汽车涡轮增压器行业工艺技术发展分析

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目录

汽车涡轮增压器行业工艺技术发展分析 ..................................................... 2 第一节 工艺技术发展现状 .......................................................................... 2 第二节 工艺技术发展趋势 .......................................................................... 4

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汽车涡轮增压器行业工艺技术发展分析

第一节 工艺技术发展现状

国内汽车涡轮增压器铸造生产技术状况主要表现在6个零件的铸造工艺上。 1、压气机壳

压气机壳材料多为铝合金。毛坯生产通常采用树脂自硬砂工艺或金属型重力浇注工艺，也有的厂家采用湿型砂工艺。

无锡瑞昌精密铸造有限公司用低压铸造方式生产压气机叶轮。

无锡市某铸造公司采用重力浇注机、WFX400A多工位机器人自动浇注机、WFRZ-KW150压壳浇铸系统生产铝合金压气机壳，同时配有壳芯机、抛丸机、五轴加工中心及各类钻攻中心、进口数控机床、清洗机等；检测设备主要Brown Sharp三座标测量机、ARL光谱分析仪、X光探测仪、万能试验机、金相分析仪等。

2、涡轮壳

涡轮壳体材料为球墨铸铁（高镍奥氏体、铁素体球墨铸铁）。铸造工艺通常为消失模工艺、湿型砂工艺或树脂自硬砂工艺。

涡轮壳体是增压器的关键零件，其气道形状显著影响节能及尾气处理效果。根据其结构特点并综合考虑成本和质量要求，消失模铸造是其最佳生产工艺之一。涡轮壳消失模铸造的关键是其发泡模具的制造。由于其外形和气道形状均十分复杂，采用传统的木模铸造工艺，难以保证发泡模具的质量；采用NC（Numerical control）加工和电火花加工则周期长、成本高。为此，部分厂家在三维造型基础上，基于LOM模（Laminated Object manufacturing，LOM又称叠层实体铸造），采用转移涂料精确铸造工艺，实现了涡轮壳发泡模具的快速制造。

目前薄壳球墨铸铁增压器涡轮壳铸造工艺采用中心分型，对于侧面透门不在一个平面不易分型的情况，在工艺分析时采用曲面吊胎法，分型采用重要法兰面朝下，封闭底部多点式浇注系统；在三维模型设计基础上通过仿真模拟软件，选择模拟需要参数建立充型凝固过程模拟。

在造型采用常规呋喃树脂砂工艺的铸造企业，制芯利用三维模型设计、设计

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制作和使用与砂芯接近的专用芯骨，同时对气腔、水腔、油腔砂芯使用陶瓷丸砂（宝珠砂）加Pepset树脂/固化剂制作砂芯，芯骨周围的砂层强度达到1.2MPa以上，并按照芯盒内已经标记的位置放置专用排气通道。

熔化多采用中频炉，采用冲入法球化孕育，浇注温度1360~1390℃，浇注时间2~3min。

涡轮壳铸造也有采用湿型砂高压造型工艺和水平分型脱箱造型工艺方案，这要根据产品及技术储备情况而定。

3、叶轮

压气机叶轮材料为铝合金，形状复杂难于起模。国内通常采用硅溶胶石膏模精铸生产线来生产，并已具备成熟经验。

4、涡轮

材料为镍基合金。毛坯生产多采用石蜡精密铸造工艺和真空感应熔化浇注工艺。

无锡瑞昌精密铸造有限公司采用硅溶胶石蜡精密铸造、中温蜡制作工艺生产涡轮叶轮产品，中温蜡采用美国C-M Group生产的涡轮叶轮专用中温蜡，高温母合金采用北京安泰科技（原北京钢铁总院）、北京北冶功能材料有限公司（原北京首钢冶金研究院）、北航生产的K418（K18C）、K213（K13）高温母合金。

博格华纳制造的适于1050℃高温的涡轮叶轮，是从一种在真空熔化和铸造的具有高温强度的镍基合金中制造出来的。

5、中间体

国内增压器中间体材料以灰铁为主。毛坯的生产方法通常为湿型砂工艺或树脂自硬砂工艺。

有的厂家采用壳型壳芯覆膜砂工艺，材质为HT250。

溧阳万盛铸造有限公司有2套完整的覆膜砂生产和检测设备，采用壳型机和射芯机以及容量500公斤中频电炉4套，生产涡轮增压器涡轮壳和中间体铸件。

增压器喷嘴环目前工艺为整体精密铸造工艺。

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