP 2002332562 A JP2002332562 A JP 2002332562A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ９５０°Ｃ程度の高温、排ガス雰囲気下にお
いて長時間使用されるＶＧＳタイプターボチャージャの
排気ガイドアッセンブリに適用できる新規な耐熱部材の
製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、可変翼１、タービンフレーム
２、可変機構３等の排気ガイドアッセンブリＡに適用さ
れる構成部材を、高合金オーステナイト系耐熱ステンレ
ス鋼・鉄系超合金・ニッケル系超合金から選択されるい
ずれかの素材にイオン化浸炭を施し、その後、塩浴処理
を行って製造することを特徴とする。
いて長時間使用されるＶＧＳタイプターボチャージャの
排気ガイドアッセンブリに適用できる新規な耐熱部材の
製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、可変翼１、タービンフレーム
２、可変機構３等の排気ガイドアッセンブリＡに適用さ
れる構成部材を、高合金オーステナイト系耐熱ステンレ
ス鋼・鉄系超合金・ニッケル系超合金から選択されるい
ずれかの素材にイオン化浸炭を施し、その後、塩浴処理
を行って製造することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用エンジン等
に用いられるターボチャージャに関するものであって、
特にこのものに組み込まれる排気ガイドアッセンブリに
係るものである。
に用いられるターボチャージャに関するものであって、
特にこのものに組み込まれる排気ガイドアッセンブリに
係るものである。
【０００２】
【発明の背景】自動車用エンジンの高出力化、高性能化
の一手段として用いられる過給機としてターボチャージ
ャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギ
によってタービンを駆動し、このタービンの出力によっ
てコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の
過給状態をもたらす装置である。ところでこのターボチ
ャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排
気流量の低下により排気タービンが効率的に回るまでの
もたつき感と、その後の一挙に吹き上がるまでの所要時
間いわゆるターボラグ等が生ずることを免れないもので
あった。またもともとエンジン回転が低いディーゼルエ
ンジンでは、ターボ効果を得にくいという欠点があっ
た。
の一手段として用いられる過給機としてターボチャージ
ャが知られており、このものはエンジンの排気エネルギ
によってタービンを駆動し、このタービンの出力によっ
てコンプレッサを回転させ、エンジンに自然吸気以上の
過給状態をもたらす装置である。ところでこのターボチ
ャージャは、エンジンが低速回転しているときには、排
気流量の低下により排気タービンが効率的に回るまでの
もたつき感と、その後の一挙に吹き上がるまでの所要時
間いわゆるターボラグ等が生ずることを免れないもので
あった。またもともとエンジン回転が低いディーゼルエ
ンジンでは、ターボ効果を得にくいという欠点があっ
た。
【０００３】このため低速回転域からでも効率的に作動
するＶＧＳタイプのターボチャージャが開発されてきて
いる。このものは少ない排気量を可変翼（羽）で絞り込
み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きく
することで、低速回転時でも高出力を発揮できるように
したものであり、特に近年その排気ガス中のＮＯｘ量が
問題とされているディーゼルエンジンにおいては、低速
回転時からエンジンの効率化を図ることのできる有用な
ターボチャージャである。このＶＧＳタイプのターボチ
ャージャにおける排気ガイドアッセンブリは高温・排気
ガス雰囲気下で使用されるものであり、その製造には、
耐熱性を有する素材、例えばＪＩＳ規格、ＳＵＳ、ＳＵ
Ｈ、ＳＣＨ、ＮＣＦ超合金等の耐熱材料が使用されつつ
あったが、非常に過酷な条件で使用されるものであるた
め、その耐久寿命には、一定の限界があり、更なる耐久
性の向上が切望されている。
するＶＧＳタイプのターボチャージャが開発されてきて
いる。このものは少ない排気量を可変翼（羽）で絞り込
み、排気の速度を増し、排気タービンの仕事量を大きく
することで、低速回転時でも高出力を発揮できるように
したものであり、特に近年その排気ガス中のＮＯｘ量が
問題とされているディーゼルエンジンにおいては、低速
回転時からエンジンの効率化を図ることのできる有用な
ターボチャージャである。このＶＧＳタイプのターボチ
ャージャにおける排気ガイドアッセンブリは高温・排気
ガス雰囲気下で使用されるものであり、その製造には、
耐熱性を有する素材、例えばＪＩＳ規格、ＳＵＳ、ＳＵ
Ｈ、ＳＣＨ、ＮＣＦ超合金等の耐熱材料が使用されつつ
あったが、非常に過酷な条件で使用されるものであるた
め、その耐久寿命には、一定の限界があり、更なる耐久
性の向上が切望されている。
【０００４】
【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであって、最高９５０℃にも達す
る熱サイクル、排気ガス雰囲気下で、長時間使用される
ＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブ
リに適用可能な高耐久性を有する耐熱部材の開発を試み
たものである。
認識してなされたものであって、最高９５０℃にも達す
る熱サイクル、排気ガス雰囲気下で、長時間使用される
ＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブ
リに適用可能な高耐久性を有する耐熱部材の開発を試み
たものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
ＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブ
リに適用可能な耐熱部材を製造する方法は、エンジンか
ら排出される排気ガスの流量を適宜調節して排気タービ
ンを回転させる可変翼と、この可変翼を排気タービンの
外周部において回動自在に支持するタービンフレーム
と、この可変翼を適宜回動させ、排気ガスの流量を調節
する可変機構とを具え、少ない排気流量を可変翼によっ
て絞り込み、排気の速度を増し、低速回転時にも高出力
を発揮できるようにしたＶＧＳタイプのターボチャージ
ャにおける排気ガイドアッセンブリに対し適用可能な高
耐久性を有する耐熱部材を製造する方法であって、この
方法は、高合金オーステナイト系耐熱ステンレス鋼・鉄
系超合金・ニッケル系超合金から選択されるいずれかの
素材にイオン化侵炭を施し、その後、塩浴処理を行うこ
とを特徴として成るものである。この発明によれば、イ
オン化侵炭及び塩浴処理により素材表面の高温硬度が確
保され、高耐久性を有する耐熱部材が提供されることに
なる。
ＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブ
リに適用可能な耐熱部材を製造する方法は、エンジンか
ら排出される排気ガスの流量を適宜調節して排気タービ
ンを回転させる可変翼と、この可変翼を排気タービンの
外周部において回動自在に支持するタービンフレーム
と、この可変翼を適宜回動させ、排気ガスの流量を調節
する可変機構とを具え、少ない排気流量を可変翼によっ
て絞り込み、排気の速度を増し、低速回転時にも高出力
を発揮できるようにしたＶＧＳタイプのターボチャージ
ャにおける排気ガイドアッセンブリに対し適用可能な高
耐久性を有する耐熱部材を製造する方法であって、この
方法は、高合金オーステナイト系耐熱ステンレス鋼・鉄
系超合金・ニッケル系超合金から選択されるいずれかの
素材にイオン化侵炭を施し、その後、塩浴処理を行うこ
とを特徴として成るものである。この発明によれば、イ
オン化侵炭及び塩浴処理により素材表面の高温硬度が確
保され、高耐久性を有する耐熱部材が提供されることに
なる。
【０００６】また請求項２記載のＶＧＳタイプターボチ
ャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部
材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加え、
選択される素材が、高合金オーステナイト系耐熱ステン
レス鋼である場合において、当該素材が含有する炭素量
を規定内最低限にし、且つＴｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ及びＺ
ｒの一種またはそれ以上を含有させることを特徴として
成るものである。
ャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部
材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加え、
選択される素材が、高合金オーステナイト系耐熱ステン
レス鋼である場合において、当該素材が含有する炭素量
を規定内最低限にし、且つＴｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ及びＺ
ｒの一種またはそれ以上を含有させることを特徴として
成るものである。
【０００７】更にまた請求項３記載のＶＧＳタイプター
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加
え、選択される素材が、鉄系超合金である場合におい
て、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ及びＺｒの一種またはそれ以
上を含有させることを特徴として成るものである。
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加
え、選択される素材が、鉄系超合金である場合におい
て、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ及びＺｒの一種またはそれ以
上を含有させることを特徴として成るものである。
【０００８】更にまた請求項４記載のＶＧＳタイプター
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加
え、選択される素材が、高合金オーステナイト系耐熱ス
テンレス鋼または鉄系超合金の圧延材である場合におい
て、当該素材をフェライト域の大圧下熱間圧延により、
微細粒化することを特徴として成るものである。
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加
え、選択される素材が、高合金オーステナイト系耐熱ス
テンレス鋼または鉄系超合金の圧延材である場合におい
て、当該素材をフェライト域の大圧下熱間圧延により、
微細粒化することを特徴として成るものである。
【０００９】更にまた請求項５記載のＶＧＳタイプター
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加
え、選択される素材がニッケル系超合金である場合にお
いて、許容範囲内の高応力下で多量の内部歪みを蓄積さ
せ、それらを核とする微細なγ′相を析出させることを
特徴として成るものである。
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法は、前記請求項１記載の要件に加
え、選択される素材がニッケル系超合金である場合にお
いて、許容範囲内の高応力下で多量の内部歪みを蓄積さ
せ、それらを核とする微細なγ′相を析出させることを
特徴として成るものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明について具体的に説明
する。説明にあたっては、本発明に係るＶＧＳタイプの
ターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリにつ
いて説明し、その後、排気ガイドアッセンブリＡを構成
する耐熱部材の製造及び当該耐熱部材を使用した当該排
気アッセンブリの製造等について説明する。
する。説明にあたっては、本発明に係るＶＧＳタイプの
ターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリにつ
いて説明し、その後、排気ガイドアッセンブリＡを構成
する耐熱部材の製造及び当該耐熱部材を使用した当該排
気アッセンブリの製造等について説明する。
【００１１】〔１〕排気ガイドアッセンブリ 排気ガイドアッセンブリＡは、特にエンジンの低速回転
時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気流量を調節
するものであり、一例として図１に示すように、排気タ
ービンＴの外周に設けられた実質的に排気流量を設定す
る複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保持するタ
ービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜設定すべ
く可変翼１を一定角度回動させる可変機構３とを具えて
成るものである。
時において排気ガスＧを適宜絞り込んで排気流量を調節
するものであり、一例として図１に示すように、排気タ
ービンＴの外周に設けられた実質的に排気流量を設定す
る複数の可変翼１と、可変翼１を回動自在に保持するタ
ービンフレーム２と、排気ガスＧの流量を適宜設定すべ
く可変翼１を一定角度回動させる可変機構３とを具えて
成るものである。
【００１２】まず可変翼１について説明する。このもの
は一例として図１に示すように排気タービンＴの外周に
沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡ
に対して概ね１０個から１５個程度）配設され、そのそ
れぞれが、ほぼ同程度づつ回動して排気流量を適宜調節
するものである。そして各可変翼１は、翼部１１と、軸
部１２とを具えて成る。翼部１１は、主に排気タービン
Ｔの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるも
のであり、その幅方向における断面が概ね翼状に形成さ
れ、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうよう
に構成されている。なおここで翼部１１の幅寸法を便宜
上、羽根高さｈとする。軸部１２は、翼部１１と一体で
連続するように形成されるものであり、翼部１１を動か
す際の回動軸に相当する部位となる。
は一例として図１に示すように排気タービンＴの外周に
沿って円弧状に複数（一基の排気ガイドアッセンブリＡ
に対して概ね１０個から１５個程度）配設され、そのそ
れぞれが、ほぼ同程度づつ回動して排気流量を適宜調節
するものである。そして各可変翼１は、翼部１１と、軸
部１２とを具えて成る。翼部１１は、主に排気タービン
Ｔの幅寸法に応じて一定幅を有するように形成されるも
のであり、その幅方向における断面が概ね翼状に形成さ
れ、排気ガスＧが効果的に排気タービンＴに向かうよう
に構成されている。なおここで翼部１１の幅寸法を便宜
上、羽根高さｈとする。軸部１２は、翼部１１と一体で
連続するように形成されるものであり、翼部１１を動か
す際の回動軸に相当する部位となる。
【００１３】また翼部１１と軸部１２との接続部位に
は、軸部１２から翼部１１に向かって窄まるようなテー
パ部１３と、軸部１２より幾分大径の鍔部１４とが連な
るように形成されている。なお鍔部１４の底面は、翼部
１１の軸部１２側の端面と、ほぼ同一平面上に形成さ
れ、この平面によって、可変翼１をタービンフレーム２
に取り付けた状態において円滑な回動状態を確保してい
る。更に軸部１２の先端部には、可変翼１の取付状態の
基準となる基準面１５が形成される。この基準面１５
は、後述する可変機構３に対しカシメ等によって固定さ
れる部位であり、一例として図１に示すように、軸部１
２を対向的に切り欠いた平面が、翼部１１に対してほぼ
一定の傾斜状態に形成されて成るものである。
は、軸部１２から翼部１１に向かって窄まるようなテー
パ部１３と、軸部１２より幾分大径の鍔部１４とが連な
るように形成されている。なお鍔部１４の底面は、翼部
１１の軸部１２側の端面と、ほぼ同一平面上に形成さ
れ、この平面によって、可変翼１をタービンフレーム２
に取り付けた状態において円滑な回動状態を確保してい
る。更に軸部１２の先端部には、可変翼１の取付状態の
基準となる基準面１５が形成される。この基準面１５
は、後述する可変機構３に対しカシメ等によって固定さ
れる部位であり、一例として図１に示すように、軸部１
２を対向的に切り欠いた平面が、翼部１１に対してほぼ
一定の傾斜状態に形成されて成るものである。
【００１４】次に本発明を実質的に適用したタービンフ
レーム２について説明する。このものは、複数の可変翼
１を回動自在に保持するフレーム部材として構成される
ものであって、一例として図１に示すように、フレーム
セグメント２１と保持部材２２とによって可変翼１を挟
み込むように構成される。そしてフレームセグメント２
１は、可変翼１の軸部１２を受け入れるフランジ部２３
と、後述する可変機構３を外周に嵌めるボス部２４とを
具えて成る。なおこのような構造からフランジ部２３に
は、周縁部分に可変翼１と同数の受入孔２５が等間隔で
形成されるものであり、本発明では特に、この受入孔２
５を高効率に形成し、また高精度に仕上げるものであ
る。このため本発明の実質的な適用対象物は、フレーム
セグメント２１となる。
レーム２について説明する。このものは、複数の可変翼
１を回動自在に保持するフレーム部材として構成される
ものであって、一例として図１に示すように、フレーム
セグメント２１と保持部材２２とによって可変翼１を挟
み込むように構成される。そしてフレームセグメント２
１は、可変翼１の軸部１２を受け入れるフランジ部２３
と、後述する可変機構３を外周に嵌めるボス部２４とを
具えて成る。なおこのような構造からフランジ部２３に
は、周縁部分に可変翼１と同数の受入孔２５が等間隔で
形成されるものであり、本発明では特に、この受入孔２
５を高効率に形成し、また高精度に仕上げるものであ
る。このため本発明の実質的な適用対象物は、フレーム
セグメント２１となる。
【００１５】また保持部材２２は、図１に示すように中
央部分が開口された円板状に形成されている。そしてこ
れらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって
挟み込まれた可変翼１の翼部１１を、常に円滑に回動さ
せ得るように、両部材間の寸法は、ほぼ一定（概ね可変
翼１の翼幅寸法程度）に維持されるものであり、一例と
して受入孔２５の外周部分に、四カ所設けられたカシメ
ピン２６によって両部材間の寸法が維持されている。こ
こで上記カシメピン２６を受け入れるためにフレームセ
グメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔
２７とする。
央部分が開口された円板状に形成されている。そしてこ
れらフレームセグメント２１と保持部材２２とによって
挟み込まれた可変翼１の翼部１１を、常に円滑に回動さ
せ得るように、両部材間の寸法は、ほぼ一定（概ね可変
翼１の翼幅寸法程度）に維持されるものであり、一例と
して受入孔２５の外周部分に、四カ所設けられたカシメ
ピン２６によって両部材間の寸法が維持されている。こ
こで上記カシメピン２６を受け入れるためにフレームセ
グメント２１及び保持部材２２に開口される孔をピン孔
２７とする。
【００１６】なおこの実施の形態では、フレームセグメ
ント２１のフランジ部２３は、保持部材２２とほぼ同径
のフランジ部２３Ａと、保持部材２２より幾分大きい径
のフランジ部２３Ｂとの二つのフランジ部分から成るも
のであり、これらを同一部材で形成するものであるが、
同一部材での加工が複雑になる場合等にあっては、径の
異なる二つのフランジ部を分割して形成し、後にカシメ
加工やブレージング加工等によって接合することも可能
である。
ント２１のフランジ部２３は、保持部材２２とほぼ同径
のフランジ部２３Ａと、保持部材２２より幾分大きい径
のフランジ部２３Ｂとの二つのフランジ部分から成るも
のであり、これらを同一部材で形成するものであるが、
同一部材での加工が複雑になる場合等にあっては、径の
異なる二つのフランジ部を分割して形成し、後にカシメ
加工やブレージング加工等によって接合することも可能
である。
【００１７】次に可変機構３について説明する。このも
のはタービンフレーム２のボス部２４の外周側に設けら
れ、排気流量を調節するために可変翼１を回動させるも
のであり、一例として図１に示すように、アッセンブリ
内において実質的に可変翼１の回動を生起する回動部材
３１と、この回動を可変翼１に伝える伝達部材３２とを
具えて成るものである。回動部材３１は、図示するよう
に中央部分が開口された略円板状に形成され、その周縁
部分に可変翼１と同数の伝達部材３２を等間隔で設ける
ものである。なおこの伝達部材３２は、回動部材３１に
回転自在に取り付けられる駆動要素３２Ａと、可変翼１
の基準面１５に固定状態に取り付けられる受動要素３２
Ｂとを具えて成るものであり、これら駆動要素３２Ａと
受動要素３２Ｂとが接続された状態で、回動が伝達され
る。具体的には四角片状の駆動要素３２Ａを、回動部材
３１に対して回転自在にピン止めするとともに、この駆
動要素３２Ａを受け入れ得るように略Ｕ字状に形成した
受動要素３２Ｂを、可変翼１の先端の基準面１５に固定
し、四角片状の駆動要素３２ＡをＵ字状の受動要素３２
Ｂに嵌め込み、双方を係合させるように、回動部材３１
をボス部２４に取り付けるものである。
のはタービンフレーム２のボス部２４の外周側に設けら
れ、排気流量を調節するために可変翼１を回動させるも
のであり、一例として図１に示すように、アッセンブリ
内において実質的に可変翼１の回動を生起する回動部材
３１と、この回動を可変翼１に伝える伝達部材３２とを
具えて成るものである。回動部材３１は、図示するよう
に中央部分が開口された略円板状に形成され、その周縁
部分に可変翼１と同数の伝達部材３２を等間隔で設ける
ものである。なおこの伝達部材３２は、回動部材３１に
回転自在に取り付けられる駆動要素３２Ａと、可変翼１
の基準面１５に固定状態に取り付けられる受動要素３２
Ｂとを具えて成るものであり、これら駆動要素３２Ａと
受動要素３２Ｂとが接続された状態で、回動が伝達され
る。具体的には四角片状の駆動要素３２Ａを、回動部材
３１に対して回転自在にピン止めするとともに、この駆
動要素３２Ａを受け入れ得るように略Ｕ字状に形成した
受動要素３２Ｂを、可変翼１の先端の基準面１５に固定
し、四角片状の駆動要素３２ＡをＵ字状の受動要素３２
Ｂに嵌め込み、双方を係合させるように、回動部材３１
をボス部２４に取り付けるものである。
【００１８】なお複数の可変翼１を取り付けた初期状態
において、これらを周状に整列させるにあたっては、各
可変翼１と受動要素３２Ｂとが、ほぼ一定の角度で取り
付けられる必要があり、本実施の形態においては、主に
可変翼１の基準面１５がこの作用を担っている。また回
動部材３１を単にボス部２４に嵌め込んだままでは、回
動部材３１がタービンフレーム２と僅かに離反した際、
伝達部材３２の係合が解除されてしまうことが懸念され
るため、これを防止すべく、タービンフレーム２の対向
側から回動部材３１を挟むようにリング３３等を設け、
回動部材３１のタービンフレーム２側への押圧傾向を賦
与するものである。このような構成によって、エンジン
が低速回転を行った際には、可変機構３の回動部材３１
を適宜回動させ、伝達部材３２を介して軸部１２に伝達
し、図１に示すように可変翼１を回動させ、排気ガスＧ
を適宜絞り込んで、排気流量を調節するものである。
において、これらを周状に整列させるにあたっては、各
可変翼１と受動要素３２Ｂとが、ほぼ一定の角度で取り
付けられる必要があり、本実施の形態においては、主に
可変翼１の基準面１５がこの作用を担っている。また回
動部材３１を単にボス部２４に嵌め込んだままでは、回
動部材３１がタービンフレーム２と僅かに離反した際、
伝達部材３２の係合が解除されてしまうことが懸念され
るため、これを防止すべく、タービンフレーム２の対向
側から回動部材３１を挟むようにリング３３等を設け、
回動部材３１のタービンフレーム２側への押圧傾向を賦
与するものである。このような構成によって、エンジン
が低速回転を行った際には、可変機構３の回動部材３１
を適宜回動させ、伝達部材３２を介して軸部１２に伝達
し、図１に示すように可変翼１を回動させ、排気ガスＧ
を適宜絞り込んで、排気流量を調節するものである。
【００１９】〔２〕耐熱部材の製造 （１）高合金オーステナイト系耐熱ステンレス （ｉ）イオン侵炭及び塩浴処理のみの例 メタンやプロパンを含む炭化水素系ガスを含む２〜３To
rrの希ガス囲気でグロー放電を起こさせ、発生した炭化
水素系プラズマイオンを被処理物表面に作用させて侵炭
する。次いでホウ砂中にＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｗ等の酸化物
と助剤としての塩化物を混合させた高温塩浴中に被処理
物を浸漬して高温化学反応により炭化物を成膜させる。
rrの希ガス囲気でグロー放電を起こさせ、発生した炭化
水素系プラズマイオンを被処理物表面に作用させて侵炭
する。次いでホウ砂中にＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｗ等の酸化物
と助剤としての塩化物を混合させた高温塩浴中に被処理
物を浸漬して高温化学反応により炭化物を成膜させる。
【００２０】（ii) ＳＵＳ３１０ＳまたはＳＵＨ３１０
を使用した例 基本的に上述法と同様であるが、ＳＵＳ３１０ＳのＣ＜
０．１％、ＳＵＨ３１０のＣ≒０．２％と差があるの
で、イオン侵炭条件はそれぞれに適したものとする。塩
浴処理後の結果、高温摩耗・高温酸化を主とする高温耐
久性が著しく向上する。またＴｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ等の
添加により細粒化が図られるので、高温硬度、疲労性、
クリープ性等が向上する。更に上記（ｉ）を適用する。
を使用した例 基本的に上述法と同様であるが、ＳＵＳ３１０ＳのＣ＜
０．１％、ＳＵＨ３１０のＣ≒０．２％と差があるの
で、イオン侵炭条件はそれぞれに適したものとする。塩
浴処理後の結果、高温摩耗・高温酸化を主とする高温耐
久性が著しく向上する。またＴｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ等の
添加により細粒化が図られるので、高温硬度、疲労性、
クリープ性等が向上する。更に上記（ｉ）を適用する。
【００２１】（iii)ＳＣＨ２１を使用した例 基本的に上述法と同様でＣ≒０．３％と更に高いので、
イオン侵炭時間は短くてよい。塩浴処理の効果や微細粒
化効果はＳＵＳ３１０ＳやＳＵＨ３１０と同様である。
更に上記（ｉ）を適用する。
イオン侵炭時間は短くてよい。塩浴処理の効果や微細粒
化効果はＳＵＳ３１０ＳやＳＵＨ３１０と同様である。
更に上記（ｉ）を適用する。
【００２２】（iv) 圧延材を使用した例 事前加熱後、オーステナイト領域で軽圧下後、材料がフ
ェライト域に相変態後、一挙に大圧下圧延を行い、再結
晶核生成数を大幅に増やし、冷却過程でオーステナイト
からフェライトへの変態を回避して（通常の熱間圧延で
は、圧下後の変態が生じてオーステナイト粒からのフェ
ライト再結晶が生じてしまう）、微細粒が得られる。よ
って高温強度等の耐熱性が向上する。更に上記（ｉ）を
適用する。
ェライト域に相変態後、一挙に大圧下圧延を行い、再結
晶核生成数を大幅に増やし、冷却過程でオーステナイト
からフェライトへの変態を回避して（通常の熱間圧延で
は、圧下後の変態が生じてオーステナイト粒からのフェ
ライト再結晶が生じてしまう）、微細粒が得られる。よ
って高温強度等の耐熱性が向上する。更に上記（ｉ）を
適用する。
【００２３】（２）鉄系超合金を使用した例 ＳＵＨ６６０やＩｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ等の鉄系超合金
は、Ｎｉ量が多いばかりでなく、Ｔｉ、Ａｌなどが添加
されているので、イオン侵炭に際し、表面のクリーニン
グや活性化に更に注意する必要がある。その他は基本的
に（ｉ）に同じである。
は、Ｎｉ量が多いばかりでなく、Ｔｉ、Ａｌなどが添加
されているので、イオン侵炭に際し、表面のクリーニン
グや活性化に更に注意する必要がある。その他は基本的
に（ｉ）に同じである。
【００２４】（３）ニッケル系超合金を使用した例 （ｉ）イオン侵炭及び塩浴処理のみの例 Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８やＩｎｃｏｎｅｌ７１３Ｃ等のＮ
ｉ系超合金は、マトリックスがＮｉであるから、イオン
侵炭に際しては真空度ｍｉｎにし、グロー放電重圧も高
めとする。塩浴処理に際しても、Ｎｉマトリックス中の
固溶炭素の拡散速度を考慮して浴バランス塩化物（還元
剤と酸化物の浴バランスをホウ酸媒体に対して高濃度側
にシフトさせる。
ｉ系超合金は、マトリックスがＮｉであるから、イオン
侵炭に際しては真空度ｍｉｎにし、グロー放電重圧も高
めとする。塩浴処理に際しても、Ｎｉマトリックス中の
固溶炭素の拡散速度を考慮して浴バランス塩化物（還元
剤と酸化物の浴バランスをホウ酸媒体に対して高濃度側
にシフトさせる。
【００２５】（ii) γ′相を析出させる例 Ni3Ti やNi3Al 等のγ′析出型のＮｉ系超合金( ＳＵＨ
６６０含む）の本高温用途に際しては、できるだけγ′
相を微細、均一に分散させる必要がある。そのために析
出処理前に歪みの導入を行うこと、そして／または析出
熱処理をポリゴナイズ処理（二段熱処理）工程をとるこ
とにって対処する。
６６０含む）の本高温用途に際しては、できるだけγ′
相を微細、均一に分散させる必要がある。そのために析
出処理前に歪みの導入を行うこと、そして／または析出
熱処理をポリゴナイズ処理（二段熱処理）工程をとるこ
とにって対処する。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、最高９５０℃にも達す
る熱サイクル、排気ガス雰囲気下で長時間使用されるＶ
ＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ
に適用可能な高耐久性を有する耐熱部材を製造すること
が可能である。
る熱サイクル、排気ガス雰囲気下で長時間使用されるＶ
ＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ
に適用可能な高耐久性を有する耐熱部材を製造すること
が可能である。
【図１】本発明に係るタービンフレームを組み込んだＶ
ＧＳタイプのターボチャージャを示す斜視図（ａ）、並
びに排気ガイドアッセンブリを示す分解斜視図（ｂ）で
ある。
ＧＳタイプのターボチャージャを示す斜視図（ａ）、並
びに排気ガイドアッセンブリを示す分解斜視図（ｂ）で
ある。
１ 可変翼 ２ タービンフレーム ３ 可変機構 １１ 翼部 １２ 軸部 １３ テーパ部 １４ 鍔部 １５ 基準面 ２１ フレームセグメント ２２ 保持部材 ２３ フランジ部 ２３Ａ フランジ部（小） ２３Ｂ フランジ部（大） ２４ ボス部 ２５ 受入孔 ２６ カシメピン ２７ ピン孔 ３１ 回動部材 ３２ 伝達部材 ３２Ａ 駆動要素 ３２Ｂ 受動要素 ３３ リング Ａ 排気ガイドアッセンブリ ｈ 羽根高さ Ｇ 排気ガス Ｔ 排気タービン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｕ 37/12 ３０１Ｑ
Claims (5)
- 【請求項１】 エンジンから排出される排気ガスの流量
を適宜調節して排気タービンを回転させる可変翼と、 この可変翼を排気タービンの外周部において回動自在に
支持するタービンフレームと、 この可変翼を適宜回動させ、排気ガスの流量を調節する
可変機構とを具え、 少ない排気流量を可変翼によって絞り込み、排気の速度
を増し、低速回転時にも高出力を発揮できるようにした
ＶＧＳタイプのターボチャージャにおける排気ガイドア
ッセンブリに対し適用可能な高耐久性を有する耐熱部材
を製造する方法であって、 この方法は、高合金オーステナイト系耐熱ステンレス鋼
・鉄系超合金・ニッケル系超合金から選択されるいずれ
かの素材にイオン化侵炭を施し、その後、塩浴処理を行
うことを特徴とするＶＧＳタイプターボチャージャの排
気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材を製造する
方法。 - 【請求項２】 選択される素材が、高合金オーステナイ
ト系耐熱ステンレス鋼である場合において、当該素材が
含有する炭素量を規定内最低限にし、且つＴｉ、Ｎｂ、
Ｂ、Ｈｆ及びＺｒの一種またはそれ以上を含有させるこ
とを特徴とする請求項１記載のＶＧＳタイプターボチャ
ージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材
を製造する方法。 - 【請求項３】 選択される素材が、鉄系超合金である場
合において、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｈｆ及びＺｒの一種また
はそれ以上を含有させることを特徴とする請求項１記載
のＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセン
ブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法。 - 【請求項４】 選択される素材が、高合金オーステナイ
ト系耐熱ステンレス鋼または鉄系超合金の圧延材である
場合において、当該素材をフェライト域の大圧下熱間圧
延により、微細粒化することを特徴とする請求項１記載
のＶＧＳタイプターボチャージャの排気ガイドアッセン
ブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法。 - 【請求項５】 選択される素材がニッケル系超合金であ
る場合において、許容範囲内の高応力下で多量の内部歪
みを蓄積させ、それらを核とする微細なγ′相を析出さ
せることを特徴とする請求項１記載のＶＧＳタイプター
ボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐
熱部材を製造する方法。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140030A JP2002332562A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Ｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法 |
| KR10-2003-7014587A KR20040028753A (ko) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 내열성을 향상시킨 ｖｇｓ 타입 터보차저의 배기 가이드어셈블리 및 이에 적용가능한 내열부재의 제조방법,그리고 이에 적용가능한 가변날개의 소형재의 제조방법 |
| KR1020107027054A KR20110003393A (ko) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 내열성을 향상시킨 ｖｇｓ 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리에 적용가능한 가변날개의 소형재의 제조방법 |
| EP02769562A EP1396620A4 (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | EXHAUST GUIDE ARRANGEMENT FOR TURBOCHARGER WITH VARIABLE GEOMETRY WITH IMPROVED HEAT RESISTANCE AND METHOD FOR PRODUCING THEREFORE THERMOST-RESISTANT COMPONENTS AND METHOD FOR PRODUCING PIPE MATERIAL FOR MANUFACTURED ADJUSTABLE GUIDE SHOVELS |
| US10/476,789 US20040213665A1 (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Exhaust gas assembly with improved heat resistance for vgs turbocharger, method for manufacturing heat resisting member applicable thereto, and method for manufacturing shaped material for adjustable blade applicable thereto |
| PCT/JP2002/004552 WO2002092979A1 (fr) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Ensemble de guidage de gaz d'echappement pour turbocompresseur de type vgs a resistance a chaud amelioree, procede de production d'elements resistant a la chaleur utilisables pour cet ensemble, et procede de production de matieres premieres a aubes variables utilisables dans cet ensemble |
| CNB028139240A CN100340749C (zh) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 可适用于可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件的耐热部件的制造方法 |
| CN2007101407176A CN101187316B (zh) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件 |
| HK05101579A HK1069196A1 (en) | 2001-05-10 | 2005-02-24 | A method for manufacturing a heat resisting memberapplicable to an exhaust gas guide assembly of a gas turbocharger |
| US12/213,985 US20090145523A1 (en) | 2001-05-10 | 2008-06-26 | Method for manufacturing heat resisting member applicable to an exhaust gas guide assembly with improved heat resistance for VGS turbocharger |
| US12/980,924 US20110308084A1 (en) | 2001-05-10 | 2010-12-29 | Method for manufacturing heat resisting member applicable to an exhaust gas guide assembly with improved heat resistance for vgs turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140030A JP2002332562A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Ｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002332562A true JP2002332562A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001140030A Pending JP2002332562A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Ｖｇｓタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリに適用可能な耐熱部材を製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002332562A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008189988A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Tocalo Co Ltd | 表面被覆部材およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001140030A patent/JP2002332562A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008189988A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Tocalo Co Ltd | 表面被覆部材およびその製造方法 |
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