[发明专利]一种涡轮增压器叶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种涡轮增压器叶片，所述涡轮增压器叶片由按质量百分比的如下组分在氮保护气氛下烧制而成：23‑27％Cr、30‑40％Ni、0.83‑1.93％Al、0.63‑1.47％Mo、1.38‑1.48％Nb、0.08‑0.19％Ti、0‑1.75％Si、0.25‑0.35％C、0‑1.5％Mn，余量为Fe。本发明还公开了一种上述涡轮增压器叶片的制备方法。本发明所得的涡轮增压器叶片最终烧结致密度在98％以上，其常温抗拉强度为850‑950MPa，高温(950℃)下的抗拉强度为400‑450Mpa，在950℃、170Mpa下蠕变断裂寿命达350‑450h，其延伸率大于30％。

技术领域

本发明属于铁基材料制备技术领域，尤其涉及一种涡轮增压器叶片及其制备方法。

背景技术

随着“国六”排放标准的出台，发动机的升级不可避免。“国六”标准是目前全球最严格的的排放标准之一，相较之前的“国五”，“国六”在多项污染物的限值方面更加严格，特别是在碳氢化合物、一氧化碳等排放污染物的限值方面，比“国五”严苛了50%，甚至比“欧六”标准更高。

现代轿车普遍使用的发动机为汽油机增压发动机，其中的涡轮增压器是一种空气压缩机，能全面提高发动机的动力性、改善发动机的排放指标等综合性能，对发动机有着重要作用。随着汽车行业对发动机性能要求的提高，涡轮增压器性能的提升无可避免。涡轮叶片作为涡轮增压器的关键部件之一，其质量直接决定着涡轮增压器的性能。由于发动机排出的废气温度十分高，涡轮叶片的服役环境苛刻，高温废气导致侵蚀和腐蚀。选择的合金除了需要具有优异的耐热磨损和耐腐蚀性能，在操作温度下还需具有良好的高温疲劳，蠕变强度和微观稳定性。

以往常选择HK30作为制备涡轮增压器叶片的材料。HK30不锈钢是一种应用比较广泛的耐热奥氏体不锈钢，其碳含量在0.3%左右，是一种在高温下仍具有一定的强度、抗氧化性以及抗腐蚀能力的合金，十分适用于涡轮增压器叶片。但随着需求的升级，目前涡轮增压器的服役环境大约在850℃，而HK30不锈钢的服役温度大约在650℃~700℃左右，已无法满足目前涡轮增压器需求的服役温度。除此之外，HK30不锈钢在高温下的综合力学性能也无法满足需要提高性能的涡轮增压器。

镍基高温合金钢虽然在高温环境（950~1050℃）下也能具有很好的高温强度、良好的抗氧化性和优异的蠕变性能，但其成本较高，使用镍基高温合金制备涡轮增压器叶片在经济角度方面可行性不足。

因此，开发一种能够满足涡轮叶片工作环境要求且制备成本低的涡轮增压器叶片是目前亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种生产成本低，同时具备良好的耐热以及高温性能的涡轮增压器叶片及其制备方法。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种涡轮增压器叶片，所述涡轮增压器叶片由按质量百分比的如下组分在氮保护气氛下烧制而成：23-27%Cr、30-40%Ni、0.83-1.93%Al、0.63-1.47% Mo、1.38-1.48% Nb、0.08-0.19% Ti、0-1.75%Si、 0.25-0.35 %C、0-1.5 %Mn，余量为Fe。

一种制备上述涡轮增压器叶片的方法，包括如下步骤：

步骤一：按质量百分比的如下组分选取原料：23-27%Cr、 30-40%Ni、0.83-1.93%Al、0.63-1.47% Mo、1.38-1.48% Nb、0.08-0.19% Ti、0-1.75%Si、 0.25-0.35 %C、0-1.5 %Mn，余量为Fe；

步骤二：将步骤一得到的混合粉末与粘合剂混合制得喂料；

步骤三：将步骤二得到的喂料进行注射成形，制得涡轮增压器叶片生坯件；

步骤四：将涡轮增压器叶片生坯件进行脱脂，得到脱脂坯；