JP2003221639A - Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process - Google Patents

Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process

Info

Publication number
JP2003221639A
JP2003221639A JP2002022623A JP2002022623A JP2003221639A JP 2003221639 A JP2003221639 A JP 2003221639A JP 2002022623 A JP2002022623 A JP 2002022623A JP 2002022623 A JP2002022623 A JP 2002022623A JP 2003221639 A JP2003221639 A JP 2003221639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust manifold
cast iron
spheroidal graphite
turbine housing
graphite cast
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
JP2002022623A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Osawa
範晃 大沢
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.)
Aisin Takaoka Co Ltd
Original Assignee
Aisin Takaoka 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 Aisin Takaoka Co Ltd filed Critical Aisin Takaoka Co Ltd
Priority to JP2002022623A priority Critical patent/JP2003221639A/en
Publication of JP2003221639A publication Critical patent/JP2003221639A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026Scrolls for radial machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/16Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/21Manufacture essentially without removing material by casting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust manifold with a built-in turbine housing wherein the turbine housing part and the exhaust manifold body part each exhibits an appropriate heat resistance and durability. <P>SOLUTION: The exhaust manifold with a built-in turbine housing is made of globular graphite cast iron, wherein a turbine housing 11 and an exhaust manifold body 12 are formed by integral casting. The turbine housing 11 is cast from a first molten metal for globular graphite cast iron containing 2-3 wt.% C and 2.5-5.3 wt.% Si. The exhaust manifold body 12 is cast from a second molten metal for globular graphite cast iron containing 3.3-4.1 wt.% C and 3.3-4.3 wt.% Si. A boundary part 13 is cast from a mixture of the two molten metals wherein the difference between their Si contents is 0.5-2.0 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過給機のタービン
ハウジングと排気マニホルド本体とを一体鋳造により形
成した球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排気
マニホルド及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in which a turbine housing of a supercharger and an exhaust manifold main body are integrally cast, and a method for manufacturing the exhaust manifold.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のタービンハウジング一体
型排気マニホルドとしては、例えば特開2000−19
9427に記載されたものが知られている。このタービ
ンハウジング一体型排気マニホルドは、例えば2.8〜
3.4重量%のC、3.75〜4.5重量%のSi、
0.6重量%以下のMn、0.02重量%以下のS、
0.08重量%以下のP、0.030重量%以上のM
g、0.4〜0.7重量%のMoを含有する高Si球状
黒鉛鋳鉄組成からなるものである。このような高Si球
状黒鉛鋳鉄組成からなるタービンハウジング一体型排気
マニホルドは、タービンハウジングと排気マニホルド本
体とを一体鋳造した鋳造物を形成後、その鋳造物から余
分な部分を除去する機械加工等を施すことによって製造
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust manifold integrated with a turbine housing of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-19.
What is described in 9427 is known. This turbine housing-integrated exhaust manifold is, for example, 2.8-
3.4 wt% C, 3.75-4.5 wt% Si,
0.6% by weight or less of Mn, 0.02% by weight or less of S,
0.08% by weight or less P, 0.030% by weight or more M
g, a high Si spheroidal graphite cast iron composition containing 0.4 to 0.7% by weight of Mo. A turbine housing-integrated exhaust manifold made of such a high Si spheroidal graphite cast iron composition is formed by integrally casting a turbine housing and an exhaust manifold body, and then performing a machining process or the like to remove an excess portion from the cast product. It is manufactured by applying.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、タービンハ
ウジング一体型排気マニホルドの排気マニホルド本体の
側は、エンジンのシリンダヘッドに接続され、ボルト等
で強固に固定されるようになっている。また、タービン
ハウジング一体型排気マニホルドのタービンハウジング
の側は、過給機(ターボチャージャー)のセンターハウ
ジングに接続され、リング部材等によって締結されるよ
うになっている。そして、エンジンのシリンダヘッドか
ら排気された排気ガスは、タービンハウジング一体型排
気マニホルドの排気マニホルド本体の側からタービンハ
ウジングの側へ流通する。
By the way, the side of the exhaust manifold main body of the turbine housing-integrated exhaust manifold is connected to the cylinder head of the engine and is firmly fixed by bolts or the like. Further, the turbine housing side of the turbine housing integrated exhaust manifold is connected to the center housing of the supercharger (turbocharger) and is fastened by a ring member or the like. Then, the exhaust gas exhausted from the cylinder head of the engine flows from the exhaust manifold main body side of the turbine housing integrated exhaust manifold to the turbine housing side.

【0004】タービンハウジング一体型排気マニホルド
は、高温(例えば900℃)の排気ガスに晒される部品
であるため、その耐熱性及び耐久性を十分なものとする
必要がある。また、排気マニホルド本体の側は、タービ
ンハウジングの側よりも強く拘束されているので、熱疲
労寿命(耐久性)を考慮すると、熱膨張の大きくない材
料にて形成する必要がある。更に、タービンハウジング
の側では、排気マニホルド本体の側から排気ガスの流入
面積が絞られた状態で高温の排気ガスが流入してくるた
め、排気ガスの流速が上昇してタービンハウジングの側
には大きな負荷がかかってしまう。そのため、タービン
ハウジングの側の更なる耐熱性及び耐久性の向上が必要
とされる。従って、タービンハウジング一体型排気マニ
ホルドにおいて、タービンハウジングの側と排気マニホ
ルド本体の側とでは、必要とされる性能が異なることと
なる。
Since the turbine housing-integrated exhaust manifold is a component exposed to high temperature exhaust gas (for example, 900 ° C.), its heat resistance and durability must be sufficient. Further, since the exhaust manifold main body side is constrained more strongly than the turbine housing side, in consideration of thermal fatigue life (durability), it is necessary to form the material with a small thermal expansion coefficient. Further, on the turbine housing side, high-temperature exhaust gas flows in from the exhaust manifold body side in a state where the inflow area of the exhaust gas is narrowed, so the flow velocity of the exhaust gas increases and the turbine housing side does not It will be a heavy load. Therefore, further improvement in heat resistance and durability on the turbine housing side is required. Therefore, in the turbine housing-integrated exhaust manifold, the required performance differs between the turbine housing side and the exhaust manifold main body side.

【0005】しかしながら、上述した従来技術に係るタ
ービンハウジング一体型排気マニホルドは、高Si球状
黒鉛鋳鉄組成からなる1種類の材料にて形成されてお
り、タービンハウジングの側と排気マニホルド本体の側
とにおける耐熱性及び耐久性の性能が同じであるため、
タービンハウジングの側と排気マニホルド本体の側とで
は、それぞれの側に適した耐熱性及び耐久性の性能を発
揮することができないおそれがある。
However, the above-described conventional turbine housing-integrated exhaust manifold is formed of one kind of material having a high Si spheroidal graphite cast iron composition, and is formed on the turbine housing side and the exhaust manifold body side. Since the performance of heat resistance and durability are the same,
The turbine housing side and the exhaust manifold body side may not be able to exhibit heat resistance and durability performance suitable for each side.

【0006】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、タービンハウジングと排気マ
ニホルド本体とを一体鋳造により形成した球状黒鉛鋳鉄
製のタービンハウジング一体型排気マニホルドにおい
て、タービンハウジングの側と排気マニホルド本体の側
とのそれぞれに適した耐熱性及び耐久性の性能を発揮さ
せることの可能なタービンハウジング一体型排気マニホ
ルド及びその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a turbine housing-integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in which a turbine housing and an exhaust manifold body are integrally cast. An object of the present invention is to provide a turbine housing integrated exhaust manifold capable of exhibiting heat resistance and durability performance suitable for the housing side and the exhaust manifold main body side, respectively, and a method for manufacturing the exhaust manifold.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した実
情に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、タービンハウジング
一体型排気マニホルドのタービンハウジングの側と排気
マニホルド本体の側とを異なる材料(球状黒鉛鋳鉄)に
て形成すると共に、タービンハウジングの側と排気マニ
ホルド本体の側とのSi含有量の差を0.5〜2.0重
量%となるようにするか、或いはタービンハウジングの
側と排気マニホルド本体の側とのNi含有量の差を16
〜36重量%となるようにすれば、タービンハウジング
の側と排気マニホルド本体の側とのそれぞれに適した耐
熱性及び耐久性の性能を発揮させることができるという
ことを見出し、本発明の球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウ
ジング一体型排気マニホルド及びその製造方法を完成す
るに至った。
As a result of earnest studies in view of the above-mentioned circumstances, the inventor of the present invention has found that the turbine housing side and the exhaust manifold main body side of the turbine housing integrated exhaust manifold are made of different materials (spherical). Graphite cast iron) and the difference in Si content between the turbine housing side and the exhaust manifold main body side is 0.5 to 2.0% by weight, or the turbine housing side and the exhaust side The difference in Ni content from the side of the manifold body is 16
It has been found that when the content is up to 36% by weight, heat resistance and durability performance suitable for the turbine housing side and the exhaust manifold main body side can be exhibited, and the spherical graphite of the present invention has been found. A cast iron turbine housing integrated exhaust manifold and a manufacturing method thereof have been completed.

【0008】すなわち、請求項1に記載の発明のタービ
ンハウジング一体型排気マニホルドは、タービンハウジ
ングと排気マニホルド本体とを一体鋳造により形成した
球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排気マニホ
ルドにおいて、2〜3重量%のC、2.5〜5.3重量
%のSiを含有する第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造
される前記タービンハウジングと、3.3〜4.1重量
%のC、3.3〜4.3重量%のSiを含有する第2の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造される前記排気マニホルド
本体と、Si含有量の差が0.5〜2.0重量%である
当該両溶湯が混ざり合って鋳造される境界部とからなる
ことをその要旨としている。
That is, the turbine housing-integrated exhaust manifold according to the first aspect of the present invention is a turbine housing-integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in which the turbine housing and the exhaust manifold main body are formed by integral casting. 2. The turbine housing cast from a first spheroidal graphite cast iron melt containing C wt.% And 2.5-5.3 wt.% Si; 3.3-4.1 wt.% C; The exhaust manifold body cast from the second molten iron for spheroidal graphite cast iron containing 3 to 4.3% by weight of Si, and the two molten metals having a difference in Si content of 0.5 to 2.0% by weight. The gist is that it consists of a boundary part that is mixed and cast.

【0009】ここで、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯におい
て、Cを2〜3重量%、Siを2.5〜5.3重量%含
有するように設定したのは、高温の排気ガスに耐え得る
タービンハウジングの耐熱性及び耐久性と、タービンハ
ウジングのスクロール部とタービンのタービンブレード
との間のクリアランスを確保するためにタービンハウジ
ングの耐酸化性とが必要だからである。また、第2の球
状黒鉛鋳鉄用溶湯において、Cを3.3〜4.1重量
%、Siを3.3〜4.3重量%含有するように設定し
たのは、高温の排気ガスに耐え得る排気マニホルド本体
の耐熱性及び熱疲労寿命(耐久性)を必要とするからで
ある。なお、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のSi
含有量を設定する場合には、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯
と第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯とのSi含有量の差を0.
5〜2.0重量%となるようにする必要があり、その理
由は後述する理由による。
Here, in the first molten iron for spheroidal graphite cast iron, it is set to contain C in an amount of 2 to 3% by weight and Si in an amount of 2.5 to 5.3% by weight. This is because the heat resistance and durability of the turbine housing to be obtained and the oxidation resistance of the turbine housing are necessary to secure the clearance between the scroll portion of the turbine housing and the turbine blade of the turbine. Further, in the second molten iron for spheroidal graphite cast iron, it was set to contain 3.3 to 4.1% by weight of C and 3.3 to 4.3% by weight of Si in order to withstand high temperature exhaust gas. This is because heat resistance and thermal fatigue life (durability) of the obtained exhaust manifold body are required. Note that the first and second spheroidal graphite cast iron melts Si
When setting the content, the difference in Si content between the first spheroidal graphite cast iron melt and the second spheroidal graphite cast iron melt is set to 0.
It is necessary to set it to 5 to 2.0% by weight for the reason described below.

【0010】第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造される
タービンハウジングと、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より
鋳造される排気マニホルド本体とのSi含有量の差を
0.5〜2.0重量%の範囲に設定したのは、0.5重
量%未満の場合、タービンハウジングの耐酸化性が不足
したり、排気マニホルド本体の熱疲労寿命が不足したり
するおそれがあり、2.0重量%を超える場合、タービ
ンハウジングを形成する溶湯の鋳造性が悪くなったり、
排気マニホルド本体の熱疲労寿命が不足したりするおそ
れがあるからである。
The difference in Si content between the turbine housing cast from the first spheroidal graphite cast iron melt and the exhaust manifold body cast from the second spheroidal graphite cast iron melt is 0.5 to 2.0 weight. If the amount is less than 0.5% by weight, the oxidation resistance of the turbine housing may be insufficient and the thermal fatigue life of the exhaust manifold body may be insufficient. If it exceeds the range, the castability of the molten metal that forms the turbine housing may deteriorate,
This is because the thermal fatigue life of the exhaust manifold main body may be insufficient.

【0011】上記請求項1に記載の発明によれば、鋳造
により、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなるタービンハ
ウジングが形成され、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からな
る排気マニホルド本体が形成され、該タービンハウジン
グと該排気マニホルド本体との境界部分には第1及び第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両溶湯が混ざり合ってなる境
界部が形成される。このようにタービンハウジング及び
排気マニホルド本体を相互に異なる球状黒鉛鋳鉄材料に
て形成することで、それぞれの材料に応じた性能の発揮
が可能となる。従って、タービンハウジング一体型排気
マニホルド内を高温の排気ガスが流通した場合でも、従
来技術の場合と異なり、タービンハウジングの側と排気
マニホルド本体の側とでは、それぞれの側に適した耐熱
性及び耐久性の性能が発揮されるようになる。
According to the first aspect of the invention, the turbine housing made of the first spheroidal graphite cast iron melt and the second exhaust manifold body made of the spheroidal graphite cast iron melt are formed by casting. A boundary portion is formed at a boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body, in which both the first and second spheroidal graphite cast iron melts are mixed. By forming the turbine housing and the exhaust manifold main body from mutually different spheroidal graphite cast iron materials in this way, it is possible to exhibit the performance according to each material. Therefore, even when hot exhaust gas flows through the turbine housing integrated exhaust manifold, unlike the prior art, the turbine housing side and the exhaust manifold body side have heat resistance and durability suitable for each side. The performance of the sex comes to be exhibited.

【0012】請求項2に記載の発明は、タービンハウジ
ングと排気マニホルド本体とを一体鋳造により形成した
球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排気マニホ
ルドにおいて、2〜3重量%のC、18〜36重量%の
Niを含有する第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造され
る前記タービンハウジングと、3.3〜4.1重量%の
C、2重量%以下のNiを含有する第2の球状黒鉛鋳鉄
用溶湯より鋳造される前記排気マニホルド本体と、Ni
含有量の差が16〜36重量%である当該両溶湯が混ざ
り合って鋳造される境界部とからなることをその要旨と
している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in which a turbine housing and an exhaust manifold main body are integrally cast, and the exhaust manifold has a C content of 2 to 3% by weight and a weight of 18 to 36% by weight. % Of the first spheroidal graphite cast iron containing Ni, and 3.3 to 4.1% by weight of C, and second spheroidal graphite cast iron containing 2% by weight or less of Ni. The exhaust manifold body cast from the molten metal
The gist is that it consists of a boundary portion formed by mixing and casting the two molten metals having a difference in content of 16 to 36% by weight.

【0013】ここで、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯におい
て、Cを2〜3重量%、Niを18〜36重量%含有す
るように設定したのは、スクロール部とタービンブレー
ドとの間のクリアランスを確保して過給機の性能を十分
に発揮させるためのタービンハウジングの耐酸化性と、
変形限度を満足させるためのタービンハウジングの高温
強度とが必要だからである。また、第2の球状黒鉛鋳鉄
用溶湯において、Cを3.3〜4.1重量%、Niを2
重量%以下含有するように設定したのは、排気マニホル
ド本体はタービンハウジングほど高温強度等を必要とし
ないが、エンジンのシリンダブロックに強く拘束される
ので、優れた熱疲労寿命(耐久性)が必要とされるから
である。なお、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のN
i含有量を設定する場合には、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯と第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯とのNi含有量の差を1
6〜36重量%となるようにする必要があり、その理由
は後述する理由による。
Here, in the first melt for spheroidal graphite cast iron, the content of C of 2-3% by weight and Ni of 18-36% by weight is set because the clearance between the scroll portion and the turbine blade is set. And the oxidation resistance of the turbine housing to ensure full performance of the turbocharger,
This is because high temperature strength of the turbine housing is required to satisfy the deformation limit. Further, in the second molten iron for spheroidal graphite cast iron, C is 3.3 to 4.1% by weight, and Ni is 2
Although the exhaust manifold main body does not require high-temperature strength, etc. as the turbine housing does, it is required to have excellent thermal fatigue life (durability) because it is strongly bound to the cylinder block of the engine. Because it is said. In addition, N of the first and second spheroidal graphite cast iron melts
When setting the i content, the difference in Ni content between the first spheroidal graphite cast iron melt and the second spheroidal graphite cast iron melt is set to 1
It is necessary to adjust the amount to 6 to 36% by weight for the reason described below.

【0014】第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造される
タービンハウジングと、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より
鋳造される排気マニホルド本体とのNi含有量の差を1
6〜36重量%の範囲に設定したのは、16重量%未満
の場合、タービンハウジングの耐酸化性が不足したり、
タービンハウジングの高温強度が不足したりするおそれ
があり、36重量%を超える場合、タービンハウジング
及び排気マニホルド本体を形成する溶湯の鋳造性が悪化
してしまうおそれがあるからである。
The difference in Ni content between the turbine housing cast from the first spheroidal graphite cast iron melt and the exhaust manifold body cast from the second spheroidal graphite cast iron melt is 1
The range of 6 to 36% by weight is set so that if it is less than 16% by weight, the oxidation resistance of the turbine housing may be insufficient,
This is because the high temperature strength of the turbine housing may be insufficient, and if it exceeds 36% by weight, the castability of the molten metal forming the turbine housing and the exhaust manifold body may be deteriorated.

【0015】上記請求項2に記載の発明によれば、鋳造
により、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなるタービンハ
ウジングが形成され、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からな
る排気マニホルド本体が形成され、該タービンハウジン
グと該排気マニホルド本体との境界部分には第1及び第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両溶湯が混ざり合ってなる境
界部が形成される。このようにタービンハウジング及び
排気マニホルド本体を相互に異なる球状黒鉛鋳鉄材料に
て形成することで、それぞれの材料に応じた性能の発揮
が可能となる。従って、タービンハウジング一体型排気
マニホルド内を高温の排気ガスが流通した場合でも、従
来技術の場合と異なり、タービンハウジングの側と排気
マニホルド本体の側とでは、それぞれの側に適した耐熱
性及び耐久性の性能が発揮されるようになる。
According to the second aspect of the present invention, the turbine housing made of the first molten spheroidal graphite cast iron is formed by casting, and the exhaust manifold main body made of the second molten spheroidal graphite cast iron is formed. A boundary portion is formed at a boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body, in which both the first and second spheroidal graphite cast iron melts are mixed. By forming the turbine housing and the exhaust manifold main body from mutually different spheroidal graphite cast iron materials in this way, it is possible to exhibit the performance according to each material. Therefore, even when hot exhaust gas flows through the turbine housing integrated exhaust manifold, unlike the prior art, the turbine housing side and the exhaust manifold body side have heat resistance and durability suitable for each side. The performance of the sex comes to be exhibited.

【0016】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載のタービンハウジング一体型排気マニホル
ドにおいて、前記排気マニホルド本体のCr含有量は
0.2重量%以下であり、前記タービンハウジングのC
r含有量は該排気マニホルド本体のCr含有量よりも1
〜3重量%多いことをその要旨としている。
According to a third aspect of the present invention, in the turbine housing integrated exhaust manifold according to the first or second aspect, the Cr content of the exhaust manifold main body is 0.2 wt% or less, and the turbine is Housing C
The r content is 1 than the Cr content of the exhaust manifold body.
The gist is that the content is up to 3% by weight.

【0017】ここで、排気マニホルド本体のCr含有量
を0.2重量%以下に設定したのは、0.2重量%を超
えると、排気マニホルド本体の熱疲労寿命(耐久性)が
低下してしまうおそれがあるからである。また、タービ
ンハウジングのCr含有量を排気マニホルド本体のCr
含有量よりも1〜3重量%多く設定することは好まし
い。このようにCr含有量を1〜3重量多く設定するこ
とにより、タービンハウジングでは排気マニホルド本体
より高い高温強度が得られ、タービンハウジングのより
高い耐久性が発揮されるようになる。
Here, the Cr content of the exhaust manifold main body is set to 0.2% by weight or less because when it exceeds 0.2% by weight, the thermal fatigue life (durability) of the exhaust manifold main body decreases. This is because there is a risk that it will end up. In addition, the Cr content of the turbine housing is set to the Cr content of the exhaust manifold body.
It is preferable to set 1 to 3% by weight more than the content. By setting the Cr content to be 1 to 3 weights higher in this way, the turbine housing can obtain higher high-temperature strength than the exhaust manifold main body, and the turbine housing can exhibit higher durability.

【0018】上記請求項3に記載の発明によれば、ター
ビンハウジング及び排気マニホルド本体のCr含有量を
前記所定量となるように設定することで、請求項1,請
求項2に記載の発明と同様の作用がより一層確実に奏さ
れる。
According to the third aspect of the present invention, by setting the Cr content of the turbine housing and the exhaust manifold main body to the predetermined amount, the invention according to the first and second aspects is achieved. The same effect is more reliably achieved.

【0019】請求項4に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載のタービンハウジング一体型排気マニホル
ドにおいて、前記排気マニホルド本体は0.8重量%以
下のMo、0.6重量%以下のV、0.6重量%以下の
Nbを含有しており、該排気マニホルド本体から前記タ
ービンハウジングのMo、V、Nbの各含有量を減法し
た場合に、Mo含有量の差が0.2〜0.8重量%、V
含有量の差が0.1〜0.6重量%、Nb含有量の差が
0.1〜0.6重量%となる3つの条件のうち、1つ以
上の条件を満たしていることをその要旨としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the turbine housing-integrated exhaust manifold according to the first or second aspect, wherein the exhaust manifold main body has 0.8 wt% or less of Mo and 0.6 wt% or less. V, 0.6% by weight or less of Nb is contained, and when the respective contents of Mo, V, and Nb of the turbine housing are subtracted from the exhaust manifold main body, the difference in Mo content is 0.2. ~ 0.8% by weight, V
One or more of the three conditions in which the difference in content is 0.1 to 0.6 wt% and the difference in Nb content is 0.1 to 0.6 wt% are satisfied. It is a summary.

【0020】ここで、排気マニホルド本体において、M
o含有量を0.8重量%以下、V含有量を0.6重量%
以下、Nb含有量を0.6重量%以下に設定したのは、
各含有量が所定量を超えると、排気マニホルド本体の耐
熱性の向上が有効に得られないばかりか、排気マニホル
ド本体の被削性が悪化してしまうおそれがあるからであ
る。
Here, in the exhaust manifold main body, M
o content is 0.8 wt% or less, V content is 0.6 wt%
Hereinafter, the reason why the Nb content is set to 0.6% by weight or less is that
If each content exceeds the predetermined amount, not only the heat resistance of the exhaust manifold main body cannot be effectively improved, but also the machinability of the exhaust manifold main body may be deteriorated.

【0021】排気マニホルド本体のMo、V、Nbから
タービンハウジングのMo、V、Nbの各含有量を減法
(引き算)した場合に、Mo含有量の差が0.2〜0.
8重量%、V含有量の差が0.1〜0.6重量%、Nb
含有量の差が0.1〜0.6重量%となる3つの条件の
うち、1つ以上の条件を満たしていることが好ましい。
前述した3つの条件のうち、1つ以上の条件を満たすこ
とで、タービンハウジングの耐熱性が十分に発揮される
ようになる。
When the respective contents of Mo, V and Nb in the turbine housing are subtracted (subtracted) from Mo, V and Nb in the exhaust manifold main body, the difference in Mo content is 0.2 to 0.
8% by weight, V content difference is 0.1 to 0.6% by weight, Nb
It is preferable that one or more conditions are satisfied among the three conditions in which the difference in content is 0.1 to 0.6% by weight.
By satisfying one or more of the above-mentioned three conditions, the heat resistance of the turbine housing can be sufficiently exhibited.

【0022】上記請求項4に記載の発明によれば、ター
ビンハウジング及び排気マニホルド本体のMo、V、N
bの各含有量を前記所定量となるように設定すること
で、請求項1,請求項2に記載の発明と同様の作用がよ
り一層確実に奏される。
According to the invention described in claim 4, Mo, V, N of the turbine housing and the exhaust manifold main body are included.
By setting each content of b so as to be the predetermined amount, the same effects as those of the inventions according to claims 1 and 2 are more reliably exhibited.

【0023】請求項5に記載の発明は、第1の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯からなるタービンハウジングと、第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯からなる排気マニホルド本体と、該ター
ビンハウジングと該排気マニホルド本体との境界部分に
おいて当該両溶湯が混ざり合ってなる境界部とを一体鋳
造により形成する球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング
一体型排気マニホルドの製造方法であって、2〜3重量
%のC、2.5〜5.3重量%のSiを含有し、前記タ
ービンハウジングを鋳造するための第1の球状黒鉛鋳鉄
用溶湯と、3.3〜4.1重量%のC、3.3〜4.3
重量%のSiを含有し、前記排気マニホルド本体を鋳造
するための第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯とのSi含有量の
差を0.5〜2.0重量%となるように調製する調製工
程と、前記調製工程により調製された第1及び第2の球
状黒鉛鋳鉄用溶湯のうちの一方の溶湯を、鋳型の第1湯
口から第1湯道を介してキャビティ内の一側へ注湯する
第1の注湯工程と、前記調製工程により調製された第1
及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のうちの他方の溶湯を、
鋳型の第2湯口から第2湯道を介してキャビティ内の他
側へ注湯して、前記境界部に相当する部分の第1及び第
2の球状黒鉛鋳鉄溶湯の両溶湯を混ぜ合わせる第2の注
湯工程と、前記第1及び前記第2の注湯工程によってキ
ャビティ内に充填された前記第1及び前記第2の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯を凝固させる凝固工程と、前記凝固工程よ
り得られた鋳造物から余分な部分を除去する除去工程と
を備えてなることをその要旨としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a turbine housing made of the first spheroidal graphite cast iron melt, a second exhaust manifold body made of the spheroidal graphite cast iron melt, the turbine housing and the exhaust manifold body. A method for manufacturing a turbine housing-integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron, which comprises integrally forming a boundary portion formed by mixing the two molten metals at a boundary portion of 2 to 3% by weight of C, 2.5 ˜5.3 wt% Si, a first spheroidal graphite cast iron melt for casting the turbine housing and 3.3-4.1 wt% C, 3.3-4.3.
Preparation step containing Si in an amount of 0.5% by weight and adjusting the difference in Si content from the second molten iron for spheroidal graphite cast iron for casting the exhaust manifold body to 0.5 to 2.0% by weight. And pouring one of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared in the preparation step from the first gate of the mold to the one side in the cavity through the first runner. The first pouring step and the first prepared by the preparation step
And the other of the second spheroidal graphite cast iron melts,
Second pouring from the second gate of the mold to the other side in the cavity through the second runner, and mixing the two melts of the first and second spheroidal graphite cast iron melts in the portion corresponding to the boundary portion And a solidification step of solidifying the first and second molten nodules for spheroidal graphite cast iron filled in the cavity by the first and second pouring steps, and The gist is that it comprises a removing step of removing an excessive portion from the cast product.

【0024】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
のタービンハウジング一体型排気マニホルドを製造する
方法に関するものである。なお、この製造方法の調製工
程において、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のC、
Siの含有量を所定量となるように調製した理由は、請
求項1のところで既述したのと同じ理由による。
A fifth aspect of the present invention relates to a method of manufacturing an exhaust manifold integrated with a turbine housing according to the first aspect. In the preparation step of this manufacturing method, C of the first and second spheroidal graphite cast iron melts,
The reason for adjusting the content of Si to a predetermined amount is the same as that described in claim 1.

【0025】この製造方法によれば、調製工程で調製し
た第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を鋳型の第1及び
第2湯口から第1及び第2湯道を介してキャビティ内の
一側及び他側へ注湯する第1及び第2の注湯工程が行わ
れる。この場合、鋳型のキャビティ内において、タービ
ンハウジングに相当する部分は第1の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯で満たされ、排気マニホルド本体に相当する部分は第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯で満たされ、タービンハウジン
グと排気マニホルド本体との境界部分である境界部に相
当する部分は第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両溶
湯が混ざり合った状態となる。
According to this manufacturing method, the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared in the preparing step are transferred from the first and second gates of the mold to the inside of the cavity through the first and second runners. The 1st and 2nd pouring process of pouring to the side and the other side is performed. In this case, in the cavity of the mold, the portion corresponding to the turbine housing is filled with the first spheroidal graphite cast iron molten metal, and the portion corresponding to the exhaust manifold body is filled with the second spheroidal graphite cast iron molten metal. And a portion corresponding to a boundary portion between the exhaust manifold main body and the exhaust manifold main body is in a state where both the first and second spheroidal graphite cast iron melts are mixed.

【0026】次に、その状態で凝固工程を行うことによ
り、タービンハウジングと排気マニホルド本体とを一体
鋳造した鋳造物が得られる。そして、得られた鋳造物か
ら余分な部分を除去する除去工程を行うことで、第1の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなるタービンハウジングと、第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなる排気マニホルド本体
と、該タービンハウジングと該排気マニホルド本体との
境界部分において第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の
両溶湯が混ざり合ってなる境界部とを備えた請求項1に
記載のタービンハウジング一体型排気マニホルドが得ら
れることとなる。
Next, a solidification step is performed in that state to obtain a cast product in which the turbine housing and the exhaust manifold body are integrally cast. Then, by performing a removing step of removing an excessive portion from the obtained cast product, a turbine housing made of the first spheroidal graphite cast iron melt, and an exhaust manifold main body made of the second spheroidal graphite cast iron melt, The turbine-manufacturing-integrated exhaust manifold according to claim 1, further comprising: a boundary portion formed by mixing both of the first and second spheroidal graphite cast iron melts at a boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body. Will be obtained.

【0027】請求項6に記載の発明は、第1の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯からなるタービンハウジングと、第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯からなる排気マニホルド本体と、該ター
ビンハウジングと該排気マニホルド本体との境界部分に
おいて当該両溶湯が混ざり合ってなる境界部とを一体鋳
造により形成する球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング
一体型排気マニホルドの製造方法であって、2〜3重量
%のC、18〜36重量%のNiを含有し、前記タービ
ンハウジングを鋳造するための第1の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯と、3.3〜4.1重量%のC、2重量%以下のNi
を含有し、前記排気マニホルド本体を鋳造するための第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯とのNi含有量の差を16〜3
6重量%となるように調製する調製工程と、前記調製工
程により調製された第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯
のうちの一方の溶湯を、鋳型の第1湯口から第1湯道を
介してキャビティ内の一側へ注湯する第1の注湯工程
と、前記調製工程により調製された第1及び第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯のうちの他方の溶湯を、鋳型の第2湯口
から第2湯道を介してキャビティ内の他側へ注湯して、
前記境界部に相当する部分の第1及び第2の球状黒鉛鋳
鉄溶湯の両溶湯を混ぜ合わせる第2の注湯工程と、前記
第1及び前記第2の注湯工程によってキャビティ内に充
填された前記第1及び前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を
凝固させる凝固工程と、前記凝固工程より得られた鋳造
物から余分な部分を除去する除去工程とを備えてなるこ
とをその要旨としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a turbine housing made of the first spheroidal graphite cast iron melt, a second exhaust manifold body made of the spheroidal graphite cast iron melt, the turbine housing and the exhaust manifold body. Is a method for manufacturing a turbine housing-integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron, which is formed by integral casting with a boundary portion formed by mixing both molten metals at a boundary portion of C, 18 to 36% by weight. A first spheroidal graphite cast iron melt for casting the turbine housing, containing 3.3% by weight of Ni; and C of 3.3 to 4.1% by weight, 2% by weight or less of Ni
And the difference in Ni content from the second spheroidal graphite cast iron melt for casting the exhaust manifold body is 16 to 3
A preparation step of 6 wt% and one of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared by the preparation step are introduced from the first gate of the mold to the first runner. Through the first pouring step of pouring into one side of the cavity through the above, and the other of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared in the preparing step described above, to the second gate of the mold. To the other side of the cavity through the second runner,
The cavity was filled by the second pouring step of mixing both the first and second spheroidal graphite cast iron melts in a portion corresponding to the boundary portion, and the first and second pouring steps. The gist of the present invention is to include a solidification step of solidifying the first and second spheroidal graphite cast iron melts, and a removal step of removing an extra portion from the cast product obtained by the solidification step.

【0028】請求項6に記載の発明は、請求項2に記載
のタービンハウジング一体型排気マニホルドを製造する
方法に関するものである。なお、この製造方法の調製工
程において、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のC、
Niの含有量を所定量となるように調製した理由は、請
求項2のところで既述したのと同じ理由による。
A sixth aspect of the present invention relates to a method of manufacturing an exhaust manifold integrated with a turbine housing according to the second aspect. In the preparation step of this manufacturing method, C of the first and second spheroidal graphite cast iron melts,
The reason for adjusting the Ni content to a predetermined amount is the same as that described in claim 2.

【0029】この製造方法によれば、調製工程で調製し
た第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を鋳型の第1及び
第2湯口から第1及び第2湯道を介してキャビティ内の
一側及び他側へ注湯する第1及び第2の注湯工程が行わ
れる。この場合、鋳型のキャビティ内において、タービ
ンハウジングに相当する部分は第1の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯で満たされ、排気マニホルド本体に相当する部分は第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯で満たされ、タービンハウジン
グと排気マニホルド本体との境界部分である境界部に相
当する部分は第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両溶
湯が混ざり合った状態となる。
According to this manufacturing method, the first and second melts for spheroidal graphite cast iron prepared in the preparing step are transferred from the first and second gates of the mold through the first and second runners to the inside of the cavity. The 1st and 2nd pouring process of pouring to the side and the other side is performed. In this case, in the cavity of the mold, the portion corresponding to the turbine housing is filled with the first spheroidal graphite cast iron molten metal, and the portion corresponding to the exhaust manifold body is filled with the second spheroidal graphite cast iron molten metal. And a portion corresponding to a boundary portion between the exhaust manifold main body and the exhaust manifold main body is in a state where both the first and second spheroidal graphite cast iron melts are mixed.

【0030】次に、その状態で凝固工程を行うことによ
り、タービンハウジングと排気マニホルド本体とを一体
鋳造した鋳造物が得られる。そして、得られた鋳造物か
ら余分な部分を除去する除去工程を行うことで、第1の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなるタービンハウジングと、第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなる排気マニホルド本体
と、該タービンハウジングと該排気マニホルド本体との
境界部分において第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の
両溶湯が混ざり合ってなる境界部とを備えた請求項2に
記載のタービンハウジング一体型排気マニホルドが得ら
れることとなる。
Next, a solidification step is performed in this state, whereby a cast product in which the turbine housing and the exhaust manifold main body are integrally cast is obtained. Then, by performing a removing step of removing an excessive portion from the obtained cast product, a turbine housing made of the first spheroidal graphite cast iron melt, and an exhaust manifold main body made of the second spheroidal graphite cast iron melt, The exhaust manifold with a built-in turbine housing according to claim 2, further comprising: a boundary portion formed by mixing both the first and second spheroidal graphite cast iron melts at a boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body. Will be obtained.

【0031】請求項7に記載の発明は、請求項5又は請
求項6に記載のタービンハウジング一体型排気マニホル
ドの製造方法において、前記第1の注湯工程を行った際
に、前記キャビティ内の一側へ注湯された球状黒鉛鋳鉄
用溶湯の余分な溶湯を該キャビティ内から湯逃がし部へ
逃がすようにしたことをその要旨としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing an exhaust manifold with a turbine housing integrated according to the fifth or sixth aspect, when the first pouring step is performed, the inside of the cavity is The gist of the invention is to allow excess melt of the spheroidal graphite cast iron melt poured into one side to escape from the cavity to the melt escape portion.

【0032】請求項7に記載の発明によれば、請求項
5,請求項6に記載の発明の作用に加えて、第1の注湯
工程を行った際に、キャビティ内の一側へ注湯された球
状黒鉛鋳鉄用溶湯の余分な溶湯を該キャビティ内から湯
逃がし部へ逃がすことにより、その球状黒鉛鋳鉄用溶湯
がキャビティ内の一側の所定容量を超える部分を占める
ことが防止される。換言すれば、キャビティ内の一側へ
注湯される球状黒鉛鋳鉄用溶湯は、キャビティ内の他側
へ注湯される球状黒鉛鋳鉄用溶湯が注湯されるべきキャ
ビティ内の部分には注湯されないようになっている。ま
た、湯逃がし部は、キャビティ内の他側へ注湯される球
状黒鉛鋳鉄溶湯の余分な溶湯を該キャビティ内から逃が
す役割も果たす。従って、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄
用溶湯の余分な溶湯をキャビティ内から湯逃がし部へ逃
がすことで、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両溶
湯は所定位置で良好に混ざり合うため、第1及び第2の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両溶湯が混ざり合ってなる境界部
がタービンハウジングと排気マニホルド本体との境界部
分に確実に形成されることとなる。
According to the invention described in claim 7, in addition to the effects of the invention described in claims 5 and 6, when the first pouring step is carried out, it is poured into one side in the cavity. By escaping the excess molten molten spheroidal graphite cast iron from the cavity to the molten metal escaping portion, the spheroidal graphite cast iron molten metal is prevented from occupying a portion exceeding a predetermined volume on one side in the cavity. . In other words, the molten spheroidal graphite cast iron that is poured into one side of the cavity is poured into the portion of the cavity where the molten spheroidal graphite cast iron that is poured into the other side of the cavity is to be poured. It is supposed not to be done. Further, the molten metal escape portion also plays a role of escaping excess molten spheroidal graphite cast iron molten metal that is poured to the other side in the cavity from the cavity. Therefore, by letting the excess molten metal of the first and second spheroidal graphite cast iron melts escape from the cavity to the molten metal escape part, both the first and second spheroidal graphite cast iron melts are well mixed at a predetermined position. Since they match, a boundary portion formed by mixing both the first and second spheroidal graphite cast iron melts is surely formed at the boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】図1に示すように、本実施の形態
における球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排
気マニホルドは、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造さ
れたタービンハウジング11と、第2の球状黒鉛鋳鉄用
溶湯より鋳造された排気マニホルド本体12と、該ター
ビンハウジング11と該排気マニホルド本体12との境
界部分、すなわちタービンハウジング11と排気マニホ
ルド本体12とが隣接する部分及びその近傍部分を含む
領域に前記第1及び前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の両
溶湯が混ざり合って鋳造された境界部13とからなる。
この境界部13は、多気筒(本実施の形態では、4気
筒)エンジンのシリンダヘッドから分岐された排気ガス
が排気マニホルド本体12内を流通した後に合流して集
合する部分(排気合流部)に相当する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As shown in FIG. 1, a turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in the present embodiment comprises a turbine housing 11 cast from a first spheroidal graphite cast iron melt, 2. Exhaust manifold body 12 cast from molten spheroidal graphite cast iron, and boundary portion between turbine housing 11 and exhaust manifold body 12, that is, a portion where turbine housing 11 and exhaust manifold body 12 are adjacent to each other and a portion in the vicinity thereof. And a boundary portion 13 formed by mixing and melting both the first and second spheroidal graphite cast iron melts in a region including.
The boundary portion 13 is a portion (exhaust merging portion) where the exhaust gas branched from the cylinder head of the multi-cylinder (four cylinders in this embodiment) engine flows through the exhaust manifold body 12 and then merges and gathers. Equivalent to.

【0034】タービンハウジング11を鋳造するための
第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯は、Cを2〜3重量%、Si
を2、5〜5.3重量%含有するか、或いはCを2〜3
重量%、Niを18〜36重量%含有するかの2つの条
件のうち、1つ以上の条件を満たしている必要がある。
好ましい第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯は、Cを2〜3重量
%、Siを2.5〜5.3重量%、Niを18〜36重
量%含有するものである。また、第1の球状黒鉛鋳鉄用
溶湯には後述する第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯よりも1〜
3重量%多いCrを含有することが好ましく、或いは、
第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のMo、V、Nbから第1の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯のMo、V、Nbの各含有量を減法
(引き算)した場合に、Mo含有量の差が0.2〜0.
8重量%、V含有量の差が0.1〜0.6重量%、Nb
含有量の差が0.1〜0.6重量%となる3つの条件の
うち、1つ以上の条件を満たすようにすることが好まし
い。第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯には、主成分のFe以外
に、Mn、P、S、Mg等を含有していてもよい。
The first spheroidal graphite cast iron melt for casting the turbine housing 11 contains 2 to 3% by weight of C and Si.
2 to 5 to 5.3% by weight or C to 2 to 3% by weight
It is necessary to satisfy at least one of two conditions, that is, wt% and Ni content of 18 to 36 wt%.
A preferable first molten iron for spheroidal graphite cast iron contains C in an amount of 2 to 3% by weight, Si in an amount of 2.5 to 5.3% by weight, and Ni in an amount of 18 to 36% by weight. In addition, the first spheroidal graphite cast iron melt is 1 to more than the second spheroidal graphite cast iron melt described later.
It is preferable to contain 3% by weight of Cr, or
When the Mo, V, and Nb contents of the first spheroidal graphite cast iron melt were subtracted from the Mo, V, and Nb contents of the first spheroidal graphite cast iron, the difference in Mo content was 0. 2-0.
8% by weight, V content difference is 0.1 to 0.6% by weight, Nb
It is preferable to satisfy one or more conditions among the three conditions in which the difference in content is 0.1 to 0.6% by weight. The first spheroidal graphite cast iron melt may contain Mn, P, S, Mg or the like in addition to Fe as the main component.

【0035】一方、排気マニホルド本体12を鋳造する
ための第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯は、Cを3.3〜4.
1重量%、Siを3.3〜4.3重量%含有するか、或
いはCを3.3〜4.1重量%、Niを2重量%以下含
有するかの2つの条件のうち、1つ以上の条件を満たし
ている必要がある。好ましい第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯
は、Cを3.3〜4.1重量%、Siを3.3〜4.3
重量%、Niを2重量%以下含有するものである。ま
た、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯には、0.2重量%以下
のCrを含有するか、或いは0.8重量%以下のMo、
0.6重量%以下のV、0.6重量%以下のNbを含有
することが好ましい。ここで、各成分の含有量におい
て、「重量%以下」とあるのは、その成分を含有しない
0重量%を含む趣旨である。第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯
には、主成分のFe以外に、Mn、P、S、Mg等を含
有していてもよい。
On the other hand, the second spheroidal graphite cast iron melt for casting the exhaust manifold body 12 contains C in the range of 3.3 to 4.
One of two conditions: 1 wt% and 3.3 to 4.3 wt% Si, or 3.3 to 4.1 wt% C and 2 wt% or less Ni. It is necessary to meet the above conditions. A preferable second molten iron for spheroidal graphite cast iron is 3.3 to 4.1% by weight of C and 3.3 to 4.3 of Si.
% By weight, and 2% by weight or less of Ni is contained. The second molten iron for spheroidal graphite cast iron contains 0.2% by weight or less of Cr, or 0.8% by weight or less of Mo,
It is preferable to contain 0.6% by weight or less of V and 0.6% by weight or less of Nb. Here, in the content of each component, the phrase "wt% or less" means that 0 wt% that does not contain the component is included. The second spheroidal graphite cast iron melt may contain Mn, P, S, Mg, and the like in addition to Fe as the main component.

【0036】上述した第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯を選定して用いる際には、更に次に記す2つの条件
(及び)のうち、1つ以上の条件(、、+
)を満たしていなければならない。1つ目の条件は、
第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のSi含有量と第2の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯のSi含有量とのSi含有量の差が0.5
〜2.0重量%の範囲内にあること()、2つ目の条
件は、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のNi含有量と第2の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯のNi含有量とのNi含有量の差が
16〜36重量%の範囲内にあること()である。す
なわち、の条件のみを満たすか、の条件のみを満た
すか、とのどちらの条件も満たすかの3つのうち、
いずれか1つを満足した第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄溶
湯だけが使用可能となる。
When selecting and using the above-mentioned first and second melts for spheroidal graphite cast iron, one or more of the following two conditions (and) (,, +
) Must be met. The first condition is
The difference between the Si content of the first spheroidal graphite cast iron melt and the Si content of the second spheroidal graphite cast iron melt is 0.5.
To 2.0 wt% (), the second condition is that the Ni content of the first spheroidal graphite cast iron melt and the Ni content of the second spheroidal graphite cast iron melt are Ni. The difference in content is within the range of 16 to 36% by weight (). That is, among the three conditions of satisfying only the condition of, or satisfying only the condition of,
Only the first and second spheroidal graphite cast iron melts satisfying any one of them can be used.

【0037】さて、本実施の形態におけるタービンハウ
ジング一体型排気マニホルドの製造方法について、図1
〜図3を併せ参照して以下に説明する。なお、本実施の
形態では、キャビティ17内の一側にタービンハウジン
グ11を形成すると共に、キャビティ17内の他側に排
気マニホルド本体12を形成することとしたが、逆に、
キャビティ内の一側に排気マニホルド本体を形成すると
共に、キャビティ内の他側にタービンハウジングを形成
するような構成としてもよい。
Now, referring to FIG. 1, a method of manufacturing the exhaust manifold with a turbine housing integrated according to the present embodiment will be described.
The following is a description with reference to FIG. In this embodiment, the turbine housing 11 is formed on one side of the cavity 17 and the exhaust manifold main body 12 is formed on the other side of the cavity 17, but conversely,
The exhaust manifold body may be formed on one side of the cavity and the turbine housing may be formed on the other side of the cavity.

【0038】図2に示すように、本実施の形態における
タービンハウジング一体型排気マニホルドの製造方法で
用いる鋳型としての砂型14は、上型15及び下型16
を備えており、上型15と下型16とを組み合わせるこ
とで、砂型14内にはキャビティ17が形成されてい
る。砂型14の一側には、第1湯口18及び第1湯道1
9が形成されており、第1湯口18は第1湯道19を介
してキャビティ17内の一側に連通している。また、砂
型14の他側には、第2湯口20及び第2湯道21が形
成されており、第2湯口20は第2湯道21を介してキ
ャビティ17内の他側に連通している。キャビティ17
内の一側は、タービンハウジング11が形成される部分
に相当し、キャビティ17内の他側は、排気マニホルド
本体12が形成される部分に相当する。なお、本実施の
形態では鋳型として砂型14を用いたが、金型を用いる
ようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the sand mold 14 as a mold used in the method for manufacturing the turbine housing-integrated exhaust manifold according to the present embodiment includes an upper mold 15 and a lower mold 16.
The sand mold 14 has a cavity 17 formed therein by combining the upper mold 15 and the lower mold 16. On one side of the sand mold 14, the first sprue 18 and the first runner 1
9 is formed, and the first sprue 18 communicates with one side in the cavity 17 via the first runner 19. A second gate 20 and a second runner 21 are formed on the other side of the sand mold 14, and the second gate 20 communicates with the other side of the cavity 17 via the second runner 21. . Cavity 17
One side inside corresponds to a portion where the turbine housing 11 is formed, and the other side inside the cavity 17 corresponds to a portion where the exhaust manifold body 12 is formed. Although the sand mold 14 is used as the mold in the present embodiment, a mold may be used.

【0039】砂型14のキャビティ17内には、タービ
ンハウジング11及び排気マニホルド本体12の中空部
分を形成するための中子(図示略)がセットされるよう
になっている。また、砂型14には、電気的短絡を利用
した2つの溶湯検知センサ22,23が配設されてい
る。溶湯検知センサ22の一端22aは、第1湯口18
の底部にセットされ、溶湯検知センサ22の他端22b
は、キャビティ17内のタービンハウジング11の上端
部に相当する部分にセットされている。溶湯検知センサ
23の一端23aは、第2湯口20の底部にセットさ
れ、溶湯検知センサ23の他端23bは、キャビティ1
7内の排気マニホルド本体12の下部中央に相当する部
分にセットされている。各溶湯検知センサ22,23
は、その両端に溶湯が接触して電気的に接続されること
で、溶湯の流動位置を検知するようになっている。な
お、本実施の形態では、溶湯検知センサ22,23を採
用したが、溶湯検知センサ22,23を省略する構成と
してもよい。
Inside the cavity 17 of the sand mold 14, a core (not shown) for forming the hollow portions of the turbine housing 11 and the exhaust manifold main body 12 is set. Further, the sand mold 14 is provided with two molten metal detection sensors 22 and 23 utilizing an electrical short circuit. One end 22a of the molten metal detection sensor 22 has a first gate 18
The other end 22b of the molten metal detection sensor 22 is set at the bottom of the
Is set in a portion of the cavity 17 corresponding to the upper end of the turbine housing 11. One end 23a of the molten metal detection sensor 23 is set at the bottom of the second melt spout 20, and the other end 23b of the molten metal detection sensor 23 is set to the cavity 1
It is set in a portion corresponding to the center of the lower portion of the exhaust manifold body 12 in 7. Each molten metal detection sensor 22, 23
The molten metal comes into contact with both ends of the to be electrically connected to detect the flow position of the molten metal. Although the molten metal detection sensors 22 and 23 are used in the present embodiment, the molten metal detection sensors 22 and 23 may be omitted.

【0040】キャビティ17内の一側と他側との間、す
なわちキャビティ17内のタービンハウジング11と排
気マニホルド本体12との境界部分(連結部分)に相当
する部分には、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の余分な溶湯
をキャビティ17内から逃がすための湯逃がし部24が
形成されている。この湯逃がし部24は、第2の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯をキャビティ17内に注湯した際に、第2
の球状黒鉛鋳鉄用溶湯が第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を第
1湯口18の方へ押し戻すことを抑制する役割も果た
す。換言すれば、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯の余分な溶
湯は、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯と同様にキャビティ1
7内から湯逃がし部24へ逃がされるようになってい
る。なお、本実施の形態では、湯逃がし部24を形成し
たが、湯逃がし部24を形成しない構成としてもよい。
The first spheroidal graphite cast iron is provided between one side and the other side of the cavity 17, that is, a portion corresponding to a boundary portion (connection portion) between the turbine housing 11 and the exhaust manifold body 12 in the cavity 17. A molten metal escape portion 24 is formed so as to allow excess molten metal for use to escape from the cavity 17. The molten metal escape portion 24 is provided with the second spheroidal graphite cast iron when the second molten iron for spheroidal graphite cast iron is poured into the cavity 17.
It also serves to suppress the spheroidal graphite cast iron melt from pushing back the first spheroidal graphite cast iron melt toward the first gate 18. In other words, the excess melt of the second spheroidal graphite cast iron melt is similar to the first spheroidal graphite cast iron melt in the cavity 1.
The hot water escape section 24 is made to escape from inside 7. In this embodiment, the hot water escape portion 24 is formed, but the hot water escape portion 24 may not be formed.

【0041】まず、Fe、C、Si、Ni等の成分を例
えば高周波誘導炉で溶製すると共に、C、Si、Ni等
の含有量を調製する調製工程を行うことにより、既述し
た幾つかの条件を満たす第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用
溶湯をそれぞれ準備する。
First, some of the components described above are prepared by melting components such as Fe, C, Si, and Ni in, for example, a high-frequency induction furnace and performing a preparation step of adjusting the contents of C, Si, and Ni, and the like. The first and second spheroidal graphite cast iron melts satisfying the condition (1) are prepared.

【0042】そして、図3(a)に示すように、準備し
た第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25を砂型14の第1湯口
18から第1湯道19を介してキャビティ17内の一側
へ注湯する第1の注湯工程を行う。この場合、第1の球
状黒鉛鋳鉄用溶湯25が溶湯検知センサ22の一端22
aに到達してから他端22bまで到達すると、溶湯検知
センサ22の一端22aと他端22bとが電気的に接続
された状態となって溶湯の流動位置を検知する。この検
知がなされると同時に、第1の注湯工程を中断し、後述
する第2の注湯工程を行う。
Then, as shown in FIG. 3A, the prepared first spheroidal graphite cast iron molten metal 25 is passed from the first gate 18 of the sand mold 14 to one side of the cavity 17 through the first runner 19. The first pouring step of pouring is performed. In this case, the first melt 25 for spheroidal graphite cast iron is the end 22 of the melt detection sensor 22.
When reaching the other end 22b after reaching a, the one end 22a and the other end 22b of the molten metal detection sensor 22 are electrically connected to detect the flow position of the molten metal. At the same time when this detection is performed, the first pouring step is interrupted and the second pouring step described later is performed.

【0043】第1の注湯工程後には、キャビティ17内
の一側、第1湯道19、第1湯口18は、第1の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯25で充填された状態となっている。ま
た、第1の注湯工程において、仮にキャビティ17内の
一側の所定容量を越える部分まで第1の球状黒鉛鋳鉄用
溶湯25を注湯したとしても、キャビティ17内の一側
へ注湯された第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25の余分な溶
湯は、キャビティ17内から湯逃がし部24へ逃がされ
る。そのため、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25は、第2
の球状黒鉛鋳鉄用溶湯が注湯されるべきキャビティ17
内の他側には注湯されないこととなる。
After the first pouring step, one side of the cavity 17, the first runner 19 and the first sprue 18 are filled with the first melt 25 for spheroidal graphite cast iron. Further, in the first pouring step, even if the first spheroidal graphite cast iron molten metal 25 is poured up to a portion exceeding the predetermined volume on one side in the cavity 17, it is poured to one side in the cavity 17. Excessive molten metal of the first spheroidal graphite cast iron molten metal 25 escapes from the cavity 17 to the molten metal escape portion 24. Therefore, the first melt 25 for spheroidal graphite cast iron is
Cavity 17 into which the molten iron for spheroidal graphite cast iron is to be poured
There will be no pouring on the other side.

【0044】次に、図3(b)に示すように、準備した
第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯26を砂型14の第2湯口2
0から第2湯道21を介してキャビティ17内の他側へ
注湯する第2の注湯工程を行う。この場合、第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯26が溶湯検知センサ23の一端23a
に到達してから他端23bまで到達すると、溶湯検知セ
ンサ23の一端23aと他端23bとが電気的に接続さ
れた状態となって溶湯の流動位置を検知する。そして、
この検知がなされた後に、中断していた第1の注湯工程
を再開する。この第1の注湯工程の再開は、第2の注湯
工程で注湯される第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯によって第
1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯が第1湯口18の方へ押し戻さ
れるのを防止するためのものである。
Next, as shown in FIG. 3B, the prepared second spheroidal graphite cast iron melt 26 is added to the second gate 2 of the sand mold 14.
A second pouring step of pouring from 0 to the other side in the cavity 17 through the second runner 21 is performed. In this case, the second melt 26 for spheroidal graphite cast iron is the one end 23 a of the melt detection sensor 23.
When reaching the other end 23b after reaching, the one end 23a and the other end 23b of the molten metal detection sensor 23 are electrically connected to detect the flow position of the molten metal. And
After this detection is made, the interrupted first pouring process is restarted. The restart of the first pouring step is performed by pushing the first spheroidal graphite cast iron molten metal back toward the first gate 18 by the second spheroidal graphite cast iron molten metal poured in the second pouring step. Is to prevent.

【0045】その後、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯26の
余分な溶湯がキャビティ17内から湯逃がし部24へ逃
がされると共に、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯26が第1
の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25に接触して、キャビティ17
内のタービンハウジング11と排気マニホルド本体12
との境界部分に相当する部分で第1及び第2の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯25,26の両溶湯が混ざり合うようにな
る。そして、砂型14のキャビティ17内が第1及び第
2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25,26にて充填された時点
で第1及び第2の注湯工程を終了する。
After that, the excess melt of the second spheroidal graphite cast iron melt 26 is allowed to escape from the cavity 17 to the melt escape portion 24, and the second spheroidal graphite cast iron melt 26 is removed from the first melt.
The spheroidal graphite cast iron melt 25 of
Turbine housing 11 and exhaust manifold body 12 inside
Both the first and second spheroidal graphite cast iron melts 25 and 26 are mixed with each other at a portion corresponding to a boundary portion between and. Then, when the cavity 17 of the sand mold 14 is filled with the first and second spheroidal graphite cast iron melts 25 and 26, the first and second pouring steps are completed.

【0046】この場合、砂型14において、キャビティ
17内の一側、第1湯道19、第1湯口18は、第1の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯25で充填され、キャビティ17内
の他側、第2湯道21、第2湯口20は、第2の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯26で充填され、キャビティ17内の一側
と他側との間は、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯2
5,26の両溶湯が混ざり合った状態で充填されてい
る。なお、図中では、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯25,26の両溶湯が混ざり合った部分を散点模様で
表した。また、湯逃がし部24では、第2の球状黒鉛鋳
鉄用溶湯26に少量の第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25が
混ざり合った状態となっている。
In this case, in the sand mold 14, one side of the cavity 17, the first runner 19 and the first gate 18 are filled with the first molten metal 25 for spheroidal graphite cast iron, and the other side of the cavity 17 The second runner 21 and the second sprue 20 are filled with the second molten iron for spheroidal graphite cast iron 26, and the space between the one side and the other side in the cavity 17 is the first and second molten spheroidal graphite cast iron 2.
Both molten metals of 5, 26 are filled in a mixed state. In addition, in the figure, a portion where both the melts of the first and second spheroidal graphite cast iron melts 25 and 26 are mixed is represented by a dotted pattern. In the molten metal escape part 24, a small amount of the first spheroidal graphite cast iron melt 25 is mixed with the second spheroidal graphite cast iron melt 26.

【0047】本実施の形態では、上述した第1及び第2
の注湯工程を用いた注湯方法により注湯を行ったが、例
えば、第1の注湯工程と第2の注湯工程とを同時に行っ
たり、第1の注湯工程での注湯中に第2の注湯工程を行
ったりしてもよく、特に本実施の形態の注湯方法に限定
されるものではない。要は、第1及び第2の注湯工程後
のキャビティ17内において、キャビティ17内の一側
が第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25で満たされ、キャビテ
ィ17内の他側が第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯26で満た
され、キャビティ17内の一側と他側との間が第1及び
第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25,26の両溶湯が混ざり
合った状態で満たされるのであれば、どのような注湯方
法であってもよい。
In the present embodiment, the above-mentioned first and second
Although the pouring was performed by the pouring method using the pouring step of, the first pouring step and the second pouring step are performed at the same time, or during pouring in the first pouring step. Alternatively, the second pouring step may be performed, and the pouring method of the present embodiment is not particularly limited. In short, in the cavity 17 after the first and second pouring steps, one side of the cavity 17 is filled with the first spheroidal graphite cast iron melt 25, and the other side of the cavity 17 is filled with the second spheroidal graphite cast iron. If it is filled with the molten metal 26, and the molten metal for the first and second molten spheroidal graphite cast irons 25 and 26 is mixed between the one side and the other side in the cavity 17, Such a pouring method may be used.

【0048】図3(b)に示した態様で、第1及び第2
の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25,26を凝固させる凝固工程
を行うことにより、鋳造物を得る。最後に、この鋳造物
から余分な部分を除去する除去工程(例えば機械加工)
を行うことで、図1に示すようなタービンハウジング一
体型エキゾーストマニホルドを得る。
In the mode shown in FIG. 3B, the first and second
A casting is obtained by performing the solidification step of solidifying the spheroidal graphite cast iron melts 25 and 26. Finally, a removal step (eg machining) to remove excess parts from this casting
By doing so, an exhaust manifold with a turbine housing integrated as shown in FIG. 1 is obtained.

【0049】このタービンハウジング一体型エキゾース
トマニホルドは、第1球状黒鉛鋳鉄用溶湯25からなる
タービンハウジング11と、第2球状黒鉛鋳鉄溶湯26
からなる排気マニホルド本体12と、該タービンハウジ
ング11と排気マニホルド本体12との境界部分におい
て第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25,26が混ざ
り合ってなる境界部13とからなる。以上のようにし
て、タービンハウジング11と排気マニホルド本体12
とを一体鋳造した本実施の形態のタービンハウジング一
体型排気マニホルドが製造される。
This turbine housing-integrated exhaust manifold comprises a turbine housing 11 made of a first spheroidal graphite cast iron melt 25 and a second spheroidal graphite cast iron melt 26.
The exhaust manifold main body 12 and the boundary portion 13 in which the first and second spheroidal graphite cast iron melts 25 and 26 are mixed at the boundary portion between the turbine housing 11 and the exhaust manifold main body 12. As described above, the turbine housing 11 and the exhaust manifold main body 12
The exhaust manifold with the integrated turbine housing of the present embodiment is manufactured by integrally casting and.

【0050】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られるようになる。
According to this embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

【0051】・本実施の形態では、タービンハウジング
11を第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25より鋳造すると共
に、排気マニホルド本体12を第2の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯26より鋳造することとした。このようにタービンハ
ウジング11及び排気マニホルド本体12を相互に異な
る球状黒鉛鋳鉄材料にて形成することにより、タービン
ハウジング11の側と排気マニホルド本体12の側とで
は、それぞれの側に適した耐熱性及び耐久性の性能を発
揮させることができるようになる。
In this embodiment, the turbine housing 11 is cast from the first spheroidal graphite cast iron melt 25, and the exhaust manifold body 12 is cast from the second spheroidal graphite cast iron melt 26. By forming the turbine housing 11 and the exhaust manifold main body 12 from mutually different spheroidal graphite cast iron materials in this manner, the turbine housing 11 side and the exhaust manifold main body 12 side have heat resistance and heat resistance suitable for each side. You will be able to exert durability performance.

【0052】・本実施の形態の製造方法によれば、ター
ビンハウジング11の側と排気マニホルド本体12の側
とのそれぞれの側に適した耐熱性及び耐久性の性能を発
揮させることの可能なタービンハウジング一体型排気マ
ニホルドを製造することができる。
According to the manufacturing method of this embodiment, a turbine capable of exhibiting heat resistance and durability performance suitable for the turbine housing 11 side and the exhaust manifold body 12 side, respectively. A housing integrated exhaust manifold can be manufactured.

【0053】・本実施の形態によれば、第1及び第2の
球状黒鉛鋳鉄用溶湯25,26の余分な溶湯をキャビテ
ィ17内から湯逃がし部24へ逃がすことができる。こ
れにより、第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25と第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯26とはキャビティ17内の所定領域で
混ざり合うようになるため、タービンハウジング11と
排気マニホルド本体12との境界部分に境界部13を確
実に形成できる。
According to the present embodiment, excess melt of the first and second spheroidal graphite cast iron melts 25, 26 can be released from the cavity 17 to the melt escape portion 24. As a result, the first spheroidal graphite cast iron molten metal 25 and the second spheroidal graphite cast iron molten metal 26 are mixed in a predetermined region in the cavity 17, so that the boundary portion between the turbine housing 11 and the exhaust manifold body 12 is The boundary portion 13 can be reliably formed at the position.

【0054】・本実施の形態の溶湯検知センサ22によ
り、第1の注湯工程を中断するタイミングを把握するこ
とが可能となる。また、溶湯検知センサ23により、第
1の注湯工程を再開するタイミングを把握することが可
能となる。
The molten metal detection sensor 22 of this embodiment makes it possible to grasp the timing at which the first pouring process is interrupted. Further, the molten metal detection sensor 23 makes it possible to grasp the timing at which the first pouring process is restarted.

【0055】・本実施の形態の製造方法によれば、第1
の注湯工程を再開することで、第2の注湯工程で注湯さ
れる第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯26によって第1の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯25が第1湯口18の方へ押し戻される
のを防止することができる。
According to the manufacturing method of the present embodiment, the first
By restarting the pouring process of No. 1, the first spheroidal graphite cast iron melt 25 is pushed back toward the first gate 18 by the second spheroidal graphite cast iron melt 26 poured in the second pouring process. Can be prevented.

【0056】・本実施の形態によれば、砂型14のキャ
ビティ17内において、キャビティ17内の一側を第1
の球状黒鉛鋳鉄用溶湯25で満たし、キャビティ17内
の他側を第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯26で満たし、キャ
ビティ17内の一側と他側との間を第1及び第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯25,26の両溶湯が混ざり合った状態
で満たすことができるようになる。
According to the present embodiment, in the cavity 17 of the sand mold 14, one side of the cavity 17 is first
Of the spheroidal graphite cast iron, the other side of the cavity 17 is filled with a second spheroidal graphite cast iron melt 26, and the first and second spheroidal graphite is provided between the one side and the other side of the cavity 17. Both of the cast iron melts 25 and 26 can be filled in a mixed state.

【0057】[0057]

【実施例】以下、本発明を更に具体化した実施例1〜実
施例13、及び、比較例1〜比較例18について説明す
る。なお、表1〜表4中には、Feの含有量(重量%)
を示していないが、表に示した組成成分以外は、そのほ
とんどがFeである。また、表1〜表4では、タービン
ハウジングを鋳造するための第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯
を「T」、排気マニホルド本体(エキゾーストマニホル
ド本体)を鋳造するための第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を
「E」と表した。
EXAMPLES Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 18 which further embody the present invention will be described below. In addition, in Tables 1 to 4, the content of Fe (% by weight)
However, most of them are Fe except for the composition components shown in the table. In Tables 1 to 4, the first spheroidal graphite cast iron melt for casting the turbine housing is "T", and the second spheroidal graphite cast iron melt for casting the exhaust manifold body (exhaust manifold body). Was expressed as "E".

【0058】(実施例1〜実施例13)実施例1〜実施
例13において、表1に示した各実施例の成分組成とな
るように、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯をそれぞ
れ調製した。次に、調製した第1及び第2の球状黒鉛鋳
鉄用溶湯を用いると共に、前記実施の形態におけるター
ビンハウジング一体型排気マニホルドの製造方法に準じ
て各実施例のタービンハウジング一体型排気マニホルド
(図1参照)を製造した。
(Examples 1 to 13) In Examples 1 to 13, the first and second melts for spheroidal graphite cast iron were prepared so as to have the composition of each example shown in Table 1. Prepared. Next, the prepared first and second spheroidal graphite cast iron melts are used, and the turbine housing-integrated exhaust manifold of each example (see FIG. 1) is used according to the method for manufacturing the turbine housing-integrated exhaust manifold in the above-described embodiment. Manufactured).

【0059】[0059]

【表1】 【table 1】

【0060】そして、実施例1〜実施例13のタービン
ハウジング一体型排気マニホルドについて、その耐熱性
及び耐久性の評価をした。評価方法は、タービンハウジ
ング一体型排気マニホルドを実車に組み付けた状態でエ
ンジンを始動して、そのタービンハウジング一体型排気
マニホルド内に900℃の排気ガスを所定時間だけ流通
させる操作と、エンジンを停止してタービンハウジング
一体型排気マニホルドを200℃まで冷却する操作との
一連の操作を1サイクルとし、1000サイクル後に評
価するものである。
The turbine housing-integrated exhaust manifolds of Examples 1 to 13 were evaluated for heat resistance and durability. The evaluation method is to start the engine with the turbine housing-integrated exhaust manifold assembled to the actual vehicle, and to operate the engine with the turbine housing-integrated exhaust manifold flowing 900 ° C exhaust gas for a predetermined time, and then stop the engine. A series of operations of cooling the turbine housing-integrated exhaust manifold to 200 ° C. is set as one cycle, and is evaluated after 1000 cycles.

【0061】実施例1〜実施例13のタービンハウジン
グ一体型排気マニホルドでは、1000サイクル後であ
っても、タービンハウジング、排気マニホルド本体及び
境界部のどの部分にも亀裂が発生しなかった。すなわ
ち、実施例1〜実施例13のタービンハウジング一体型
排気マニホルドは、その耐熱性及び耐久性を十分に発揮
できるということを確認できた。
With the turbine housing-integrated exhaust manifolds of Examples 1 to 13, cracks did not occur in any part of the turbine housing, the exhaust manifold body, and the boundary even after 1000 cycles. That is, it was confirmed that the turbine housing-integrated exhaust manifolds of Examples 1 to 13 could sufficiently exhibit their heat resistance and durability.

【0062】(比較例1〜比較例18)比較例1〜比較
例18において、表2〜表4に示した各比較例の成分組
成となるように、第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を
それぞれ調製した。次に、調製した第1及び第2の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯を用いると共に、実施例1〜実施例13
と同様に前記実施の形態におけるタービンハウジング一
体型排気マニホルドの製造方法に準じて各比較例のター
ビンハウジング一体型排気マニホルド(図1参照)を製
造した。
(Comparative Examples 1 to 18) In Comparative Examples 1 to 18, for the first and second spheroidal graphite cast irons so that the component compositions of the respective comparative examples shown in Tables 2 to 4 are obtained. Each molten metal was prepared. Next, using the prepared 1st and 2nd spheroidal graphite cast iron melts, Example 1-Example 13
Similarly, the turbine housing integrated exhaust manifold (see FIG. 1) of each comparative example was manufactured according to the method for manufacturing the turbine housing integrated exhaust manifold in the above-described embodiment.

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】[0064]

【表3】 [Table 3]

【0065】[0065]

【表4】 [Table 4]

【0066】そして、比較例1〜比較例18のタービン
ハウジング一体型排気マニホルドについて、その耐熱性
及び耐久性の評価をした。評価方法は、実施例の評価方
法と同じである。
The turbine housing-integrated exhaust manifolds of Comparative Examples 1 to 18 were evaluated for heat resistance and durability. The evaluation method is the same as the evaluation method of the example.

【0067】比較例1〜比較例14、比較例16〜比較
例18のタービンハウジング一体型排気マニホルドで
は、タービンハウジングに亀裂が発生し、比較例15の
タービンハウジング一体型排気マニホルドでは、排気マ
ニホルド本体に亀裂が発生してしまった。このことか
ら、比較例1〜比較例18のタービンハウジング一体型
排気マニホルドは、その耐熱性及び耐久性が不十分であ
ることがわかる。
In the turbine housing integrated exhaust manifolds of Comparative Example 1 to Comparative Example 14 and Comparative Example 16 to Comparative Example 18, cracks occurred in the turbine housing, and in the turbine housing integrated exhaust manifold of Comparative Example 15, the exhaust manifold main body. A crack has occurred in. From this, it is understood that the turbine housing integrated exhaust manifolds of Comparative Examples 1 to 18 have insufficient heat resistance and durability.

【0068】他に、特許請求の範囲の各請求項に記載さ
れないものであって、前記実施の形態等から把握される
技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
Besides, the technical idea which is not described in each claim of the claims and which is grasped from the above-described embodiment and the like will be described below together with its effect.

【0069】(a)タービンハウジングと排気マニホル
ド本体とを一体鋳造により形成した球状黒鉛鋳鉄製のタ
ービンハウジング一体型排気マニホルドにおいて、2〜
3重量%のC、2.5〜5.3重量%のSi、18〜3
6重量%のNiを含有する第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯よ
り鋳造される前記タービンハウジングと、3.3〜4.
1重量%のC、3.3〜4.3重量%のSi、2重量%
以下のNiを含有する第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳
造される前記排気マニホルド本体と、Si含有量の差が
0.5〜2.0重量%であると共に、Ni含有量の差が
16〜36重量%である当該両溶湯が混ざり合って鋳造
される境界部とからなることを特徴とするタービンハウ
ジング一体型排気マニホルド。
(A) A turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in which the turbine housing and the exhaust manifold main body are integrally cast,
3 wt% C, 2.5-5.3 wt% Si, 18-3
The turbine housing cast from a first spheroidal graphite cast iron melt containing 6% by weight of Ni;
1% by weight C, 3.3 to 4.3% by weight Si, 2% by weight
The difference in Si content from the exhaust manifold body cast from the second molten spheroidal graphite cast iron containing Ni below is 0.5 to 2.0% by weight, and the difference in Ni content is 16%. A turbine housing-integrated exhaust manifold, comprising: a boundary portion formed by mixing and casting the molten metal of about 36% by weight.

【0070】このように構成すれば、タービンハウジン
グの側と排気マニホルド本体の側とのそれぞれの側に適
した耐熱性及び耐久性の性能を発揮させることができ
る。
According to this structure, heat resistance and durability performance suitable for the turbine housing side and the exhaust manifold main body side can be exhibited.

【0071】(b)第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなる
タービンハウジングと、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯から
なる排気マニホルド本体と、該タービンハウジングと該
排気マニホルド本体との境界部分において当該両溶湯が
混ざり合ってなる境界部とを一体鋳造により形成する球
状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排気マニホル
ドの製造方法であって、2〜3重量%のC、2.5〜
5.3重量%のSi、18〜36重量%のNiを含有
し、前記タービンハウジングを鋳造するための第1の球
状黒鉛鋳鉄用溶湯と、3.3〜4.1重量%のC、3.
3〜4.3重量%のSi、2重量%以下のNiを含有
し、前記排気マニホルド本体を鋳造するための第2の球
状黒鉛鋳鉄用溶湯とのSi含有量の差を0.5〜2.0
重量%、Ni含有量の差を16〜36重量%となるよう
に調製する調製工程と、前記調製工程により調製された
第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のうちの一方の溶湯
を、鋳型の第1湯口から第1湯道を介してキャビティ内
の一側へ注湯する第1の注湯工程と、前記調製工程によ
り調製された第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のうち
の他方の溶湯を、鋳型の第2湯口から第2湯道を介して
キャビティ内の他側へ注湯して、前記境界部に相当する
部分の第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄溶湯の両溶湯を混ぜ
合わせる第2の注湯工程と、前記第1及び前記第2の注
湯工程によってキャビティ内に充填された前記第1及び
前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯を凝固させる凝固工程
と、前記凝固工程より得られた鋳造物から余分な部分を
除去する除去工程とを備えてなることを特徴とするター
ビンハウジング一体型排気マニホルドの製造方法。
(B) A turbine housing made of the first spheroidal graphite cast iron melt, a second exhaust manifold main body made of the second spheroidal graphite cast iron melt, and both of them at the boundary between the turbine housing and the exhaust manifold main body. A method for manufacturing a turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron, wherein a boundary portion formed by mixing molten metal is formed by integral casting.
A first spheroidal graphite cast iron melt containing 5.3 wt% Si and 18 to 36 wt% Ni and 3.3 to 4.1 wt% C for casting the turbine housing. .
3 to 4.3% by weight of Si and 2% by weight or less of Ni, and the difference in Si content from the second molten metal for spheroidal graphite cast iron for casting the exhaust manifold body is 0.5 to 2 .0
Wt%, a preparation step of adjusting the Ni content difference to be 16 to 36 wt%, and one of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared by the preparation step, Of the first and second molten spheroidal graphite cast iron melts prepared by the first pouring step of pouring from the first gate of the mold through the first runner to one side in the cavity The other molten metal is poured from the second gate of the mold to the other side in the cavity through the second runner, and both the first and second spheroidal graphite cast iron molten metal of the portion corresponding to the boundary portion are poured. A second pouring step of mixing the molten metal; a solidification step of solidifying the first and second spheroidal graphite cast iron melts filled in the cavity by the first and second pouring steps; A removing step for removing an extra portion from the casting obtained from the solidifying step; Method for manufacturing a turbine housing integrated exhaust manifold and characterized in that it comprises.

【0072】このようにすれば、タービンハウジングの
側と排気マニホルド本体の側とのそれぞれの側に適した
耐熱性及び耐久性の性能を発揮させることの可能なター
ビンハウジング一体型排気マニホルドを得ることができ
る。
By doing so, it is possible to obtain a turbine housing integrated exhaust manifold capable of exhibiting heat resistance and durability performance suitable for the turbine housing side and the exhaust manifold main body side, respectively. You can

【0073】(c)前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のC
r含有量は0.2重量%以下であり、前記第1の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯のCr含有量は該第2の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯のCr含有量よりも1〜3重量%多いことを特徴とす
る請求項5〜請求項7、上記(b)のいずれか一項に記
載のタービンハウジング一体型排気マニホルドの製造方
法。
(C) C of the second molten iron for spheroidal graphite cast iron
The r content is 0.2 wt% or less, and the Cr content of the first spheroidal graphite cast iron melt is 1 to 3 wt% higher than the Cr content of the second spheroidal graphite cast iron melt. The method for manufacturing an exhaust manifold with a turbine housing integrated according to any one of claims 5 to 7 and (b).

【0074】このようにすれば、請求項5〜請求項7、
上記(b)に記載の発明と同様の効果をより一層確実に
奏することができる。
According to this configuration, claims 5 to 7,
The effect similar to that of the invention described in (b) above can be exhibited more reliably.

【0075】(d)前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯は
0.8重量%以下のMo、0.6重量%以下のV、0.
6重量%以下のNbを含有しており、該第2の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯から前記第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯のMo、
V、Nbの各含有量を減法した場合に、Mo含有量の差
が0.2〜0.8重量%、V含有量の差が0.1〜0.
6重量%、Nb含有量の差が0.1〜0.6重量%とな
る3つの条件のうち、1つ以上の条件を満たしているこ
とを特徴とする請求項5〜請求項7、上記(b)のいず
れか一項に記載のタービンハウジング一体型排気マニホ
ルドの製造方法。
(D) The second spheroidal graphite cast iron melt contains 0.8% by weight or less of Mo, 0.6% by weight or less of V, and 0.
Containing 6% by weight or less of Nb, the second spheroidal graphite cast iron molten metal to the first spheroidal graphite cast iron molten metal Mo;
When the respective contents of V and Nb are subtracted, the difference in Mo content is 0.2 to 0.8% by weight, and the difference in V content is 0.1 to 0.
At least one of the three conditions of 6% by weight and the difference in Nb content of 0.1 to 0.6% by weight is satisfied. A method of manufacturing an exhaust manifold integrated with a turbine housing according to any one of (b).

【0076】このようにすれば、請求項5〜請求項7、
上記(b)に記載の発明と同様の効果をより一層確実に
奏することができる。
According to this configuration, the fifth to seventh aspects,
The effect similar to that of the invention described in (b) above can be exhibited more reliably.

【0077】[0077]

【発明の効果】請求項1〜請求項4に記載の発明によれ
ば、タービンハウジングの側と排気マニホルド本体の側
とのそれぞれの側に適した耐熱性及び耐久性の性能を発
揮させることができる。
According to the invention described in claims 1 to 4, it is possible to exhibit heat resistance and durability performance suitable for the turbine housing side and the exhaust manifold body side, respectively. it can.

【0078】請求項5又は請求項6に記載の発明によれ
ば、タービンハウジングの側と排気マニホルド本体の側
とのそれぞれの側に適した耐熱性及び耐久性の性能を発
揮させることの可能なタービンハウジング一体型排気マ
ニホルドを得ることができるようになる。
According to the invention described in claim 5 or 6, it is possible to exhibit heat resistance and durability performance suitable for the turbine housing side and the exhaust manifold body side, respectively. A turbine housing integrated exhaust manifold can be obtained.

【0079】請求項7に記載の発明によれば、請求項
5,請求項6に記載の発明の効果に加えて、タービンハ
ウジングと排気マニホルド本体との境界部分に境界部を
確実に形成することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the effects of the fifth and sixth aspects of the present invention, the boundary portion is surely formed at the boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold main body. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態のタービンハウジング一体型排気
マニホルドを示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing an exhaust manifold integrated with a turbine housing according to the present embodiment.

【図2】本実施の形態の砂型を模式的に示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the sand mold of the present embodiment.

【図3】(a)砂型のキャビティ内の一側へ第1の球状
黒鉛鋳鉄用溶湯を注湯した状態を模式的に示す断面図で
あり、(b)砂型のキャビティ内の他側へ第2の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯を注湯した状態を模式的に示す断面図であ
る。
FIG. 3 (a) is a cross-sectional view schematically showing a state in which the first spheroidal graphite cast iron molten metal has been poured into one side of the sand mold cavity, and (b) the other side of the sand mold cavity to the other side. It is sectional drawing which shows the state which poured the molten metal for spheroidal graphite cast iron of 2 typically.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 タービンハウジング 12 排気マニホルド本体 13 境界部 14 砂型 15 上型 16 下型 17 キャビティ 18 第1湯口 19 第1湯道 20 第2湯口 21 第2湯道 24 湯逃がし部 25 第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯 26 第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯 11 Turbine housing 12 Exhaust manifold body 13 border 14 sand mold 15 Upper mold 16 Lower mold 17 cavities 18 First gate 19 First runway 20 Second gate 21 Second runway 24 Hot water escape section 25 1st Spheroidal Graphite Cast Iron Molten Metal 26 Second spheroidal graphite cast iron melt

───────────────────────────────────────────────────── 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) B22D 19/00 B22D 19/00 X 19/16 19/16 Z C22C 37/08 C22C 37/08 Z F01N 7/10 F01N 7/10 7/16 7/16 F02B 39/00 F02B 39/00 D U ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B22D 19/00 B22D 19/00 X 19/16 19/16 Z C22C 37/08 C22C 37/08 Z F01N 7 / 10 F01N 7/10 7/16 7/16 F02B 39/00 F02B 39/00 DU

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タービンハウジングと排気マニホルド本
体とを一体鋳造により形成した球状黒鉛鋳鉄製のタービ
ンハウジング一体型排気マニホルドにおいて、 2〜3重量%のC、2.5〜5.3重量%のSiを含有
する第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造される前記ター
ビンハウジングと、3.3〜4.1重量%のC、3.3
〜4.3重量%のSiを含有する第2の球状黒鉛鋳鉄用
溶湯より鋳造される前記排気マニホルド本体と、Si含
有量の差が0.5〜2.0重量%である当該両溶湯が混
ざり合って鋳造される境界部とからなることを特徴とす
るタービンハウジング一体型排気マニホルド。
1. A turbine housing-integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron in which a turbine housing and an exhaust manifold main body are integrally cast, with 2-3% by weight of C and 2.5-5.3% by weight of Si. And a turbine housing cast from a first spheroidal graphite cast iron molten metal containing 3.3 to 4.1 wt% C, 3.3.
The exhaust manifold body cast from the second spheroidal graphite cast iron melt containing Si to 4.3 wt% and the two melts having a Si content difference of 0.5 to 2.0 wt%. An exhaust manifold integrated with a turbine housing, which comprises a boundary portion that is mixed and cast.
【請求項2】 タービンハウジングと排気マニホルド本
体とを一体鋳造により形成した球状黒鉛鋳鉄製のタービ
ンハウジング一体型排気マニホルドにおいて、 2〜3重量%のC、18〜36重量%のNiを含有する
第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造される前記タービン
ハウジングと、3.3〜4.1重量%のC、2重量%以
下のNiを含有する第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯より鋳造
される前記排気マニホルド本体と、Ni含有量の差が1
6〜36重量%である当該両溶湯が混ざり合って鋳造さ
れる境界部とからなることを特徴とするタービンハウジ
ング一体型排気マニホルド。
2. A turbine housing-integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron, which is formed by integrally casting a turbine housing and an exhaust manifold main body, containing 2-3% by weight of C and 18-36% by weight of Ni. 1. The turbine housing cast from No. 1 spheroidal graphite cast iron melt, and the second cast from the second spheroidal graphite cast iron melt containing 3.3-4.1 wt% C, 2 wt% or less Ni. The difference between the exhaust manifold body and Ni content is 1
A turbine housing-integrated exhaust manifold, comprising a boundary portion formed by mixing and casting the molten metal of 6 to 36% by weight.
【請求項3】 前記排気マニホルド本体のCr含有量は
0.2重量%以下であり、前記タービンハウジングのC
r含有量は該排気マニホルド本体のCr含有量よりも1
〜3重量%多いことを特徴とする請求項1又は請求項2
に記載のタービンハウジング一体型排気マニホルド。
3. The exhaust manifold main body has a Cr content of 0.2 wt% or less, and a C content of the turbine housing.
The r content is 1 than the Cr content of the exhaust manifold body.
3 to 3% by weight more, Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
An exhaust manifold with an integrated turbine housing according to claim 1.
【請求項4】 前記排気マニホルド本体は0.8重量%
以下のMo、0.6重量%以下のV、0.6重量%以下
のNbを含有しており、該排気マニホルド本体から前記
タービンハウジングのMo、V、Nbの各含有量を減法
した場合に、Mo含有量の差が0.2〜0.8重量%、
V含有量の差が0.1〜0.6重量%、Nb含有量の差
が0.1〜0.6重量%となる3つの条件のうち、1つ
以上の条件を満たしていることを特徴とする請求項1又
は請求項2に記載のタービンハウジング一体型排気マニ
ホルド。
4. The exhaust manifold body is 0.8% by weight.
When the following Mo, 0.6% by weight or less V, and 0.6% by weight or less Nb are contained, and the respective contents of Mo, V, and Nb in the turbine housing are subtracted from the exhaust manifold main body, , The difference in Mo content is 0.2 to 0.8% by weight,
One or more of the three conditions in which the difference in V content is 0.1 to 0.6 wt% and the difference in Nb content is 0.1 to 0.6 wt% are satisfied. An exhaust manifold integrated with a turbine housing according to claim 1 or 2.
【請求項5】 第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなるター
ビンハウジングと、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなる
排気マニホルド本体と、該タービンハウジングと該排気
マニホルド本体との境界部分において当該両溶湯が混ざ
り合ってなる境界部とを一体鋳造により形成する球状黒
鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排気マニホルドの
製造方法であって、 2〜3重量%のC、2.5〜5.3重量%のSiを含有
し、前記タービンハウジングを鋳造するための第1の球
状黒鉛鋳鉄用溶湯と、3.3〜4.1重量%のC、3.
3〜4.3重量%のSiを含有し、前記排気マニホルド
本体を鋳造するための第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯とのS
i含有量の差を0.5〜2.0重量%となるように調製
する調製工程と、 前記調製工程により調製された第1及び第2の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯のうちの一方の溶湯を、鋳型の第1湯口から
第1湯道を介してキャビティ内の一側へ注湯する第1の
注湯工程と、 前記調製工程により調製された第1及び第2の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯のうちの他方の溶湯を、鋳型の第2湯口から
第2湯道を介してキャビティ内の他側へ注湯して、前記
境界部に相当する部分の第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄溶
湯の両溶湯を混ぜ合わせる第2の注湯工程と、 前記第1及び前記第2の注湯工程によってキャビティ内
に充填された前記第1及び前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯を凝固させる凝固工程と、 前記凝固工程より得られた鋳造物から余分な部分を除去
する除去工程とを備えてなることを特徴とするタービン
ハウジング一体型排気マニホルドの製造方法。
5. A turbine housing made of a first spheroidal graphite cast iron melt, a second exhaust manifold body made of a second spheroidal graphite cast iron melt, and the two molten metals at a boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body. A method for manufacturing a turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron, wherein a boundary portion formed by mixing is formed by integral casting, comprising: 2 to 3% by weight of C and 2.5 to 5.3% by weight. A first spheroidal graphite cast iron melt containing Si and 3.3 to 4.1 wt% C;
S with a second spheroidal graphite cast iron melt containing 3 to 4.3% by weight of Si for casting the exhaust manifold body.
A preparation step of preparing the i content to be 0.5 to 2.0% by weight, and one of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared by the preparation step. A first pouring step of pouring from the first gate of the mold to one side of the cavity through the first runner, and the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared by the preparing step. The other of the melts is poured from the second gate of the mold through the second runner to the other side in the cavity, and the first and second spheroidal graphite cast iron melts in the portion corresponding to the boundary are poured. A second pouring step of mixing the two molten metals, and a solidification step of solidifying the first and second spheroidal graphite cast iron molten metals filled in the cavity by the first and second pouring steps , A removal step of removing an excess portion from the casting obtained by the solidification step. A method of manufacturing an exhaust manifold integrated with a turbine housing, comprising:
【請求項6】 第1の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなるター
ビンハウジングと、第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯からなる
排気マニホルド本体と、該タービンハウジングと該排気
マニホルド本体との境界部分において当該両溶湯が混ざ
り合ってなる境界部とを一体鋳造により形成する球状黒
鉛鋳鉄製のタービンハウジング一体型排気マニホルドの
製造方法であって、 2〜3重量%のC、18〜36重量%のNiを含有し、
前記タービンハウジングを鋳造するための第1の球状黒
鉛鋳鉄用溶湯と、3.3〜4.1重量%のC、2重量%
以下のNiを含有し、前記排気マニホルド本体を鋳造す
るための第2の球状黒鉛鋳鉄用溶湯とのNi含有量の差
を16〜36重量%となるように調製する調製工程と、 前記調製工程により調製された第1及び第2の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯のうちの一方の溶湯を、鋳型の第1湯口から
第1湯道を介してキャビティ内の一側へ注湯する第1の
注湯工程と、 前記調製工程により調製された第1及び第2の球状黒鉛
鋳鉄用溶湯のうちの他方の溶湯を、鋳型の第2湯口から
第2湯道を介してキャビティ内の他側へ注湯して、前記
境界部に相当する部分の第1及び第2の球状黒鉛鋳鉄溶
湯の両溶湯を混ぜ合わせる第2の注湯工程と、 前記第1及び前記第2の注湯工程によってキャビティ内
に充填された前記第1及び前記第2の球状黒鉛鋳鉄用溶
湯を凝固させる凝固工程と、 前記凝固工程より得られた鋳造物から余分な部分を除去
する除去工程とを備えてなることを特徴とするタービン
ハウジング一体型排気マニホルドの製造方法。
6. A turbine housing made of a first spheroidal graphite cast iron melt, a second exhaust manifold body made of a second spheroidal graphite cast iron melt, and the two molten metals at a boundary portion between the turbine housing and the exhaust manifold body. A method for manufacturing a turbine housing integrated exhaust manifold made of spheroidal graphite cast iron, wherein the boundary portion formed by mixing is formed by integral casting, containing 2-3% by weight of C and 18-36% by weight of Ni. ,
A first spheroidal graphite cast iron melt for casting the turbine housing, 3.3-4.1 wt% C, 2 wt%
A preparation step containing the following Ni so that the difference in the Ni content from the second spheroidal graphite cast iron melt for casting the exhaust manifold body is 16 to 36% by weight; The first pouring for pouring one of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared in accordance with (1) to one side in the cavity from the first gate of the mold through the first runner. Step, and pouring the other of the first and second spheroidal graphite cast iron melts prepared in the preparation step from the second gate of the mold to the other side in the cavity through the second runner. Then, a second pouring step of mixing both the first and second spheroidal graphite cast iron melts corresponding to the boundary portion into the cavity by the first and second pouring steps. The first and second spheroidal graphite cast iron melts filled are solidified. Solidification process and method for producing a turbine housing integrated exhaust manifold, characterized by comprising a removing step of removing the excess portion from the casting, wherein obtained from the solidification process that.
【請求項7】 前記第1の注湯工程を行った際に、前記
キャビティ内の一側へ注湯された球状黒鉛鋳鉄用溶湯の
余分な溶湯を該キャビティ内から湯逃がし部へ逃がすよ
うにしたことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載
のタービンハウジング一体型排気マニホルドの製造方
法。
7. When the first pouring step is performed, an excess of the spheroidal graphite cast iron molten metal that has been poured into one side of the cavity is allowed to escape from the inside of the cavity to the molten metal escape portion. The method according to claim 5 or 6, wherein the exhaust manifold is integrated with the turbine housing.
JP2002022623A 2002-01-31 2002-01-31 Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process Pending JP2003221639A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002022623A JP2003221639A (en) 2002-01-31 2002-01-31 Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002022623A JP2003221639A (en) 2002-01-31 2002-01-31 Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003221639A true JP2003221639A (en) 2003-08-08

Family

ID=27745571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002022623A Pending JP2003221639A (en) 2002-01-31 2002-01-31 Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003221639A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006004725A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Bayerische Motoren Werke Ag Exhaust manifold for series-six cylinder-diesel internal combustion engine, has pipes provided for each cylinder, where exhaust gas mass flow from three cylinders is separated from gas flow from other cylinders by flow guiding ribs
WO2009048116A1 (en) * 2007-10-12 2009-04-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Two-stage supercharging type exhaust turbo supercharger
EP2158988A1 (en) 2008-08-25 2010-03-03 Georg Fischer GmbH Method for manufacturing castings with integrated components
DE102008047448A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft turbocharger
US8012410B2 (en) 2005-09-15 2011-09-06 Grede Llc High silicon niobium casting alloy and process for producing the same
KR20120053517A (en) * 2009-09-10 2012-05-25 보르그워너 인코퍼레이티드 Exhaust-gas supply device of a turbine wheel of an exhaust-gas turbocharger
US20120145350A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Hyundai Motor Company Mold for gravity casting and gravity casting method using the mold
EP2511394A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Cast iron with niobium and component
KR101199657B1 (en) * 2007-10-12 2012-11-08 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Two-stage supercharging type exhaust turbo supercharger
DE102012217892A1 (en) * 2012-10-01 2014-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Cast iron with niobium and component
EP2050940A4 (en) * 2006-08-10 2015-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method of manufacturing multi-stage supercharging exhaust turbosupercharger
CN109940134A (en) * 2019-05-05 2019-06-28 山东格新精工有限公司 A kind of vertical green sand molding line cylinder mold of DISA and its casting technique
WO2020170984A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 いすゞ自動車株式会社 Engine exhaust system structure
WO2020170975A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 いすゞ自動車株式会社 Exhaust manifold

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8012410B2 (en) 2005-09-15 2011-09-06 Grede Llc High silicon niobium casting alloy and process for producing the same
DE102006004725A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Bayerische Motoren Werke Ag Exhaust manifold for series-six cylinder-diesel internal combustion engine, has pipes provided for each cylinder, where exhaust gas mass flow from three cylinders is separated from gas flow from other cylinders by flow guiding ribs
EP2050940A4 (en) * 2006-08-10 2015-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method of manufacturing multi-stage supercharging exhaust turbosupercharger
CN101600869B (en) * 2007-10-12 2013-05-01 三菱重工业株式会社 Two-stage supercharging type exhaust turbo supercharger
US8844285B2 (en) 2007-10-12 2014-09-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Two-stage supercharging exhaust turbocharger
KR101199657B1 (en) * 2007-10-12 2012-11-08 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Two-stage supercharging type exhaust turbo supercharger
JP2009092045A (en) * 2007-10-12 2009-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Two-stage exhaust gas turbocharger
WO2009048116A1 (en) * 2007-10-12 2009-04-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Two-stage supercharging type exhaust turbo supercharger
EP2158988A1 (en) 2008-08-25 2010-03-03 Georg Fischer GmbH Method for manufacturing castings with integrated components
DE102008047448A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft turbocharger
US8869525B2 (en) 2008-09-16 2014-10-28 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
KR20120053517A (en) * 2009-09-10 2012-05-25 보르그워너 인코퍼레이티드 Exhaust-gas supply device of a turbine wheel of an exhaust-gas turbocharger
KR101678010B1 (en) * 2009-09-10 2016-11-21 보르그워너 인코퍼레이티드 Exhaust-gas supply device of a turbine wheel of an exhaust-gas turbocharger
US20120145350A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Hyundai Motor Company Mold for gravity casting and gravity casting method using the mold
US8267151B2 (en) * 2010-12-09 2012-09-18 Hyundai Motor Company Mold for gravity casting and gravity casting method using the mold
US8448692B2 (en) * 2010-12-09 2013-05-28 Hyundai Motor Company Mold for gravity casting and gravity casting method using the mold
EP2511394A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Cast iron with niobium and component
CN103517997A (en) * 2011-04-15 2014-01-15 西门子公司 Cast iron containing niobium and component
WO2012139864A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Cast iron containing niobium and component
DE102012217892A1 (en) * 2012-10-01 2014-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Cast iron with niobium and component
WO2020170984A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 いすゞ自動車株式会社 Engine exhaust system structure
WO2020170975A1 (en) * 2019-02-20 2020-08-27 いすゞ自動車株式会社 Exhaust manifold
CN113454317A (en) * 2019-02-20 2021-09-28 五十铃自动车株式会社 Exhaust manifold
CN109940134A (en) * 2019-05-05 2019-06-28 山东格新精工有限公司 A kind of vertical green sand molding line cylinder mold of DISA and its casting technique
CN109940134B (en) * 2019-05-05 2024-02-27 山东格新精工有限公司 DISA vertical green sand molding line cylinder mold and casting process thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003221639A (en) Exhaust manifold with built-in turbine housing and its manufacturing process
CN102943192B (en) Aluminum piston manufacturing method
CN101928872B (en) Production method of low-magnetic iron castings
CN103846409B (en) A kind of preparation method of the fibre reinforced composites piston peculiar to vessel with cooling oil chamber
CN101220431A (en) Aluminum alloy for engine components
CN101569926A (en) Method for casting aluminum piston with insert ring and cooling coil pipe
CN110453115A (en) A kind of automotive speed changer die casting for shell aluminium alloy and its preparation process
JPH05271825A (en) Method for casting oxidation resistant alloy
JP4958292B2 (en) Aluminum die-cast alloy, cast compressor impeller made of this alloy, and method for manufacturing the same
JP4396576B2 (en) Piston manufacturing method
CN102744364A (en) Production method for nickel base alloy turbine rotor capable of working under high temperature
JP2002309935A (en) Exhaust system parts of heat-resisting steel
JP5201775B2 (en) High temperature alloy
JP2008528292A (en) Chill molds for casting light metal casting materials and the use of such molds and cast iron materials
JPH02221349A (en) Lightweight casting material
JPS61149625A (en) Rotor with hub
JP2019218612A (en) Aluminum alloy cast made compressor impeller excellent in creep resistance, and manufacturing method therefor
CN114875280B (en) Heat-resistant aluminum-silicon alloy material, manufacturing method and heat-resistant aluminum-silicon alloy casting
JP3971506B2 (en) Manufacturing method of casting rotating shaft
JP4223627B2 (en) Nickel-based single crystal heat-resistant superalloy, manufacturing method thereof, and turbine blade using nickel-based single crystal heat-resistant superalloy
RU2233901C2 (en) Aluminum-base alloy
JP2001047213A (en) Die casting method of magnesium alloy and die casting product
Zhang et al. Semi-solid moulding technology in making automotive turbocharge compressor wheels
CN114645185A (en) Preparation method of corrosion-resistant and high-temperature-resistant high-nickel ductile iron
KR20240104563A (en) Ingot for alloy power having improved high temperature oxidation resistance and manutacturing the same