[發明專利]一種渦輪增壓器壓氣機蝸殼

有效

• 申請號: 201310253873.9
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103382537A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 沈宏林;李丹平;高明燈;黃誠
• 申請（專利權）人: 寧波科達制動器制造有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種渦輪增壓器，尤其涉及一種渦輪增壓器壓氣機蝸殼，屬于合金材料技術領域。?

背景技術

目前汽車發動機多采用渦輪增壓器技術用來提高汽車的發動機性能和降低尾氣的排放。現有國內渦輪增壓器已經逐漸從大車型到小車型、從柴油機到汽油機上逐步發展，但作為渦輪重要部件的渦輪增壓器壓氣機蝸殼設計制造仍未得到提高，導致渦輪增壓器無法發揮最大的作用，不能滿足其結構、機械性能逐漸提高的要求。如中國專利申請文件(公開號：CN?102764873A)中公開一種渦輪增壓器氣機殼的低壓鑄造工藝，其中鋁合金原料為ZAlSi7Mg(ZL101)鑄造鋁合金，其鑄造鋁合金各成分的重量百分比為：Si6.5-7.5％，Mg0.25-0.45％，Fe0.5％，Zn0.3％，Mn0.35，Al余量，其低壓鑄造工藝步驟為：先制芯，然后在澆注溫度700-740℃、充氣壓力1-3.8MPa的條件下低壓鑄造，接著清理鑄件，在535-545℃時進行溶體化，時效保溫2-3h，在水溫為50-80℃下淬火，接著在195-205℃進行人工時效，保溫2-3h，空氣冷卻，最后對鑄件進行后處理的噴丸光整、機加工、去油清洗。該方法的后處理繁瑣，需要在1-3.8Mpa的充氣壓力以及澆注溫度較高的條件下進行，才可制得機械性能較好的渦輪增壓器壓氣機殼。?

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供一種鋁合金材料配伍合理，機械性能較好的渦輪增壓器壓氣機蝸殼。?

本發明的上述目的可以通過以下技術方案得以實施：一種渦輪增壓器壓氣機蝸殼，所述渦輪增壓器壓氣機蝸殼由以下質量百分比的成分組成：Si：6.5％-7.5％、Mg：0.25％-0.45％、Ti：0.12％-0.15％、La：0.4％-0.7％、Mn：≤0.35％、Cu：≤0.2％、Zn：≤0.3％、Fe：≤0.2％、Sn：≤0.01％、Pb：≤0.03％，其他雜質元素總含量≤0.6％，余量為鋁。?

本發明以ZL101A為研究對象，在基體合金的基礎上添加了0.4％-0.7％稀土La。在渦輪增壓器壓氣機蝸殼中，共晶硅呈小片狀或者針狀，形態差異較大，各種尺寸的共晶硅交織在一起，而且相當數量共晶硅尺寸都在50μm以上。當加入0.2％的La時，局部地方共晶硅形態開始發生變化，一些長針狀共晶硅開始向點狀或者蠕蟲狀轉變。進一步增大稀土La的含量，共晶硅逐漸變短變小，當La的加入量達到0.6％時，共晶硅全部轉變為細小點狀且均勻分布，此時點狀共晶硅尺寸在2μm-10μm。加入稀土La后，合金晶粒明顯細化，而且柱狀晶逐漸減少，晶粒向細小等軸晶轉變。經實驗研究，當稀土加入量為0.6％時細化效果達到最佳，晶粒全部為細小等軸晶且分布均勻，平均晶粒尺寸為1mm。經實驗研究，La在0.4％-0.7％之間，隨著稀土La含量的不斷增加，合金抗拉強度與伸長率都呈增大的趨勢。?

本發明在ZL101A的基礎上還調整了Ti、Mn、Zn的含量，使材料配伍更加合理，從而細化了晶粒，強化了合金組織，使渦輪增壓器壓氣機蝸殼綜合性能較高。?

在渦輪增壓器壓氣機蝸殼中加入一定的鎂，鎂與硅共存，在經過熱處理以后以Mg₂Si的狀態析出，可提高渦輪增壓器壓氣機蝸殼的抗拉強度和硬度等機械性能。但是若鎂的含量少于0.25％，所述效果就會較小。相反地，若鎂含量過高，超過0.45％，其伸長率就會下降。因此，本發明將鎂含量控制在0.25％-0.45％。?

鈦元素作為過渡族元素，在渦輪增壓器壓氣機蝸殼中，在平?衡條件下幾乎不固溶于鋁，可通過使鑄件的晶粒細化來強化基體和晶界，從而使渦輪增壓器壓氣機蝸殼具有優良的綜合力學性能。若鈦含量少于0.12％，所述的效果較小。相反地，若鈦含量超過0.15％，會生成粗大的化合物，使渦輪增壓器壓氣機蝸殼的延伸性下降。本發明選取的鈦元素含量需要合理選取，不能無限擴大其含量，因為鐵元素含量過高會引起鑄件產生裂紋，使鑄件產生脆性，而鈦元素需要與鐵元素配合才能達到增強鋁合金高溫性能的效果。故本發明將ZL101A中鈦元素從0.08％-0.20％提高至0.12％-0.15％之間。?

錳元素在渦輪增壓器壓氣機蝸殼中，部分溶入基體，可細化材料組織，提高再結晶溫度，增強渦輪增壓器壓氣機蝸殼的耐熱性。錳含量過高時，會在澆注時生成粗大的結晶物，降低延伸性。同時，還可以中和鋁合金中鐵的有害作用。為了阻止晶粒粗化，本發明將渦輪增壓器壓氣機蝸殼中的錳含量控制在0.35％以內。?