渦輪殼鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種渦輪殼鑄造方法，用于渦輪殼的鑄造，包括如下步驟：S1、冒口設(shè)置步驟，選擇冒口并將其放置于所述渦輪殼的外緣處；S2、冷鐵設(shè)置步驟，在所述渦輪殼的內(nèi)部放置冷鐵，并使所述冷鐵與鑄件厚大部位貼合；S3、保溫塊設(shè)置步驟，在鑄件補(bǔ)縮通道的外側(cè)放置隨形保溫塊，并使隨形保溫塊與所述鑄件補(bǔ)縮通道貼合；S4、流道設(shè)計(jì)及澆注步驟，在鑄造模具內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的流道，隨后借助所述流道完成所述渦輪殼的澆注；S5、鑄件打磨及出品步驟，將澆注完成的渦輪殼從模具上取下，并對所述渦輪殼上的冒口位置進(jìn)行切削及打磨。綜上所述，本發(fā)明使用成本低、操作便捷、使用效果優(yōu)異，具有很高的使用及推廣價值。
【專利說明】
滿輪殼鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種渦輪殼鑄造方法，尤其適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚大的特殊結(jié)構(gòu)渦輪殼的鑄造方法，屬于零部件鑄造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器是一種空氣壓縮機(jī)，主要通過壓縮空氣的方式來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。因其使用效果優(yōu)異，因此被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)中。
[0003]近年來，隨著汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，渦輪增壓器行業(yè)也得到了長足的進(jìn)步。也正因渦輪增壓器行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，各汽車生產(chǎn)商對渦輪增壓器中的核心零件，即渦輪殼的內(nèi)部質(zhì)量提出了更高的要求。
[0004]具體而言，對于一些常規(guī)結(jié)構(gòu)的渦輪殼，各生產(chǎn)企業(yè)通過傳統(tǒng)的鑄造工藝完全可以實(shí)現(xiàn)渦輪殼的鑄造加工，并保證其內(nèi)部無縮松或輕微縮松，使其完全滿足打壓測漏漏氣量的要求。
[0005]但對于一些特殊結(jié)構(gòu)的渦輪殼，特別是一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚大、外緣和補(bǔ)縮通道均較薄的渦輪殼，通過傳統(tǒng)的鑄造工藝則不能夠徹底消除其內(nèi)部厚大部位的縮松問題。這是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的鑄造工藝下，渦輪殼在充型和凝固的過程中，由于鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚大，需補(bǔ)縮的距離較長、補(bǔ)縮通道較薄，從而導(dǎo)致在冒口補(bǔ)縮的過程中補(bǔ)縮通道先于鑄件中心厚大部位凝固。而一旦補(bǔ)縮通道先于鑄件中心厚大部位凝固，那么冒口就不能有效地發(fā)揮其對鑄件中心厚大部位的補(bǔ)縮能力。這樣一來，鑄件就會在其中心厚大部位處產(chǎn)生縮松缺陷等問題，嚴(yán)重影響鑄件質(zhì)量及加工企業(yè)的良品率，大大降低了加工企業(yè)的生產(chǎn)效率。
[0006]綜上所述，如何提供一種使用效果好，可操作性高，且能夠有效地解決渦輪殼縮松問題的鑄造模具及鑄造方法，就成為了一個亟待加工企業(yè)解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚大的特殊結(jié)構(gòu)渦輪殼的鑄造方法。
[0008]本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種渦輪殼鑄造方法，用于渦輪殼的鑄造，所述渦輪殼的內(nèi)部設(shè)置有至少一個鑄件厚大部位，所述渦輪殼的外部連接有至少一個鑄件補(bǔ)縮通道，包括如下步驟:
51、冒口設(shè)置步驟，根據(jù)所述渦輪殼的形狀選擇相應(yīng)規(guī)格的冒口，并將所述冒口放置于所述渦輪殼的外緣處，使所述冒口借助所述鑄件補(bǔ)縮通道與所述渦輪殼連接；
52、冷鐵設(shè)置步驟，在所述渦輪殼的內(nèi)部放置冷鐵，并使所述冷鐵與所述鑄件厚大部位貼合；
53、保溫塊設(shè)置步驟，在所述鑄件補(bǔ)縮通道的外側(cè)放置隨形保溫塊，并使所述隨形保溫塊與所述鑄件補(bǔ)縮通道貼合； 54、流道設(shè)計(jì)及澆注步驟，根據(jù)所述渦輪殼的形狀及鑄造模具的具體結(jié)構(gòu)在所述鑄造模具內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的流道，隨后借助所述流道完成所述渦輪殼的澆注；
55、鑄件打磨及出品步驟，將澆注完成的所述渦輪殼從模具上取下，并對所述渦輪殼上的冒口位置進(jìn)行切削及打磨，打磨完成后的渦輪殼成品進(jìn)入下一工序。
[0009]優(yōu)選地，所述冒口的幾何模數(shù)與所述鑄件厚大部位的幾何模數(shù)之比為1.2:1，所述幾何模數(shù)為體積與表面積的比值。
[0010]優(yōu)選地，所述冒口頂端直徑為52mm，底端直徑為75mm，冒口高度為119mm。
[0011]優(yōu)選地，所述冷鐵的數(shù)量及位置與所述鑄件厚大部位的數(shù)量及位置相匹配。
[0012]優(yōu)選地，所述冷鐵為半環(huán)形，所述冷鐵的內(nèi)徑為26mm，外徑為40mm，高度為13.7mm。
[0013]優(yōu)選地，所述隨形保溫塊的組成成分包括漂珠、耐火骨料、麻纖維、耐火粘土、粘結(jié)劑和水。
[0014]優(yōu)選地，所述隨形保溫塊的數(shù)量及位置與所述鑄件補(bǔ)縮通道的數(shù)量及位置相匹配。
[0015]優(yōu)選地，所述隨形保溫塊的厚度與所述鑄件補(bǔ)縮通道的厚度相同。
[0016]優(yōu)選地，所述隨形保溫塊的厚度為10_。
[0017]優(yōu)選地，所述流道為直澆道、橫澆道及內(nèi)澆道中的任意一種或多種的組合。
[0018]本發(fā)明的突出效果為:本發(fā)明通過冷鐵的應(yīng)用，有效地縮短了鑄造過程中冒口所需補(bǔ)縮的距離，最大限度地發(fā)揮了冒口的補(bǔ)縮效果。同時本發(fā)明還創(chuàng)造性地應(yīng)用了隨形保溫材料，使得鑄件在補(bǔ)縮通道位置的散熱減慢，該位置的鑄件凝固時間被延長，從而有效地避免了由于該位置先凝固、阻礙冒口對渦輪殼中心厚大部位補(bǔ)縮而導(dǎo)致的鑄件縮松的問題，保證了鑄件質(zhì)量及加工企業(yè)的良品率，大大提高了加工企業(yè)的生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明的鑄造方法使用成本低，使用效果好，且具有共通性，可廣泛適用于各類鑄件的鑄造，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0019]綜上所述，本發(fā)明使用成本低、操作便捷、使用效果優(yōu)異，具有很高的使用及推廣價值。
[0020]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明鑄造過程中的俯視圖；
圖2是圖1沿A—A線的半剖視圖；
圖3是圖1沿B—B線的階梯剖視圖。
[0022]其中:1、冒口2、隨形保溫塊3、渦輪殼4、冷鐵5、鑄件厚大部位6、鑄件補(bǔ)縮通道。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明揭示了一種適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚大的特殊結(jié)構(gòu)渦輪殼的鑄造方法。
[0024]如圖1?圖3所示，一種渦輪殼鑄造方法，用于渦輪殼3的鑄造，所述渦輪殼3的內(nèi)部設(shè)置有至少一個鑄件厚大部位5，所述渦輪殼3的外部連接有至少一個鑄件補(bǔ)縮通道6，其特征在于，包括如下步驟:
51、冒口設(shè)置步驟，根據(jù)所述渦輪殼3的形狀選擇相應(yīng)規(guī)格的冒口I，并將所述冒口 I放置于所述渦輪殼3的外緣處，使所述冒口 I借助所述鑄件補(bǔ)縮通道6與所述渦輪殼3連接；
52、冷鐵設(shè)置步驟，在所述渦輪殼3的內(nèi)部放置冷鐵4，并使所述冷鐵4與所述鑄件厚大部位5貼合；
53、保溫塊設(shè)置步驟，在所述鑄件補(bǔ)縮通道6的外側(cè)放置隨形保溫塊2，并使所述隨形保溫塊2與所述鑄件補(bǔ)縮通道6貼合；
54、流道設(shè)計(jì)及澆注步驟，根據(jù)所述渦輪殼3的形狀及鑄造模具(圖中未示出)的具體結(jié)構(gòu)在所述鑄造模具內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的流道，隨后借助所述流道完成所述渦輪殼3的澆注；
55、鑄件打磨及出品步驟，將澆注完成的所述渦輪殼3從模具上取下，并對所述渦輪殼3上的冒口 I位置進(jìn)行切削及打磨，打磨完成后的渦輪殼3成品進(jìn)入下一工序。
[0025]以下對上述鑄造方法中的各部分及所涉及到的各部件的規(guī)格要求進(jìn)行具體的闡述。
[0026]在本實(shí)施例中，所述渦輪殼3內(nèi)部設(shè)置有一個鑄件厚大部位5，且所述渦輪殼的外部連接有一個鑄件補(bǔ)縮通道6與冒口 I。
[0027]所述冒口I的位置應(yīng)設(shè)置在最優(yōu)的所述鑄件補(bǔ)縮通道6處，所述鑄件補(bǔ)縮通道6的設(shè)置位置應(yīng)當(dāng)遵循如下原則:1、應(yīng)當(dāng)考慮鑄件本身的結(jié)構(gòu)及型腔的大小，應(yīng)當(dāng)便于所述冒口 I安放;2、應(yīng)當(dāng)使鑄件補(bǔ)縮距離盡可能得短，以保證所述鑄件補(bǔ)縮通道6的使用效果。
[0028]此處需要說明的是，所述冒口I的幾何模數(shù)與所述鑄件厚大部位5的幾何模數(shù)之比為1.2:1，所述幾何模數(shù)為體積與表面積的比值。此處引入幾何模數(shù)的概念是為了更好地表達(dá)各部件的散熱性能，一般而言，部件的體積越小、表面積越大，即所述幾何模數(shù)越小，則代表部件的散熱性能越好;反之則說明部件的散熱性能越差。
[0029]在本實(shí)施例中，所述冒口 I頂端直徑為52mm，底端直徑為75mm，冒口高度為119mm。
[0030]所述冷鐵4的數(shù)量及位置與所述鑄件厚大部位5的數(shù)量及位置相匹配。在本實(shí)施例中，所述冷鐵4為半環(huán)形，所述冷鐵4的內(nèi)徑為26mm，外徑為40mm，高度為13.7_。這樣的設(shè)置也是為了使所述冷鐵4能夠盡可能的與所述鑄件厚大部位5貼合，以保證所述冷鐵4的使用效果。
[0031]所述隨形保溫塊2是采用漂珠、輔助保溫材料、耐火骨料、麻纖維、耐火粘土、粘結(jié)劑和水等材料按一定配比加工生產(chǎn)而成的。所述隨形保溫塊2的具體成分及各成分間的比例應(yīng)當(dāng)視具體的加工需求而定。
[0032]所述隨形保溫塊2的數(shù)量及位置與所述鑄件補(bǔ)縮通道6的數(shù)量及位置相匹配。在本實(shí)施例中，所述隨形保溫塊2與所述鑄件補(bǔ)縮通道6的數(shù)量比為2:1，即在每個所述鑄件補(bǔ)縮通道6的側(cè)面均包覆有兩塊所述隨形保溫塊2，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置是為了更好地保證所述隨形保溫塊2的使用效果。
[0033]所述隨形保溫塊2是采用漂珠、輔助保溫材料、耐火骨料、麻纖維、耐火粘土、粘結(jié)劑和水等材料按一定配比加工生產(chǎn)而成的。
[0034]所述隨形保溫塊2的厚度與所述鑄件補(bǔ)縮通道6的厚度相同。在本實(shí)施例中，所述隨形保溫塊2的厚度為10_。
[0035]所述流道為直澆道、橫澆道及內(nèi)澆道中的任意一種或多種的組合。具體的流道設(shè)置及分布需要根據(jù)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則以及鑄件的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，需要視加工時的具體情況而定。
[0036]本發(fā)明通過所述冷鐵4及所述隨形保溫塊2的設(shè)置，改善了所述渦輪殼3凝固過程中的溫度場，確保了所述渦輪殼3內(nèi)部所述鑄件厚大部位5在整個凝固過程中優(yōu)先凝固，不僅縮短了冒口補(bǔ)縮的距離，同時也有效地實(shí)現(xiàn)了所述冒口 I對所述鑄件厚大部位5的持續(xù)補(bǔ)縮。
[0037]本發(fā)明通過冷鐵的應(yīng)用，有效地縮短了鑄造過程中冒口所需補(bǔ)縮的距離，最大限度地發(fā)揮了冒口的補(bǔ)縮效果。同時本發(fā)明還創(chuàng)造性地應(yīng)用了隨形保溫材料，使得鑄件在補(bǔ)縮通道位置的散熱減慢，該位置的鑄件凝固時間被延長，從而有效地避免了由于該位置先凝固、阻礙冒口對渦輪殼中心厚大部位補(bǔ)縮而導(dǎo)致的鑄件縮松的問題，保證了鑄件質(zhì)量及加工企業(yè)的良品率，大大提高了加工企業(yè)的生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明的鑄造方法使用成本低，使用效果好，且具有共通性，可廣泛適用于各類鑄件的鑄造，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0038]綜上所述，本發(fā)明使用成本低、操作便捷、使用效果優(yōu)異，具有很高的使用及推廣價值。
[0039]本發(fā)明尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪殼鑄造方法，用于渦輪殼(3)的鑄造，所述渦輪殼(3)的內(nèi)部設(shè)置有至少一個鑄件厚大部位(5)，所述渦輪殼(3)的外部連接有至少一個鑄件補(bǔ)縮通道(6)，其特征在于，包括如下步驟: 51、冒口設(shè)置步驟:根據(jù)所述渦輪殼(3)的形狀選擇相應(yīng)規(guī)格的冒口(1)，并將所述冒口(I)放置于所述渦輪殼(3)的外緣處，使所述冒口(I)借助所述鑄件補(bǔ)縮通道(6)與所述渦輪殼(3)連接； 52、冷鐵設(shè)置步驟:在所述渦輪殼(3)的內(nèi)部放置冷鐵(4)，并使所述冷鐵(4)與所述鑄件厚大部位(5)貼合； 53、保溫塊設(shè)置步驟:在所述鑄件補(bǔ)縮通道(6)的外側(cè)放置隨形保溫塊(2)，并使所述隨形保溫塊(2)與所述鑄件補(bǔ)縮通道(6)貼合； 54、流道設(shè)計(jì)及澆注步驟:根據(jù)所述渦輪殼(3)的形狀及鑄造模具(圖中未示出)的具體結(jié)構(gòu)在所述鑄造模具內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的流道，隨后借助所述流道完成所述渦輪殼(3)的澆注； 55、鑄件打磨及出品步驟:將澆注完成的所述渦輪殼(3)從模具上取下，并對所述渦輪殼(3)上的冒口(I)位置進(jìn)行切削及打磨，打磨完成后的渦輪殼(3)成品進(jìn)入下一工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造方法，其特征在于:所述冒口(I)的幾何模數(shù)與所述鑄件厚大部位(5)的幾何模數(shù)之比為1.2:1，所述幾何模數(shù)為體積與表面積的比值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述冒口(I)頂端直徑為52mm，底端直徑為75mm，冒口高度為119mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述冷鐵(4)的數(shù)量及位置與所述鑄件厚大部位(5)的數(shù)量及位置相匹配。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述冷鐵(4)為半環(huán)形，所述冷鐵(4)的內(nèi)徑為26mm，外徑為40mm，高度為13.7mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述隨形保溫塊(2)的組成成分包括漂珠、耐火骨料、麻纖維、耐火粘土、粘結(jié)劑和水。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述隨形保溫塊(2)的數(shù)量及位置與所述鑄件補(bǔ)縮通道(6)的數(shù)量及位置相匹配。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述隨形保溫塊(2)的厚度與所述鑄件補(bǔ)縮通道(6)的厚度相同。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述隨形保溫塊(2)的厚度為1mm010.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述流道為直澆道、橫澆道及內(nèi)澆道中的任意一種或多種的組合。
【文檔編號】B22C9/08GK105880485SQ201610511877
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】田輝, 吳俊俊, 杜崇山
【申請人】常州中車汽車零部件有限公司, 中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司