渦輪殼鑄造方法
【專利摘要】本發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、冷鐵設置步驟，在所述渦輪殼的內部放置冷鐵，并使所述冷鐵與鑄件厚大部位貼合；S3、保溫塊設置步驟，在鑄件補縮通道的外側放置隨形保溫塊，并使隨形保溫塊與所述鑄件補縮通道貼合；S4、流道設計及澆注步驟，在鑄造模具內設置相應的流道，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行切削及打磨。綜上所述，本發明使用成本低、操作便捷、使用效果優異，具有很高的使用及推廣價值。
【專利說明】
滿輪殼鑄造方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種渦輪殼鑄造方法，尤其適用于內部結構厚大的特殊結構渦輪殼的鑄造方法，屬于零部件鑄造領域。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓器是一種空氣壓縮機，主要通過壓縮空氣的方式來增加發動機的進氣量，從而提高發動機的輸出功率。因其使用效果優異，因此被廣泛應用于汽車行業中。
[0003]近年來，隨著汽車制造業的飛速發展，渦輪增壓器行業也得到了長足的進步。也正因渦輪增壓器行業的發展和技術的不斷進步，各汽車生產商對渦輪增壓器中的核心零件，即渦輪殼的內部質量提出了更高的要求。
[0004]具體而言，對于一些常規結構的渦輪殼，各生產企業通過傳統的鑄造工藝完全可以實現渦輪殼的鑄造加工，并保證其內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]但對于一些特殊結構的渦輪殼，特別是一些內部結構厚大、外緣和補縮通道均較薄的渦輪殼，通過傳統的鑄造工藝則不能夠徹底消除其內部厚大部位的縮松問題。這是因為在傳統的鑄造工藝下，渦輪殼在充型和凝固的過程中，由于鑄件內部結構厚大，需補縮的距離較長、補縮通道較薄，從而導致在冒口補縮的過程中補縮通道先于鑄件中心厚大部位凝固。而一旦補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揮其對鑄件中心厚大部位的補縮能力。這樣一來，鑄件就會在其中心厚大部位處產生縮松缺陷等問題，嚴重影響鑄件質量及加工企業的良品率，大大降低了加工企業的生產效率。
[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解決的問題。
【發明內容】
[0007]
鑒于現有技術存在上述缺陷，本發明的目的是提出一種適用于內部結構厚大的特殊結構渦輪殼的鑄造方法。
[0008]本發明的目的，將通過以下技術方案得以實現:
一種渦輪殼鑄造方法，用于渦輪殼的鑄造，所述渦輪殼的內部設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縮通道，包括如下步驟:
51、冒口設置步驟，根據所述渦輪殼的形狀選擇相應規格的冒口，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縮通道與所述渦輪殼連接；
52、冷鐵設置步驟，在所述渦輪殼的內部放置冷鐵，并使所述冷鐵與所述鑄件厚大部位貼合；
53、保溫塊設置步驟，在所述鑄件補縮通道的外側放置隨形保溫塊，并使所述隨形保溫塊與所述鑄件補縮通道貼合； 54、流道設計及澆注步驟，根據所述渦輪殼的形狀及鑄造模具的具體結構在所述鑄造模具內設置相應的流道，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行切削及打磨，打磨完成后的渦輪殼成品進入下一工序。
[0009]優選地，所述冒口的幾何模數與所述鑄件厚大部位的幾何模數之比為1.2:1，所述幾何模數為體積與表面積的比值。
[0010]優選地，所述冒口頂端直徑為52mm，底端直徑為75mm，冒口高度為119mm。
[0011]優選地，所述冷鐵的數量及位置與所述鑄件厚大部位的數量及位置相匹配。
[0012]優選地，所述冷鐵為半環形，所述冷鐵的內徑為26mm，外徑為40mm，高度為13.7mm。
[0013]優選地，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、粘結劑和水。
[0014]優選地，所述隨形保溫塊的數量及位置與所述鑄件補縮通道的數量及位置相匹配。
[0015]優選地，所述隨形保溫塊的厚度與所述鑄件補縮通道的厚度相同。
[0016]優選地，所述隨形保溫塊的厚度為10_。
[0017]優選地，所述流道為直澆道、橫澆道及內澆道中的任意一種或多種的組合。
[0018]本發明的突出效果為:本發明通過冷鐵的應用，有效地縮短了鑄造過程中冒口所需補縮的距離，最大限度地發揮了冒口的補縮效果。同時本發明還創造性地應用了隨形保溫材料，使得鑄件在補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縮而導致的鑄件縮松的問題，保證了鑄件質量及加工企業的良品率，大大提高了加工企業的生產效率。此外，本發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，具有廣闊的應用前景。
[0019]綜上所述，本發明使用成本低、操作便捷、使用效果優異，具有很高的使用及推廣價值。
[0020]以下便結合實施例附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本發明技術方案更易于理解、掌握。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發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、鑄件補縮通道。
【具體實施方式】
[0023]本發明揭示了一種適用于內部結構厚大的特殊結構渦輪殼的鑄造方法。
[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的內部設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縮通道6，其特征在于，包括如下步驟:
51、冒口設置步驟，根據所述渦輪殼3的形狀選擇相應規格的冒口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借助所述鑄件補縮通道6與所述渦輪殼3連接；
52、冷鐵設置步驟，在所述渦輪殼3的內部放置冷鐵4，并使所述冷鐵4與所述鑄件厚大部位5貼合；
53、保溫塊設置步驟，在所述鑄件補縮通道6的外側放置隨形保溫塊2，并使所述隨形保溫塊2與所述鑄件補縮通道6貼合；
54、流道設計及澆注步驟，根據所述渦輪殼3的形狀及鑄造模具(圖中未示出)的具體結構在所述鑄造模具內設置相應的流道，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位置進行切削及打磨，打磨完成后的渦輪殼3成品進入下一工序。
[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格要求進行具體的闡述。
[0026]在本實施例中，所述渦輪殼3內部設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縮通道6與冒口 I。
[0027]所述冒口I的位置應設置在最優的所述鑄件補縮通道6處，所述鑄件補縮通道6的設置位置應當遵循如下原則:1、應當考慮鑄件本身的結構及型腔的大小，應當便于所述冒口 I安放;2、應當使鑄件補縮距離盡可能得短，以保證所述鑄件補縮通道6的使用效果。
[0028]此處需要說明的是，所述冒口I的幾何模數與所述鑄件厚大部位5的幾何模數之比為1.2:1，所述幾何模數為體積與表面積的比值。此處引入幾何模數的概念是為了更好地表達各部件的散熱性能，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的數量及位置與所述鑄件厚大部位5的數量及位置相匹配。在本實施例中，所述冷鐵4為半環形，所述冷鐵4的內徑為26mm，外徑為40mm，高度為13.7_。這樣的設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、粘結劑和水等材料按一定配比加工生產而成的。所述隨形保溫塊2的具體成分及各成分間的比例應當視具體的加工需求而定。
[0032]所述隨形保溫塊2的數量及位置與所述鑄件補縮通道6的數量及位置相匹配。在本實施例中，所述隨形保溫塊2與所述鑄件補縮通道6的數量比為2:1，即在每個所述鑄件補縮通道6的側面均包覆有兩塊所述隨形保溫塊2，這樣的結構設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、粘結劑和水等材料按一定配比加工生產而成的。
[0034]所述隨形保溫塊2的厚度與所述鑄件補縮通道6的厚度相同。在本實施例中，所述隨形保溫塊2的厚度為10_。
[0035]所述流道為直澆道、橫澆道及內澆道中的任意一種或多種的組合。具體的流道設置及分布需要根據澆注系統的設計原則以及鑄件的具體結構進行設置，需要視加工時的具體情況而定。
[0036]本發明通過所述冷鐵4及所述隨形保溫塊2的設置，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內部所述鑄件厚大部位5在整個凝固過程中優先凝固，不僅縮短了冒口補縮的距離，同時也有效地實現了所述冒口 I對所述鑄件厚大部位5的持續補縮。
[0037]本發明通過冷鐵的應用，有效地縮短了鑄造過程中冒口所需補縮的距離，最大限度地發揮了冒口的補縮效果。同時本發明還創造性地應用了隨形保溫材料，使得鑄件在補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縮而導致的鑄件縮松的問題，保證了鑄件質量及加工企業的良品率，大大提高了加工企業的生產效率。此外，本發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，具有廣闊的應用前景。
[0038]綜上所述，本發明使用成本低、操作便捷、使用效果優異，具有很高的使用及推廣價值。
[0039]本發明尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
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)的內部設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縮通道(6)，其特征在于，包括如下步驟: 51、冒口設置步驟:根據所述渦輪殼(3)的形狀選擇相應規格的冒口(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)借助所述鑄件補縮通道(6)與所述渦輪殼(3)連接； 52、冷鐵設置步驟:在所述渦輪殼(3)的內部放置冷鐵(4)，并使所述冷鐵(4)與所述鑄件厚大部位(5)貼合； 53、保溫塊設置步驟:在所述鑄件補縮通道(6)的外側放置隨形保溫塊(2)，并使所述隨形保溫塊(2)與所述鑄件補縮通道(6)貼合； 54、流道設計及澆注步驟:根據所述渦輪殼(3)的形狀及鑄造模具(圖中未示出)的具體結構在所述鑄造模具內設置相應的流道，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)位置進行切削及打磨，打磨完成后的渦輪殼(3)成品進入下一工序。2.根據權利要求1所述的渦輪殼鑄造方法，其特征在于:所述冒口(I)的幾何模數與所述鑄件厚大部位(5)的幾何模數之比為1.2:1，所述幾何模數為體積與表面積的比值。3.根據權利要求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.根據權利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述冷鐵(4)的數量及位置與所述鑄件厚大部位(5)的數量及位置相匹配。5.根據權利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述冷鐵(4)為半環形，所述冷鐵(4)的內徑為26mm，外徑為40mm，高度為13.7mm。6.根據權利要求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、粘結劑和水。7.根據權利要求1所述的渦輪殼鑄造模具，其特征在于:所述隨形保溫塊(2)的數量及位置與所述鑄件補縮通道(6)的數量及位置相匹配。8.根據權利要求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縮通道(6)的厚度相同。9.根據權利要求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.根據權利要求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, 中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司