專利名稱：一種增壓器渦輪葉輪的快速制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種成型加工、鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增壓器渦輪葉輪的制造方法。
背景技術(shù)：
一般車用增壓器渦輪葉輪的制造是通過渦輪葉輪模具壓蠟后再精密鑄造而成。即首先制造分體的金屬渦輪葉輪模具再進(jìn)行壓蠟等工藝過程，最終得到鎳基高溫合金渦輪葉輪。采用這種方法制造金屬渦輪葉輪模具工序復(fù)雜，加工周期長，既首先需要根據(jù)渦輪葉片數(shù)的多少決定進(jìn)行分體模具模塊數(shù)量的多少進(jìn)行數(shù)控加工，然后進(jìn)行組合、 模具的手工研配，試壓蠟?zāi)Ｐ汀⒃龠M(jìn)行修配模具，最終進(jìn)行蠟?zāi)５膲褐?，再進(jìn)行常規(guī)的精密鑄造工序。而本發(fā)明快速制造渦輪葉輪的方法，是通過渦輪葉輪的三維模型，通過快速成型設(shè)備，采用粉末燒結(jié)技術(shù)，應(yīng)用激光數(shù)控技術(shù)直接燒結(jié)出代替蠟?zāi)５乃芰喜馁|(zhì)的渦輪葉輪的形狀，就可直接應(yīng)用于常規(guī)的精密鑄造。由于該方法省去了金屬模具的制造和壓蠟過程， 減少了生產(chǎn)試制周期，提高了效率，降低了生產(chǎn)成本，該方法特別適合于研發(fā)階段的試制及中小批量的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決在柴油機(jī)增壓器行業(yè)中存在的生產(chǎn)試制增壓器渦輪葉輪周期長，工作效率低，生產(chǎn)成本大的問題，
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種增壓器渦輪葉輪的快速制造方法，其工藝步驟為
(1)渦輪葉輪三維模型的建立根據(jù)產(chǎn)品要求，使用常規(guī)的通用建模軟件pr0/ engineer, UG畫出立體的渦輪葉輪三維模型，并且考慮到鑄造收縮按2. 3%比例將模型放大；
(2)將以上三維模型STL格式文件導(dǎo)入快速成型設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，參照渦輪葉輪的具體尺寸及形狀確定燒結(jié)底面、壁厚、坐標(biāo)系原點(diǎn)等燒結(jié)參數(shù)，并且按照0. 15mm進(jìn)行切片處理后，按如下的工藝參數(shù)進(jìn)行聚苯乙烯塑料材質(zhì)的粉末激光燒結(jié)，聚苯乙烯塑料材質(zhì)燒結(jié)粉粒度選擇160目，重要的工藝參數(shù)設(shè)定如下激光的掃描速度設(shè)定為ri=2000 mm/s, 鋪粉的速度η = 206 mm/s,渦輪的烤底溫度116°C，時間M分鐘，供料裕量0. 04mm,轉(zhuǎn)換因子144，激光功率13kw ；
(3)開始燒結(jié)后，每燒14層烤底溫度下降5°C，當(dāng)溫度降到55°C時不再下降，并一直保持恒溫到燒結(jié)完成，燒結(jié)完成后在1小時內(nèi)把溫度緩慢降至室溫即可取出燒結(jié)渦輪件；
(4)燒結(jié)完成后清理浮粉，以利于精度和表面粗糙度的有效控制；
(5)沾蠟處理將低溫石蠟加熱78°C后，將燒結(jié)的聚苯乙烯塑料材質(zhì)的渦輪葉輪首先進(jìn)行第一次沾蠟，放置15分鐘后，再次將低溫石蠟加熱到81°C進(jìn)行第二次沾蠟，其后放置 3. 5小時進(jìn)行修磨處理，以提高其表面的光潔度及尺寸精度；
(6)渦輪葉輪的精密鑄造，采用常規(guī)的真空鑄造，完成國標(biāo)K418材料高溫耐熱合金渦輪葉輪的澆鑄。本發(fā)明的有益效果在柴油機(jī)增壓器行業(yè)內(nèi)，由于該方法省去了金屬模具的制造和壓蠟過程，縮短了研制制作周期，提高了效率，降低了生產(chǎn)成本，方法及制作工藝步驟簡
3單，產(chǎn)品精度高。該方法特別適合于研發(fā)階段的試制及中小批量的生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的最佳實(shí)施例作詳細(xì)描述，一種增壓器渦輪葉輪的
制造方法，其工藝步驟為
(1)渦輪葉輪三維模型的建立根據(jù)產(chǎn)品要求，使用常規(guī)的通用建模軟件pr0/ engineer, UG畫出立體的渦輪葉輪三維模型，并且考慮到鑄造收縮按2. 3%比例將模型放大；
(2)將以上三維模型STL格式文件導(dǎo)入快速成型設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，參照渦輪葉輪的具體尺寸及形狀確定燒結(jié)底面、壁厚、坐標(biāo)系原點(diǎn)等燒結(jié)參數(shù)，并且按照0. 15mm進(jìn)行切片處理后，按如下的工藝參數(shù)進(jìn)行聚苯乙烯塑料材質(zhì)的粉末激光燒結(jié)，聚苯乙烯塑料材質(zhì)燒結(jié)粉粒度選擇160目，重要的工藝參數(shù)設(shè)定如下激光的掃描速度設(shè)定為ri=2000 mm/s, 鋪粉的速度η = 206 mm/s,渦輪的烤底溫度116°C，時間M分鐘，供料裕量0. 04mm,轉(zhuǎn)換因子144，激光功率13kw ；
(3)開始燒結(jié)后，每燒14層烤底溫度下降5°C，當(dāng)溫度降到55°C時不再下降，并一直保持恒溫到燒結(jié)完成，燒結(jié)完成后在1小時內(nèi)把溫度緩慢降至室溫即可取出燒結(jié)渦輪件；
(4)燒結(jié)完成后清理浮粉，以利于精度和表面粗糙度的有效控制；
(5)沾蠟處理將低溫石蠟加熱78°C后，將燒結(jié)的聚苯乙烯塑料材質(zhì)的渦輪葉輪首先進(jìn)行第一次沾蠟，放置15分鐘后，再次將低溫石蠟加熱到81°C進(jìn)行第二次沾蠟，其后放置 3. 5小時進(jìn)行修磨處理，以提高其表面的光潔度及尺寸精度；
(6)渦輪葉輪的精密鑄造，采用常規(guī)的真空鑄造，完成國標(biāo)K418材料高溫耐熱合金渦輪葉輪的澆鑄。
權(quán)利要求
1. 一種增壓器渦輪葉輪的快速制造方法，其特征是其工藝步驟為 渦輪葉輪三維模型的建立根據(jù)產(chǎn)品要求，使用常規(guī)的通用建模軟件pro/engineer、 UG畫出立體的渦輪葉輪三維模型，并且考慮到鑄造收縮按2. 3%比例將模型放大；將以上三維模型STL格式文件導(dǎo)入快速成型設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，參照渦輪葉輪的具體尺寸及形狀確定燒結(jié)底面、壁厚、坐標(biāo)系原點(diǎn)等燒結(jié)參數(shù)，并且按照0. 15mm進(jìn)行切片處理后，按如下的工藝參數(shù)進(jìn)行聚苯乙烯塑料材質(zhì)的粉末激光燒結(jié)，聚苯乙烯塑料材質(zhì)燒結(jié)粉粒度選擇160目，重要的工藝參數(shù)設(shè)定如下激光的掃描速度設(shè)定為ri=2000 mm/s，鋪粉的速度η = 206 mm/s，渦輪的烤底溫度116°C，時間對分鐘，供料裕量0.04mm，轉(zhuǎn)換因子 144，激光功率:13kw ；開始燒結(jié)后，每燒14層烤底溫度下降5°C，當(dāng)溫度降到55°C時不再下降，并一直保持恒溫到燒結(jié)完成，燒結(jié)完成后在1小時內(nèi)把溫度緩慢降至室溫即可取出燒結(jié)渦輪件； 燒結(jié)完成后清理浮粉，以利于精度和表面粗糙度的有效控制； 沾蠟處理將低溫石蠟加熱78°C后，將燒結(jié)的聚苯乙烯塑料材質(zhì)的渦輪葉輪首先進(jìn)行第一次沾蠟，放置15分鐘后，再次將低溫石蠟加熱到81°C進(jìn)行第二次沾蠟，其后放置3. 5小時進(jìn)行修磨處理，以提高其表面的光潔度及尺寸精度；渦輪葉輪的精密鑄造，采用常規(guī)的真空鑄造，完成國標(biāo)K418材料高溫耐熱合金渦輪葉輪的澆鑄。
全文摘要
一種增壓器渦輪葉輪的快速制造方法，其工藝步驟為:渦輪葉輪三維模型的建立將以上三維模型STL格式文件導(dǎo)入快速成型設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，參照渦輪葉輪的具體尺寸及形狀確定燒結(jié)底面、壁厚、坐標(biāo)系原點(diǎn)等燒結(jié)參數(shù)，并且按照0.15mm進(jìn)行切片處理進(jìn)行燒結(jié)；燒結(jié)完成后清理浮粉，以利于精度和表面粗糙度的有效控制；沾蠟處理；渦輪葉輪的精密鑄造。本發(fā)明在柴油機(jī)增壓器行業(yè)內(nèi)，由于該方法省去了金屬模具的制造和壓蠟過程，縮短了研制制作周期，提高了效率，降低了生產(chǎn)成本，方法及制作工藝步驟簡單，產(chǎn)品精度高。該方法特別適合于研發(fā)階段的試制及中小批量的生產(chǎn)。
文檔編號B29C67/08GK102430711SQ201110458888
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者馮云虎, 宋志偉, 張繼忠, 朱銳鋒, 王晉偉, 邢衛(wèi)東 申請人:中國兵器工業(yè)集團(tuán)第七0研究所