[发明专利]一种汽车涡轮增压器壳体的树脂砂壳型铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车发动机制造技术领域，涉及一种汽车涡轮增压器壳体的树脂砂壳型铸造方法。

背景技术

涡轮增压器是提高汽车发动机效率、降低燃油消耗、减少废气排放的高新技术手段，其核心部件涡轮增压器壳体（简称涡壳）质量仅几千克，壁厚仅5mm-10mm，具有三维流线结构，外形不甚规则，表面质量要求极高，属中等复杂小件，铸造生产难度较大。

近年来，随着汽车发动机技术的快速发展和节能环保相关法规的实施，汽车工业对涡轮增压器的需求量急剧攀升，主要汽车制造大国均加快了对汽车涡轮增压器壳体铸造技术的研发进程。经过近10年的开发研究，基本形成了以壳型铸造为主流的涡壳件生产方法并已达到稳定化批量生产。同时，消失模铸造法和精密铸造法及其复合方法的应用研究也在进行之中。但是，从目前的技术现状分析，壳型法需要多单元曲面分型，涡壳尺寸精度和表面质量不易保证；消失模铸造法、精密铸造法及其复合方法生产工艺复杂，设备投入较大。因此，亟待开发一种高效、节能、低成本的涡壳件铸造方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车涡壳件树脂砂壳型铸造方法，解决了现有技术生产工艺复杂，设备投入较大，涡壳尺寸精度和表面质量不易保证的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种汽车涡轮增压器壳体的树脂砂壳型铸造方法，该方法按照如下步骤实施：

步骤1、制作气化模

气化模分体制造；然后将分体气化模粘结为整体气化模，同时将浇口、冒口气化模与整体气化模粘结为一体结构；

步骤2、在气化模表面涂覆涂料

在步骤1最终制作好的气化模表面上涂覆一层耐火涂料层，待该耐火涂料层干燥后备用；

步骤3、制备树脂砂型壳

将涂料干燥后的气化模置入芯盒中，填入自硬树脂砂并做轻微震动，使自硬树脂砂填充紧密，均匀的包覆住气化模，待树脂砂型壳硬化后从芯盒中取出备用；

步骤4、进行气化模的气化，对树脂砂型壳进行预热

将包覆有气化模的树脂砂型壳置入加热炉中，加热到90℃-110℃使气化模气化，获得树脂砂壳型；

待气化模气化完毕后，对树脂砂型壳继续加热到280℃-350℃；

步骤5、浇注

从加热炉中取出树脂砂型壳，旋即向树脂砂型壳中浇铸合金液，铸得汽车涡轮增压器壳体；

步骤6、后处理

待汽车涡轮增压器壳体铸件凝固、冷却至室温后，去除表面壳型和浇口、冒口，再经喷丸处理后，即成。

本发明的有益效果是，将气化模铸造与树脂砂铸造有机地复合为一体，充分发挥了两种铸造方法之优点，其特点体现在以下方面：

1）气化模在铸造过程中仅作为型壳制备的载体之物，不与合金液之间发生作用，因而能够有效地避免不锈钢增碳及高镍球铁件产生皱皮缺陷；

2）型壳具有树脂砂型铸造特性，有助于获得轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高的涡壳铸件；

3）该方法设备投资少，型壳制备过程简单易行，生产效率高，有利于获得低成本、高质量的涡轮增压器壳体铸件。

具体实施方式

本发明的汽车涡轮增压器壳体的树脂砂壳型铸造方法，其总的工艺过程是，依据零件图，在对涡壳件进行铸造工艺性分析及铸造工艺设计的基础上，首先，采用可发性聚苯乙烯树脂珠粒（简称EPS）制成涡壳件气化模及浇口、冒口一体的气化模；进而利用浸涂法对气化模上水基涂料以形成一定厚度的耐火涂层；然后，将涂料干燥后的气化模置入芯盒中，填入自硬树脂砂并做轻微震动，使自硬树脂砂紧密、均匀的包覆住气化模；待树脂砂充分硬化形成型壳之后，再将含有气化模的型壳从芯盒中取出，置入加热炉中进行加热，在较低的温度下使气化模发生气化，制成内腔轮廓清晰完整、表面粗糙度小、尺寸精度高、应力倾向小的树脂砂型壳；随后对树脂砂型壳进行加热，当型壳温度达到较高的预热温度时，将合金液浇入树脂砂型壳之中，经冷却凝固及脱壳处理，得到轮廓清晰、尺寸精度高、表面粗糙度低的高质量涡壳铸件。

据此，本发明的汽车涡轮增压器壳体的树脂砂壳型铸造方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1、制作气化模

采用可发性聚苯乙烯树脂珠粒（简称EPS）制备气化模，根据涡壳件的结构特点，铸造工艺设计时需要进行多单元曲面分型，相应地，气化模需要分体制造，这样，在现有的常规气化模生产条件下即可制得分体气化模；然后将分体气化模粘结为整体气化模，同时将浇口、冒口气化模与整体气化模粘结为一体结构。

步骤2、在气化模表面涂覆涂料