專利名稱：一種汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽車渦輪增壓器殼體件的鑄造方法，尤其涉及一種汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器技術(shù)是提高汽車發(fā)動機(jī)效率、降低燃油消耗、減少廢氣排放的高新技術(shù)手段。其核心部件渦輪增壓器殼體(簡稱渦殼)質(zhì)量僅幾千克，壁厚5-10mm，具有三維流線結(jié)構(gòu)，外形不甚規(guī)則，表面質(zhì)量要求極高，屬中等復(fù)雜小件，鑄造生產(chǎn)具有較大的難度。近年來，隨著汽車制造技術(shù)快速發(fā)展和節(jié)能環(huán)保相關(guān)法規(guī)的實施，汽車工業(yè)對渦輪增壓器的需求急劇攀升，主要汽車制造大國加快了對汽車渦輪增壓器殼體鑄造技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。經(jīng)過近10年的開發(fā)研究，基本形成了以殼型鑄造為主流的渦殼件成形方法并已達(dá)到穩(wěn)定化批量生產(chǎn)，同時，消失模鑄造法也在研發(fā)之中。但是，從當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀分析，殼型法生產(chǎn)渦 殼件存在以下4方面問題(I)為了獲得完整的型殼，要采用多單元曲面分型，尺寸精度和表面質(zhì)量不易保證；(2)型砂發(fā)氣量大且發(fā)氣集中，易于形成表面氣孔缺陷；(3)鑄型溫度低，容易產(chǎn)生冷隔、鐵豆和皺皮等缺陷；(4)鑄造方法單一，需建成專用生產(chǎn)線，不便于組織多元化生產(chǎn)。因此，發(fā)展新的渦殼件鑄造方法對提高渦殼件生產(chǎn)能力、改善鑄件成形質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本有著極大的促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，以解決現(xiàn)有方法中存在的需要多單元曲面分型、生產(chǎn)成本高和鑄件質(zhì)量不易控制的問題。該方法設(shè)備投資少，渦殼表面質(zhì)量和尺寸精度高，氣孔和夾雜傾向小，特別適合高品質(zhì)汽車渦輪增壓器殼體件批量生產(chǎn)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，其特征在于，在型殼的制備過程中采用可溶性型芯形成熔模的內(nèi)腔，并在型腔頂部安置了集補縮和集渣為一體的熱頂冒口，具體按以下步驟進(jìn)行步驟I、合金熔煉采用感應(yīng)電爐熔煉合金液，合金成分選用耐熱不銹鋼或高鎳球鐵；步驟2、設(shè)計鑄造工藝采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮，澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=1. 1-1.2 :1.25-1.35 1 ;在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣；冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為I. 3-1. 8 1 ;內(nèi)澆道選用圓柱形，長度3-5mm ;熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通；步驟3、制造壓型根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型；步驟4、制備可溶性型芯采用可溶性模料制備型芯；步驟5、制備熔模在步驟3制得的金屬壓型中放置好步驟4制得的型芯，合型、采用優(yōu)質(zhì)蠟基模料和回收的蠟基模料制備包含可溶性型芯的渦殼件熔模及澆口熔模、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1 ;步驟6、溶解型芯在常溫下將步驟5制得的含有可溶性型芯的熔模浸入體積份數(shù)為10%的鹽酸水溶 液中，使型芯溶解；步驟7、熔模組焊按照熔焊原理將步驟6脫芯后的熔模與澆口熔模、冒口熔模組焊為模組；步驟8、上涂料及掛砂用浸涂法給步驟7制得的模組上耐火涂料，爾后用雨淋式或沸騰床法掛砂；步驟9、硬化及干燥型殼模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥硬化，經(jīng)反復(fù)多次上涂料一掛砂及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層；步驟10、熔失熔模將步驟9處理后的模組在90 100°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模，得到渦殼件型殼;步驟11、焙燒型殼將步驟10處理后的型殼在980-1050°C下焙燒，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷；步驟12、澆注當(dāng)型殼溫度為850_1050°C時向型殼中澆鑄合金液；步驟13、脫殼待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件；步驟14、后處理去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。本發(fā)明的特點還在于，其中步驟I中，合金成分選用耐熱不銹鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比被％為CO. 3 0. 5，Cr23 27，Nil9 22，Si0 2. 5，Mn 彡 2，Mo 彡 0. 5，Nb 彡 I. 6，P 彡 0. 04，S 彡 0. 04，余為鐵。其中步驟I中，合金成分選用高鎳球鐵的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比被％為C ( 2. 0，Crl. 6 2. 0，Ni34 38，MgO. 03 0. 09，Mn ( 0. 7，Si4. 8 5. 3，P 彡 0. 04，S 彡 0. 04，余為鐵。其中步驟4中的可溶性型芯由以下組分按質(zhì)量百分比組成45% - 55%聚乙二醇、25% - 30%化石粉和20% - 25%碳酸氫鈉。其中步驟12的澆注工序中，耐熱不銹鋼澆注溫度為1560 1580°C，高鎳球鐵的澆注溫度1440 1460。。。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下方面( I)無需多單元曲面分型，鑄型為整體式；(2)渦殼件表面光潔，尺寸精度高；(3)型殼工作溫度高，鑄件不易產(chǎn)生夾雜、氣孔、縮松等缺陷；(4)可實現(xiàn)一型多鑄，生產(chǎn)效率高；設(shè)備投入少、原材料低廉，生產(chǎn)成本低。
具體實施方式

下面通過具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的汽車渦輪增壓器殼體件的鑄造方法，首先，以可溶性的聚乙二醇為模料制成渦殼件熔模的型芯；其次，在金屬壓型中放置好型芯，合型、注蠟，制備出包含可溶性型芯的渦殼件熔模；隨之開型取出熔模，待冷至室溫后置于水中，使可溶性型芯充分溶解；爾后修整脫芯后的熔模，將其與冒口和澆注系統(tǒng)組焊成模組；隨后用浸涂法對模組上涂料、掛砂；經(jīng)過脫蠟、焙燒工序，制成內(nèi)腔光潔、尺寸精準(zhǔn)的整體型殼；最后，將合金液澆入型殼，經(jīng)冷卻凝固及脫殼處理，得到輪廓清晰、尺寸精度高、表面光潔的高質(zhì)量渦殼鑄件。生產(chǎn)工藝流程為渦殼零件圖一鑄造工藝設(shè)計一壓型制造一可溶性型芯制備一熔模制備(含澆口和冒口)一型芯溶解一熔模組焊一上涂料及掛砂一型殼硬化及干燥一熔失熔模一型殼焙燒一澆注一脫殼一去除澆冒口一堿煮一檢驗一入庫。具體按如下步驟進(jìn)行步驟I、合金熔煉采用感應(yīng)電爐熔煉合金液，合金成分選用耐熱不銹鋼或高鎳球鐵。耐熱不銹鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為(wt%) C0. 3 0. 5，Cr23 27，Nil9 22，Si0 2. 5，Mn ^ 2,Mo ^ 0. 5，Nb < 1.6，P < 0.04，S < 0.04，余為鐵；高鎳球鐵的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為(wt%)C 彡 2. 0，Crl. 6 2. 0，Ni34 38，MgO. 03 0. 09，Mn ( 0. 7，Si4. 8 5. 3，P 彡 0. 04，S 彡 0. 04，余為鐵。高鎳球鐵的球化處理溫度在1560 1620°C。步驟2、鑄造工藝設(shè)計為強化補縮，采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮。澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=(I. 1-1.2) :(1.25-1.35) :1。在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣。冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為(1.3-1.8):1。內(nèi)澆道選用圓柱形，長度3-5_。熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通。步驟3、壓型制造根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型。步驟4、可溶性型芯制備采用可溶性模料制備型芯?？扇苄阅Ａ嫌梢韵陆M分按質(zhì)量百分比組成45% - 55%聚乙二醇，25% - 30%化石粉，20% - 25%碳酸氫鈉。其中，主要組分聚乙二醇的熔點較低，在64 — 66°C之間，具有良好的流變性、低的收縮傾向和良好的熔失性能；滑石粉的添加不僅助流，而且可提高模料的抗裂性和熱穩(wěn)定性；碳酸氫鈉的添加有助于增強模料的熔失能力。步驟5、熔模制備在步驟3制得的金屬壓型中放置好步驟4制得的型芯，合型、采用優(yōu)質(zhì)蠟基模料和回收的蠟基模料制備包含可溶性型芯的渦殼件熔模及澆口熔模、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1。步驟6、型芯溶解在常溫下將步驟5制得的含有可溶性型芯的熔模浸入體積份數(shù)為10%的鹽酸水溶液中，使型芯溶解。步驟7、熔模組焊按照熔焊原理將步驟6脫芯后的熔模與澆口熔模、冒口熔模組焊為模組。 步驟8、上涂料及掛砂用浸涂法給步驟7制得的模組上耐火涂料，爾后用雨淋式或沸騰床法掛砂。步驟9、型殼硬化及干燥模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥硬化，經(jīng)反復(fù)多次“上涂料一掛砂”及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層。步驟10、熔失熔模將步驟9處理后的模組在90 100°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模，得到渦殼件型殼。步驟11、型殼焙燒將步驟10處理后的型殼在980-1050°C下焙燒，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷。步驟12、澆注當(dāng)型殼溫度為850-1050°C時向型殼中澆鑄合金液，以最大限度地減少和消除冷隔、澆不足、夾渣等缺陷。耐熱不銹鋼澆注溫度為1560 1580°C，高鎳球鐵的澆注溫度1440 1460。。。步驟13、脫殼待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件。步驟14、后處理去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。實施例I步驟I、采用IOOkg中頻感應(yīng)爐熔煉耐熱不銹鋼，耐熱不銹鋼合金的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為(wt%) C 0.3 0.5，Cr 23 27，Ni 19 22，Si 0 2. 5，Mn 彡 2，Mo 彡 0. 5，Nb 彡 I. 6，PS 0.04，SS 0.04，余為鐵。原材料主要包括金屬鎳、60#鉻鐵、55#鑰鐵、85#錳鐵、75#硅鐵、65#鈮鐵、Z14生鐵和廢鋼。步驟2、采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮。澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=1. I :1. 25 :1。在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣。冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為I. 3:1。內(nèi)澆道選用圓柱形，長度3mm。熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通。步驟3、根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型。步驟4、采用可溶性模料和芯盒制備型芯?？扇苄阅Ａ嫌梢韵陆M分按質(zhì)量百分比組成55%聚乙二醇，25%化石粉，20%碳酸氫鈉。步驟5、分別采用石蠟-硬脂酸模料和回收的石蠟-硬脂酸模料制備熔模及澆、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1。步驟6、在常溫下將含有可溶性型芯的熔模浸入體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸水溶液中，使型芯溶解。步驟7、按照熔焊原理將熔模與澆口熔模及冒口熔模組焊為模組。步驟8、用浸涂法給模組上耐火涂料，爾后用雨淋式法或沸騰床法掛砂。步驟9、模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥、硬化，經(jīng)反復(fù)多次“上涂料一掛砂”及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層。步驟10、在90°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模。步驟11、在980°C下焙燒型殼，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷。步驟12、當(dāng)型殼溫度為850°C時向型殼中澆鑄耐熱不銹鋼鋼液，以最大限度地減少和消除冷隔、澆不足、夾渣等缺陷，澆注溫度為1560°C。步驟13、待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件。步驟14、去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。實施例2步驟I、采用IOOkg中頻感應(yīng)爐熔煉耐熱不銹鋼，合金的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為(wt%) 0. 3 0. 5C，23 27Cr，19 22Ni，0 2. 5Si, Mn≤ 2，Mo ≤ 0. 5，Nb ≤ I. 6，P ≤ 0. 04，S彡0. 04，余為鐵。原材料主要包括金屬鎳、60#鉻鐵、55#鑰鐵、85#錳鐵、75#硅鐵、65#鈮鐵、Z14生鐵和廢鋼。步驟2、采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮。澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=1. 2 :1. 3 :1。在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣。冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為1.5:1。內(nèi)澆道選用圓柱形，長度5mm。熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通。步驟3、根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型。步驟4、采用可溶性模料和芯盒制備型芯?？扇苄阅Ａ嫌梢韵陆M分按質(zhì)量百分比組成45%聚乙二醇，30%化石粉，25%碳酸氫鈉。 步驟5、分別采用石蠟-硬脂酸模料和回收的石蠟-硬脂酸模料制備熔模及澆、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1。步驟6、在常溫下將含有可溶性型芯的熔模浸入體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸水溶液中，使型芯溶解。步驟7、按照熔焊原理將熔模與澆口熔模及冒口熔模組焊為模組。步驟8、用浸涂法給模組上耐火涂料，爾后用雨淋式法或沸騰床法掛砂。步驟9、模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥、硬化，經(jīng)反復(fù)多次“上涂料一掛砂”及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層。步驟10、在95°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模。步驟11、在1000°C下焙燒型殼，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷。步驟12、當(dāng)型殼溫度為900°C時向型殼中澆鑄耐熱不銹鋼鋼液，以最大限度地減少和消除冷隔、澆不足、夾渣等缺陷，澆注溫度為1580°C。步驟13、待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件。步驟14、去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。

實施例3步驟I、采用IOOkg中頻感應(yīng)爐熔煉高鎳球鐵，合金的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為(wt%) C ( 2. 0，Cr I. 6 2. 0，Ni 34 38，Mg 0. 03 0. 09，Mn ( 0. 7，Si 4. 8 5. 3，P 彡 0. 04，S彡0. 04，余為鐵。原材料主要包括金屬鎳、60#鉻鐵、85#錳鐵、75#硅鐵、Z14生鐵和廢鋼。高鎳球鐵的球化處理溫度在1620°C。步驟2、采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮。澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=1. 15 1.28 :1。在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣。冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為I. 4:1。內(nèi)澆道選用圓柱形，長度4_。熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通。步驟3、根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型。步驟4、采用可溶性模料和芯盒制備型芯?？扇苄阅Ａ嫌梢韵陆M分按質(zhì)量百分比組成50%聚乙二醇，26%化石粉，24%碳酸氫鈉。步驟5、分別采用石蠟-硬脂酸模料和回收的石蠟-硬脂酸模料制備熔模及澆、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1。步驟6、在常溫下將含有可溶性型芯的熔模浸入體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸水溶液中，使型芯溶解。步驟7、按照熔焊原理將熔模與澆口熔模及冒口熔模組焊為模組。步驟8、用浸涂法給模組上耐火涂料，爾后用雨淋式法或沸騰床法掛砂。步驟9、模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥、硬化，經(jīng)反復(fù)多次“上涂料一掛砂”及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層。步驟10、在98°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模。步驟11、在1050°C下焙燒型殼，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷。步驟12、當(dāng)型殼溫度為950°C時向型殼中澆鑄高鎳球鐵鐵液，以最大限度地減少和消除冷隔、澆不足、夾渣等缺陷。澆注溫度為1440°C。步驟13、待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件。步驟14、去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。實施例4步驟I、采用IOOkg中頻感應(yīng)爐熔煉高鎳球鐵，合金的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為(wt%) C ( 2. 0，Cr I. 6 2. 0，Ni 34 38，Mg 0. 03 0. 09，Mn ( 0. 7，Si 4. 8 5. 3，P 彡 0. 04，
S^O. 04，余為鐵。原材料主要包括金屬鎳、60#鉻鐵、85#錳鐵、75#硅鐵、Z14生鐵和廢鋼。高鎳球鐵的球化處理溫度在1560°C。步驟2、采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮。澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=1. 18 1.35 :1。在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣。冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為I. 8:1。內(nèi)澆道選用圓柱形，長度3. 5_。熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通。
步驟3、根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型。步驟4、采用可溶性模料和芯盒制備型芯。可溶性模料由以下組分按質(zhì)量百分比組成54%聚乙二醇，23%化石粉，23%碳酸氫鈉。步驟5、分別采用石蠟-硬脂酸模料和回收的石蠟-硬脂酸模料制備熔模及澆、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1。步驟6、在常溫下將含有可溶性型芯的熔模浸入體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸水溶液中，使型芯溶解。步驟7、按照熔焊原理將熔模與澆口熔模及冒口熔模連接為模組。步驟8、用浸涂法給模組上耐火涂料，爾后用雨淋式法或沸騰床法掛砂。步驟9、模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥、硬化，經(jīng)反復(fù)多次“上涂料一掛砂”及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層。步驟10、在100°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模。步驟11、在990°C下焙燒型殼，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷。步驟12、當(dāng)型殼溫度為1050°C時向型殼中澆鑄高鎳球鐵鐵液，以最大限度地減少和消除冷隔、澆不足、夾渣等缺陷。澆注溫度為1460°C。步驟13、待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件。步驟14、去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。上述四種方案制備的渦輪增壓器殼體鑄件輪廓清晰、尺寸精度高、表面光潔度高，Ra值為12. 5 I. 5 Pm。目視檢驗未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、縮松、裂紋等常見缺陷。本發(fā)明的汽車渦輪增壓器殼體件的鑄造方法，有效地克服了殼型法因殼型(芯)組裝可能產(chǎn)生的錯位、尺寸誤差大、分型面凸痕和毛刺，以及由于殼型發(fā)氣量大、工作溫度低可能造成的氣孔、夾渣、冷隔等缺陷。
權(quán)利要求
1. 一種汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，其特征在于，在型殼的制備過程中采用可溶性型芯形成熔模的內(nèi)腔，并在型腔頂部安置了集補縮和集渣為一體的熱頂冒口，具體按以下步驟進(jìn)行 步驟I、合金熔煉 采用感應(yīng)電爐熔煉合金液， 合金成分選用耐熱不銹鋼或高鎳球鐵； 步驟2、設(shè)計鑄造工藝 采用頂注工藝，并利用熱頂冒口對熱節(jié)部位進(jìn)行補縮，澆注系統(tǒng)澆口截面比為，直澆道面積橫澆道面積內(nèi)澆道面積=1. 1-1.2 :1.25-1.35 1 ;在橫澆口和內(nèi)澆口之間加設(shè)離心式熱頂冒口以利補縮和浮渣；冒口模數(shù)與熱節(jié)模數(shù)的比值為I. 3-1. 8 1 ;內(nèi)澆道選用圓柱形，長度3-5_ ;熱頂冒口與水平方向的橫澆口和垂直方向的內(nèi)澆口相連通，橫澆口沿切線方向進(jìn)入冒口，而內(nèi)澆口則沿冒口底面與型腔相連通； 步驟3、制造壓型 根據(jù)渦殼件的結(jié)構(gòu)特點及分型面選擇原則，確定壓型的數(shù)量和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，尺寸依據(jù)模料和合金的線收縮率而定，采用Sn-58%Bi易熔合金制備金屬壓型； 步驟4、制備可溶性型芯 采用可溶性模料制備型芯； 步驟5、制備熔模 在步驟3制得的金屬壓型中放置好步驟4制得的型芯，合型、采用優(yōu)質(zhì)蠟基模料和回收的蠟基模料制備包含可溶性型芯的渦殼件熔模及澆口熔模、冒口熔模，石蠟-硬脂酸模料的配比按質(zhì)量百分比為I :1 ； 步驟6、溶解型芯 在常溫下將步驟5制得的含有可溶性型芯的熔模浸入體積份數(shù)為10%的鹽酸水溶液中，使型芯溶解； 步驟7、熔模組焊 按照熔焊原理將步驟6脫芯后的熔模與澆口熔模、冒口熔模組焊為模組； 步驟8、上涂料及掛砂 用浸涂法給步驟7制得的模組上耐火涂料，爾后用雨淋式或沸騰床法掛砂； 步驟9、硬化及干燥型殼 模組每上一層涂料和掛砂后，要進(jìn)行充分干燥硬化，經(jīng)反復(fù)多次上涂料一掛砂及充分干燥硬化后，在模組外形成硬化的型殼層； 步驟10、熔失熔模 將步驟9處理后的模組在90 100°C稀鹽酸水溶液中熔失熔模，得到渦殼件型殼； 步驟11、焙燒型殼 將步驟10處理后的型殼在980-1050°C下焙燒，去除型殼中水分、殘留模料、NH4Cl等，消除氣體來源，提高型殼透氣性，防止渦殼產(chǎn)生氣孔缺陷； 步驟12、澆注 當(dāng)型殼溫度為850-1050°C時向型殼中澆鑄合金液； 步驟13、脫殼 待合金液冷卻凝固至室溫后，去除合金外部的型殼，獲得渦殼鑄件；步驟14、后處理 去除澆冒口、堿煮、檢驗、入庫。
2.按照權(quán)利要求I所述的汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，其特征在于所述步驟I中，合金成分選用耐熱不銹鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比wt%為C0. 3≤0. 5，Cr23^27,Nil9 22，Si0 2. 5，Mn ≤ 2，Mo ≤ 0. 5，Nb ≤ I. 6，P ≤0. 04，S ≤ 0. 04，余為鐵。
3.按照權(quán)利要求I所述的汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，其特征在于所述步驟I中，合金成分選用高鎳球鐵的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比wt%為C < 2. 0，Crl. 6^2. 0，Ni34 38，MgO. 03 0. 09，Mn ≤0. 7，Si4. 8 5. 3，P≤ 0. 04，S ≤ 0. 04，余為鐵。
4.按照權(quán)利要求I所述的汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，其特征在于所述步驟4中的可溶性型芯由以下組分按質(zhì)量百分比組成45% - 55%聚乙二醇、25% — 30%化石粉和20% - 25%碳酸氫鈉。
5.按照權(quán)利要求I或4所述的汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，其特征在于所述步驟12的澆注工序中，耐熱不銹鋼澆注溫度為1560 1580°C，高鎳球鐵的澆注溫度1440 1460。。。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種汽車渦輪增壓器殼體件的精密鑄造方法，首先以可溶性模料制成渦殼件熔模的型芯；其次在金屬壓型中放置好型芯，合型、注蠟，制備渦殼件熔模；隨之開型取出熔模，溶解可溶性型芯；爾后將熔模與冒口和澆注系統(tǒng)組焊成模組；隨后對模組上涂料、掛砂；經(jīng)脫蠟、焙燒制成整體型殼；最后將合金液澆入型殼，經(jīng)冷卻凝固及脫殼處理，得到渦殼鑄件。該方法不僅有效地提高渦殼件的尺寸精度、降低表面粗糙度，而且大幅度減少和消除由鑄型發(fā)氣量大、工作溫度低和冒口補縮效果差可能引發(fā)的氣孔、夾渣、冷隔、縮松等缺陷。
文檔編號B22C9/24GK102717032SQ20121023557
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者徐錦鋒, 高軍 申請人:江蘇多為泵業(yè)股份有限公司