一种汽车增压涡轮的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车增压涡轮的制备方法，包括制备模壳，合金配料，熔炼浇注，冷却，后处理等步骤，本发明专利技术采用TiAl基的钛铝化合物作为增压涡轮材料，可在高温下长时间连续工作，提高了性能和使用寿命，采用细木屑、农作物秸秆纤维作为制壳材料，降低了耐火材料的使用量，既有利于环保，并采用合理的配比，在保证型壳强度的前提下增加了透气性，并采用多孔材料凹凸棒土，有利于排气，降低了增压涡轮气孔缺陷，增加了成品率，同时使模壳降低了重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属熔模精密铸造
，尤其是涉及一种汽车增压涡轮的制备方法。
技术介绍
模精密铸造是一种先进的铸造成形工艺，多用于实现复杂、薄壁、精密增压涡轮成形，在精密首饰、航空发动机以及其他精密成型件方面具有巨大的优势，传统的熔模精密铸造工艺是用易熔的材料(如蜡料)制成可熔性模型(简称熔模)，在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体模组，再从模组中熔失熔模从而获得中空的模壳，然后将模壳进行高温烧结，最后在其中浇注熔融的金属而得到的增压涡轮的方法。目前在熔模精密铸造的生产过程中多用陶瓷砂，铸造结束后打碎的模壳存在着型砂回收困难，对环境污染大的问题，因此，寻找一种高性能、环保的模壳制备方法非常有必要。全球汽车产量仍在持续增长，由于降低油耗和改善城市空气质量的要求，对低能耗高性能发动机需求量也在日益增大，涡轮增压器能显著提高发动机功率、改善排放、降低油耗，因而采用带涡轮增压器的小型发动机来替代自然吸气的发动机是现代汽车工业的一个基本趋势，由于涡轮增压涡轮承受的是发动机高温高压的废气，乘用车柴油机排放废气温度最高大约为850℃，而汽油机则可达1050℃，增压器叶轮和涡轮尺寸不大，一般直径不超过100mm，但转速很高，最高达250000r/min，在恶劣的工作环境下连续高速工作，所以对材料和性能的要求非常高。
技术实现思路
基于以上技术问题，本专利技术公开了一种环保精铸模壳的制备方法，可以高效的得到铸造模壳，并且采用环保材料，保护了环境与资源。本专利技术完整的技术方案包括：(1)制备模壳，包括：a.根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；b.采用合适配比的锆英粉，硅溶胶，细木屑，正辛醇，铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，涂覆蜡模组后挂面砂，面砂组分为氧化铝砂和细木屑，c.采用合适配比的凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，涂覆蜡模组后挂背砂，重复挂背砂数次后封浆干燥，d.脱蜡焙烧得到模壳。(2)合金配料，所述的合金按原子百分比的化学成分包含：Al：40.0～43.0at％、V：0.6～1.3at％、Cr：0.4～1.6at％、Nb：2～6at％，B：0.2～0.8at％，C：1.0～1.3at％，其余为Ti。(3)熔炼浇注，将步骤(2)中所述的合金组分加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350-400KW，加热20-25min后温度到达1600-1800℃，合金材料完全融化后保温10分钟，随后翻转坩埚，在真空感应熔炼炉中翻转坩埚，将合金液浇注至步骤(1)所得模壳中。(4)冷却至室温后破真空，将模壳打破，得到增压涡轮。(5)对增压涡轮进行热处理，表面喷砂清理等工序后得到成品。(6)对部件表面沉积涂层，所述涂层按原子百分比的化学成分包含B：12.0～14.0at％，C：36.0～44.0at％，V：8.0～12.0at％，Cr：10.0～14.0at％、Nb：5.0～6.0at％，H：6.0～13.0at％。本专利技术相对现有技术，采用细木屑、农作物秸秆纤维作为制壳材料，降低了耐火材料的使用量，既有利于环保，并采用合理的配比，在保证型壳强度的前提下增加了透气性，背层涂料中的凹凸棒土为多孔材料，有利于排气，降低了增压涡轮气孔缺陷，增加了成品率，同时使模壳降低了重量，并且原料易得。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。(1)制备模壳，包括：a.根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；b.采用合适配比的锆英粉，硅溶胶，细木屑，正辛醇，铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，涂覆蜡模组后挂面砂，面砂组分为氧化铝砂和细木屑，c.采用合适配比的凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，涂覆蜡模组后挂背砂，重复挂背砂数次后封浆干燥，d.脱蜡焙烧得到模壳。(2)合金配料，所述的合金按原子百分比的化学成分包含：Al：40.0～43.0at％、V：0.6～1.3at％、Cr：0.4～1.6at％、Nb：2～6at％，B：0.2～0.8at％，C：1.0～1.3at％，其余为Ti。(3)熔炼浇注，将步骤(2)中所述的合金组分加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350-400KW,加热20-25min后温度到达1600-1800℃，合金材料完全融化后保温10分钟，随后翻转坩埚，在真空感应熔炼炉中翻转坩埚，将合金液浇注至步骤(1)所得模壳中。(4)冷却至室温后破真空，将模壳打破，得到增压涡轮。(5)对增压涡轮进行热处理，表面喷砂清理等工序后得到成品。(6)对部件表面沉积涂层，所述涂层按原子百分比的化学成分包含B：12.0～14.0at％，C：36.0～44.0at％，V：8.0～12.0at％，Cr：10.0～14.0at％、Nb：5.0～6.0at％，H：6.0～13.0at％。另外，具体的，所述的模壳的具体制备工艺为：(1)制备蜡模，根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；(2)面层涂料制备，将锆英粉、硅溶胶、细木屑、正辛醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的锆英粉粒度为300目，细木屑粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为：锆英粉：硅溶胶：细木屑：正辛醇：铝酸钴＝(1800-2000)：(140-160)：(100-200)：(1-2)：(2-5)；(3)挂面砂：将所述蜡模组浸入面层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为30s-60s，优选为40s；随后在旋转条件下向其表面洒面砂，所述的面砂为面砂组分为氧化铝砂和细木屑，重量配比为氧化铝砂：细木屑＝(10-15)：1，氧化铝砂的粒度为80-100目，细木屑粒度为160-200目；将涂挂好面砂的蜡模组干燥12-18h，优选为15h；(4)背层涂料制备，将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，所述的凹凸棒土粉粒度为240目，莫来石粒度为240目，农作物秸秆纤维直径为2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20％，上述涂料组分的重量配比为：凹凸棒土粉：莫来石粉：农作物秸秆纤维：硅酸乙酯水解液＝(350-500)：(1800-2000)：(50-120)：(2-4)；(5)挂背砂，将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车增压涡轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备模壳，包括：a.根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；b.采用合适配比的锆英粉，硅溶胶，细木屑，正辛醇，铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，涂覆蜡模组后挂面砂，面砂组分为氧化铝砂和细木屑，c.采用合适配比的凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，涂覆蜡模组后挂背砂，重复挂背砂数次后封浆干燥，d.脱蜡焙烧得到模壳。(2)合金配料，所述的合金按原子百分比的化学成分包含：Al：40.0～43.0at％、V：0.6～1.3at％、Cr：0.4～1.6at％、Nb：2～6at％，B：0.2～0.8at％，C：1.0～1.3at％，其余为Ti。(3)熔炼浇注，将步骤(2)中所述的合金组分加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10‑4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350‑400KW,加热20‑25min后温度到达1600‑1800℃，合金材料完全融化后保温10分钟，随后翻转坩埚，在真空感应熔炼炉中翻转坩埚，将合金液浇注至步骤(1)所得模壳中。(4)冷却至室温后破真空，将模壳打破，得到增压涡轮。(5)对增压涡轮进行热处理，表面喷砂清理等工序后得到成品。(6)对部件表面沉积涂层，所述涂层按原子百分比的化学成分包含B：12.0～14.0at％，C：36.0～44.0at％，V：8.0～12.0at％，Cr：10.0～14.0at％、Nb：5.0～6.0at％，H：6.0～13.0at％。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车增压涡轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备模壳，包括：a.根据所要得到增压涡轮的形状制备相应的蜡模、
浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；b.采用合适配比的锆英粉，硅溶胶，细木屑，
正辛醇，铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，涂覆蜡模组后挂面砂，面砂组分为氧化
铝砂和细木屑，c.采用合适配比的凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅
酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，涂覆蜡模组后挂背砂，重复挂背砂数次后
封浆干燥，d.脱蜡焙烧得到模壳。
(2)合金配料，所述的合金按原子百分比的化学成分包含：Al：40.0～
43.0at％、V：0.6～1.3at％、Cr：0.4～1.6at％、Nb：2～6at％，B：0.2～0.8at％，
C：1.0～1.3at％，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全英，陈隽颖，
申请(专利权)人：青岛博泰美联化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37