一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，该工艺包括如下工艺步骤：1)制芯；2)制备砂型；3)组装、烘干、预热；4)熔炼ZL101A铝合金；5)浇注：浇注温度为约690℃；6)清理，热处理及机加工。其中主要通过对铸造型砂进行改进以降低铸件的废品率，采用本发明专利技术工艺制备的涡轮增压器压气机壳的粘砂、气孔、裂纹、冷隔、缩孔、疏松等缺陷率在3％以下；铸件的力学性能经过测试可达：抗拉强度≥320MPa，屈服强度≥285MPa，延伸率≥4.8％，硬度≥90HB，金相3级以上。完全满足使用要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，该工艺包括如下工艺步骤：1)制芯；2)制备砂型；3)组装、烘干、预热；4)熔炼ZL101A铝合金；5)浇注：浇注温度为约690℃；6)清理，热处理及机加工。其中主要通过对铸造型砂进行改进以降低铸件的废品率，采用本专利技术工艺制备的涡轮增压器压气机壳的粘砂、气孔、裂纹、冷隔、缩孔、疏松等缺陷率在3％以下；铸件的力学性能经过测试可达：抗拉强度≥320MPa，屈服强度≥285MPa，延伸率≥4.8％，硬度≥90HB，金相3级以上。完全满足使用要求。【专利说明】一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺
本专利技术涉及铝合金铸造
。
技术介绍
涡轮增压器的压气机壳是涡轮增压器上的重要增压部件，废气涡轮增压原理就是利用发动机排出的废气来驱动叶轮从而经压气壳压缩空气来提高进气压力增加充气量的。当发动机转速增快时，废气排出速度与涡轮压气机转速也同步增快，此时叶轮就压缩更多的空气进入压气机壳内，这样就可以使更多的空气压到发动机的气缸里，使发动机燃料充分燃烧，增加了发动机效率，产生更大的动力，降低废气排放。而增加发动机的进气压力，主要是靠装在发动机上的废气涡轮增压器来实现的。涡轮增压器中的压气机壳为涡轮重要部件，随着汽车涡轮增压技术的广泛应用，对其结构、机械性能要求和使用寿命有了更高的要求。由于涡轮增压器压气机壳壁薄、形状复杂，当采用常规铸造型砂进行重力铸造时，废品率高，达到20%以上；且铸件性能仅为:抗拉强度200MPa，延伸率3.5%，硬度75HB。CN201110112326.X公开了一种涡轮增压器压气机壳的低压铸造工艺，铸造成型的涡轮增压器压气机壳具有良好的机械性能，和良好的切削加工性能，其力学性能优良，抗拉强度≤280MPa，屈服强度≤280MPa，延伸率≤4%，硬度≤90HB，金相3级以上。虽然该文献公开的方法提高了铸件的强度，但其并没有公开其废品率指标是否有所改善，况且低压铸造需要成套的设备，设备投入和维护费用高，增加了铸件的成本。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，相比于传统的重力铸造工艺，本专利技术主要通过对铸造型砂的改进，从而大幅提高铸件的成品率和铸件的力学性能，既降低了铸件成本，又提高了铸件的力学性能。为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下:一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，所述工艺包括如下步骤:I)制芯:根据涡轮增压器压气机壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆模砂烧结制备砂芯；2)制备砂型:根据涡轮增压器压气机壳外部形状轮廓利用铸造型砂制备砂型，该铸造型砂以重量份计有下列原料组成:石英原砂新砂60-64份，石英原砂旧砂24-28份，电解铝渣粉料3-5份，锆英砂4-6份，空心微珠1-6份，粘结剂料浆16-18份，水22-26份；其中，石英原砂新砂的粒度为100-200目，石英原砂旧砂的粒度为150-250目，电解铝渣粉料和锆英砂的粒度为-300目，空心微珠的粒度约为10-60 μ m，粘结剂以重量百分数计由下列组分组成:淀粉36-40%，呋喃树脂6-8%，钙基膨润土 14-16%，-100目甘蔗渣纤维素粉3-5 %，硬脂酸锌1-2 %，三聚磷酸钠2-3 %，余量为水；3)组装、烘干、预热:将砂芯与砂型组装，烘干后预热至200-220°C ；4)熔炼ZLlOlA铝合金；5)浇注:浇注温度为约690°C ；6)清理，热处理及机加工。其中电解铝渣粉料可通过如下方法获得:将从电解铝厂回收的电解铝渣通过除杂除污处理并清洗干净，烘干后进行球磨，球磨后过300目标准筛，得到-300目的电解铝渣粉料。本专利技术主要通过对铸造型砂性能的调整来改善铸件的成品率和铸件性能。其中型砂骨料采用石英原砂新砂、石英原砂旧砂搭配，节省原料成本；添加适量锆英砂可提高型砂的耐火度，使得铸型耐浇性能提高。创造性的在型砂中添加电解铝渣粉料，解决了电解铝渣废料回收的问题，节省成本，同时发现由于电解铝渣粉料中含有残余的铝和氧化铝，与被铸铝合金同质成分，可改善铝合金的表面质量，起到了意料不到的技术效果。添加适量的空心微珠改善了铸型的透气性能；同时通过几种粉料的粒度搭配，既使得铸型透气性能好，降低铸造缺陷，又使得铸件的表面光洁。采用以淀粉为主的全新的粘结剂，使得由该型砂制备的铸型浇注时强度、铸后溃散性优异。经过大量的实验统计，采用本专利技术工艺制备的涡轮增压器压气机壳的粘砂、气孔、裂纹、冷隔、缩孔、疏松等缺陷率在3%以下；同时意外的发现，除了成品率提高外，铸件的力学性能相比传统重力铸造也显著提升，经过测试:抗拉强度≥320MPa，屈服强度≥285MPa，延伸率≥4.8%，硬度≥90HB，金相3级以上。完全满足使用要求。【具体实施方式】实施例一一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，所述工艺包括如下步骤:I)制芯:根据涡轮增压器压气机壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆模砂烧结制备砂芯；2)制备砂型:根据涡轮增压器压气机壳外部形状轮廓利用铸造型砂制备砂型，该铸造型砂以重量份计有下列原料组成:石英原砂新砂60份，石英原砂旧砂28份，电解铝渣粉料3份，锆英砂6份，空心微珠1份，粘结剂料浆18份，水22份；其中，石英原砂新砂的粒度为100-200目，石英原砂旧砂的粒度为150-250目，电解铝渣粉料和锆英砂的粒度为-300目，空心微珠的粒度约为10-60μπι，粘结剂以重量百分数计由下列组分组成:淀粉36%，呋喃树脂8 %，钙基膨润土 14 %，-100目甘蔗渣纤维素粉5 %，硬脂酸锌I %，三聚磷酸钠3 %，余量为水；3)组装、烘干、预热:将砂芯与砂型组装，烘干后预热至200-220°C ；4)熔炼ZLlOlA铝合金；5)浇注:浇注温度为约690°C ；6)清理，热处理及机加工。实施例二一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，所述工艺包括如下步骤: I)制芯:根据涡轮增压器压气机壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆模砂烧结制备砂芯；2)制备砂型:根据涡轮增压器压气机壳外部形状轮廓利用铸造型砂制备砂型，该铸造型砂以重量份计有下列原料组成:石英原砂新砂64份，石英原砂旧砂24份，电解铝渣粉料5份，锆英砂4份，空心微珠6份，粘结剂料浆16份，水26份；其中，石英原砂新砂的粒度为100-200目，石英原砂旧砂的粒度为150-250目，电解铝渣粉料和锆英砂的粒度为-300目，空心微珠的粒度约为10-60μπι，粘结剂以重量百分数计由下列组分组成:淀粉40%，呋喃树脂6 %，钙基膨润土 16 %，-100目甘蔗渣纤维素粉3 %，硬脂酸锌2 %，三聚磷酸钠2 %，余量为水；3)组装、烘干、预热:将砂芯与砂型组装，烘干后预热至200-220°C ；4)熔炼ZLlOlA铝合金；5)浇注:浇注温度为约690°C ；6)清理，热处理及机加工。实施例三一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，所述工艺包括如下步骤:I)制芯:根据涡轮增压器压气机壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆模砂烧结制备砂芯；2)制备砂型:根据涡轮增压器压气机壳外部形状轮廓利用铸造型砂制备砂型，该铸造型砂以重量份计有下列原料组成:石英原砂新砂62份，石英原砂旧砂26份，电解铝渣粉料4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：1)制芯：根据涡轮增压器压气机壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆模砂烧结制备砂芯；2)制备砂型：根据涡轮增压器压气机壳外部形状轮廓利用铸造型砂制备砂型，该铸造型砂以重量份计有下列原料组成：石英原砂新砂60‑64份，石英原砂旧砂24‑28份，电解铝渣粉料3‑5份，锆英砂4‑6份，空心微珠1‑6份，粘结剂料浆16‑18份，水22‑26份；其中，石英原砂新砂的粒度为100‑200目，石英原砂旧砂的粒度为150‑250目，电解铝渣粉料和锆英砂的粒度为‑300目，空心微珠的粒度约为10‑60μm，粘结剂以重量百分数计由下列组分组成：淀粉36‑40％，呋喃树脂6‑8％，钙基膨润土14‑16％，‑100目甘蔗渣纤维素粉3‑5％，硬脂酸锌1‑2％，三聚磷酸钠2‑3％，余量为水；3)组装、烘干、预热：将砂芯与砂型组装，烘干后预热至200‑220℃；4)熔炼ZL101A铝合金；5)浇注：浇注温度为约690℃；6)清理，热处理及机加工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小英，
申请(专利权)人：朱小英，
类型：发明
国别省市：浙江;33