[发明专利]耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件

说明书

本申请是在先申请(申请日：2002年5月10日；申请号：028139240；发明名称：耐热性得到提高的VGS型涡轮增压器的排气引导器组件、可应用于其中的耐热部件的制造方法、以及可应用于其中的可变翼的原材料的制造方法)的分案申请。

技术领域

本发明涉及汽车发动机等中使用的涡轮增压器，特别是组装于其中的排气引导器组件及其一构成部件的可变翼。

背景技术

作为使汽车发动机实现高输出、高性能的一种装置而使用的增压器，涡轮增压器已经公知，这是一种利用发动机的排气能量驱动涡轮，靠该涡轮的输出使压缩机旋转，从而使得发动机处于高于自然吸气时的增压状态的装置。但是，这种涡轮增压器在发动机低速旋转时，由于排气流量降低而在排气涡轮高效率旋转之前会出现工作不畅的感觉，并且之后到能够一举增压需要一段时间，难免发生所谓的涡轮滞后等现象。此外，在发动机转速原本较低的柴油发动机中，存在着难以得到涡轮增压效果的缺点。

为此，已开发出即使从低转速段起也能够高效率地工作的可变几何形状涡轮增压器。这是一种对较少的排气量以可变翼(片)进行节流，以提高排气的速度，增加排气涡轮的做功量，因而即使低速旋转时也能够达到高输出的涡轮增压器，特别是对于近年来排放废气中的NOx量成为需要解决的问题的柴油发动机来说，是使发动机从低速旋转起时便能够达到高效率的一种有效的涡轮增压器。

该可变几何形状涡轮增压器中的排气引导器组件是在高温·废气氛围下使用的，其制造一直使用的是具有耐热性的原材料，例如JIS标准、SUS、SUH、SCH、NCF超合金等耐热材料，但由于是在非常严酷的条件下使用的，因而其寿命耐久性有一定限度，人们希望能够进一步提高其耐久性。

在制造可变几何形状涡轮增压器中的可变翼时，是首先形成翼部和轴部成一体形成的金属原材料(具有可变翼造形的成形原材)，再对这种成形原材适当进行切削等加工而精加工成所希望的形状和尺寸的，而通常的精密铸造和金属注射成形等方法，要想将可变翼的成形原材精加工成近乎干净形状(near-net shape)是极为困难的，目前的状况尚未达到在现实中以始终稳定的高水平大批量生产可变翼的阶段，从实现批量化生产来说，也需要解决以上问题。

此外，近年来，特别是柴油发动机，从环境保护考虑对于向大气中排放的废气提出了非常严格的限制，作为发动机转速原本较低的柴油发动机，为了减少NOx和颗粒物(PM)等，也迫切希望从低转速段起发动机可达到高效率的可变几何形状涡轮增压器能够实现批量化生产。

本发明是基于对上述背景的认识而提出的，对于伴随有700℃以上高温的热循环、废气氛围下长期使用的排气引导器组件，就其构成部件的高温磨损性、抗氧化性、高温硬度等性能的提高进行了尝试，此外，还就通过解决上述精密铸造和金属注射成形等方法存在的问题并利用这些方法，在现实中可得到近乎干净形状的可变翼成形原材的新型制造方法的开发进行了尝试。

发明内容

技术方案1所述的耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件，是具有对发动机排出的废气的流量适当进行调节以使排气涡轮旋转的可变翼，将该可变翼可自由转动地支持在排气涡轮的外周部上的涡轮框架，以及可使该可变翼适当转动以对废气的流量进行调节的可变机构；

对较少的排气流量以可变翼进行节流，提高排气的速度，即使低速旋转时也能够达到高输出的可变几何形状涡轮增压器的涡轮增压器中的排气引导器组件，

其特征是，构成所述排气引导器组件的耐热部件是相对于铁含有碳、其它合金元素组及不可避免的杂质而成的合金，其它合金元素组的重量％是：Ni为15％以上，Cr为30％以下，而且，从Al、Ce、La之中选择的一种或多种合金元素分别是：Al为0.1％以上，Ce为0.05％以上，La为0.05％以上。

技术方案2所述的耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件，是在技术方案1中，其特征是，构成所述排气引导器组件的耐热部件中，碳及其它合金元素组的重量％是：C为0.05％以下，Mn为1％以上，Ti为0.1％以上。

根据该发明，能够抑制该耐热部件的敏化及因σ脆化引起的组织脆化。

此外，技术方案3所述的耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件，在技术方案1或2中，其特征是，构成所述排气引导器组件的耐热部件，其表面形成有铬碳化物的覆膜。

根据该发明，可使基体中的碳扩散转移到覆膜部位而使得实质性固溶碳进一步减少，因此，能够进一步抑制该耐热部件的敏化及因σ脆化引起的组织脆化。