一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料，其成分按重量百分比计为：镍：17％～22％；铬：22％～26％；碳：0.2％～0.4％；硅：2.0％～3.0％；锰：1.0％～2.0％；钼：1.0％～3.0％；铌：1.5％～3.5％；钨：1.0％～3.0％；铜：0％～0.4％，其余为铁，以及其他以微量存在的不可避免的杂质。使用该材料成分的可变截面喷嘴环组件，能够承受1050℃左右高温工况下的强度要求，且持久性、耐磨性以及高温蠕变性均得到有效提升，同时兼备有十分不俗的高温抗氧化性能，满足在汽油发动机排气热负荷工作环境下使用的要求。作环境下使用的要求。作环境下使用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料


[0001]本专利技术涉及汽车发动机增压器的材料的
，具体涉及一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料。

技术介绍

[0002]目前的可变截面废气涡轮增压技术在柴油发动机的应用已经非常成熟，但是在汽油发动机上还只能使用非可变截面废气涡轮增压。非可变截面废气涡轮增压技术属废气涡轮增压第二代技术，由于没有安装可变截面喷嘴环，排气较分散，在发动机低速时，发动机排气量较少，不足以推动涡轮工作，涡轮对发动机排气形成阻碍，只能把排出的废气从旁通的阀门放走；在发动机高速时，为了防止涡轮超速跑飞，也是通过旁通阀进行放气，这就造成了在低速时非可变涡轮增压设备不但不能介入工作，甚至会由于排气通道减小而拖累发动机的工作效率，行业内称为“涡轮滞迟”，且在调节时通过放气阀把废气直接放走也会造成发动机的热效率损失和排放超标。
[0003]第三代可变截面废气涡轮增压技术是在涡轮增压器中安装可变截面喷嘴环组件，通过调节喷嘴环的叶片组的角度来调节排气流量和压力。在发动机低速时，可把喷嘴环的叶片组的角度收小，使得喷嘴环的过流面积减小，从而加大排气的压力，带动涡轮在发动机低速时就能介入工作，保证发动机从低速段到高速段均能保持良好的扭矩输出。
[0004]目前汽油发动机不能采用第三代可变截面涡轮增压技术的主要原因是：汽油发动机排气的热负荷比柴油发动机高。柴油发动机的排气温度约650℃～850℃，而汽油发动机的排气温度可达到850℃～1050℃，故限制可变截面涡轮增压在汽油发动机应用的技术难点在于可变截面涡轮增压喷嘴环组件的耐高温性能。到目前为止，虽然有超过1050℃的耐高温合金材料，例如单晶镍基高温合金，但由于其制作成本非常高，且对制作设备和环境要求非常严苛，导致生产效率低下，大多只能应用于航空航天等领域，其性价比远远达不到普及使用的要求。因此，开发出一种适合汽油机高温环境下可长期稳定工作的可变截面喷嘴环盘类零件的材料，是汽油发动机涡轮增压技术更新换代的迫切需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种适合汽油机高温环境下可长期稳定工作的可变截面喷嘴环盘类零件的材料。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：提供一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料，其成分按重量百分比计为：镍：17％～22％；铬：22％～26％；碳：0.2％～0.4％；硅：2.0％～3.0％；锰：1.0％～2.0％；钼：1.0％～3.0％；铌：1.5％～3.5％；钨：1.0％～3.0％；铜：0％～0.4％，其余为铁，以及其他以微量存在的不可避免的杂质。
[0007]优选的，上述方案中，镍的含量为20％～22％；铬的含量为24％～26％；钼的含量为2.0％～3.0％；铌的含量为2.5％～3.5％；钨的含量为2.0％～3.0％。
[0008]优选的，上述方案中，杂质的硫的含量小于0.03％、磷的含量小于0.03％。
[0009]需要说明的是，本专利技术中的适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件主要是指可变截面喷嘴环的安装盘、盖板等盘类零件，但应当理解，本专利技术的这种材料不限于盘类零件，也包括其他在相近工况下工作的可变几何截面喷嘴环产品。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：使用该材料成分的可变截面喷嘴环组件，能够承受1050℃左右高温工况下的强度要求，且持久性、耐磨性以及高温蠕变性均得到有效提升，同时兼备有十分不俗的高温抗氧化性能，满足在汽油发动机排气热负荷工作环境下使用的要求。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的汽油机可变截面喷嘴环的示意图。
[0012]图2为本专利技术的材料在各个温度下的拉伸结果图表，作为材料性能示例。
[0013]附图中：1-安装盘；2-盖板；3-叶体；4-拨盘。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]为说明方便，以下将本专利技术的一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料简称为本材料。需要说明的是，本材料的各成分的百分比数值容许30％的偏差范围，例如具体数值为1％，则容许的偏差范围为0.7％-1.3％，除非文中另有明确说明。
[0016]结合图1所示，本专利技术所述的汽油机可变截面喷嘴环，包括一个圆环状的安装盘1，安装盘1的一侧设有盖板2，安装盘1和盖板2之间通过定距元件实现连接，使得安装盘1和盖板2相互平行且二者之间留有一定距离。一组叶体3沿周向分布于安装盘1和盖板2之间，叶体3的一侧设有叶杆。安装盘1上设有一组沿周向分布的槽孔，安装盘1的另一侧转动连接有圆环形的拨盘4，拨盘4上设有沿周向分布的拨叉。叶杆穿过安装盘1上的槽孔而与拔叉相连接，从而当拔叉盘旋转时，拔叉带动叶杆转动，进而使叶体3转动一定角度。此时相邻叶体3间的缝隙大小发生变化，即气体通道的大小发生改变，从而实现对发动机排出气体的流量和压力的调节，进而控制涡轮转速以及压气机转速的提高或降低，使发动机得到理想的进气量。
[0017]本专利技术所述的盘类零件主要是指安装盘1和盖板2，在本实施例中，安装盘1和盖板2的材料成分按重量百分比计为：镍：17％～22％；铬：22％～26％；碳：0.2％～0.4％；硅：2.0％～3.0％；锰：1.0％～2.0％；钼：1.0％～3.0％；铌：1.5％～3.5％；钨：1.0％～3.0％；其余为铁，以及其他以微量存在的不可避免的杂质。杂质的硫的含量小于0.03％、磷的含量小于0.03％。
[0018]方案中铬能显著提高材料的高温抗氧化性以及高温强度，但加入过多的铬元素，会导致出现较多脆性相碳化物，反而使材料性能大大降低。镍主要用于促进材料铬保护膜的稳定性，同时也是为了提高本材料的热力学稳定性能，改善材料脆性。因此，本材料在综合成本与性能的考虑后，将铬含量控制在22％～26％之间，将镍含量控制在17％至22％之
间，从而取得较好的性价比。
[0019]硅在钢水熔炼过程中起到脱氧作用，降低本材料的气孔类缺陷。适量的硅可显著提高材料的高温抗氧化性，但随着硅量的继续增加，材料中会析出脆性相，使得材料的耐蚀性与韧性同时发生下降，所以，本材料的硅含量被控制在2.0％～3.0％之间。同时，本材料进一步加入1.0％～2.0％的锰，锰同样在熔炼过程起到脱氧作用。
[0020]本材料的钼、钨含量均被控制在1.0％-3.0％。钼能够显著改善材料的高温强度、高温持久以及蠕变性能，同时一定量的提升材料的抗氧化性能。但是本材料中的钼需要控制在合适范围内，否则容易增加材料的脆化敏感性。本材料中适量的钨能够进一步提升材料整体的耐高温水平，提升材料的高温稳定性。
[0021]本材料的碳含量控制在0.2％～0.4％之间。适量的碳可与钨、钼、铬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料，其特征在于，其成分按重量百分比计为：镍：17％～22％；铬：22％～26％；碳：0.2％～0.4％；硅：2.0％～3.0％；锰：1.0％～2.0％；钼：1.0％～3.0％；铌：1.5％～3.5％；钨：1.0％～3.0％；铜：0％～0.4％；其余为铁，以及其他以微量存在的不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料，其特征在于，镍的含量为20％～22％。3.根据权利要求1所述的一种适用于汽油机可变截面喷嘴环盘类零件的材料，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启清，林春兰，李毅，黎俊韬，文刚，刘任梅，许检秀，胡强，
申请(专利权)人：萍乡德博科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：