[发明专利]一种具有中空内部结构增压涡轮的近终成形方法

摘要

一种具有中空内部结构增压涡轮的近终成形方法，将雾化高温合金粉末与石蜡基粘结剂进行混炼，制成流变性能均匀的喂料。对中空内部结构简单的涡轮，喂料在注射成形机上直接成形就得到中空结构涡轮坯体。对中空内部结构复杂的涡轮，先将聚苯乙烯注射成形为与内部结构形状相同的模芯，然后将其嵌入模具中，注射成形后得到带有模芯的涡轮坯体，接着在三氯乙烷中浸泡后将模芯完全溶解，得到中空结构涡轮坯体。涡轮坯体在溶剂脱脂和热脱脂后进行真空烧结，烧结坯采用无包套热等静压致密化，最后经过固溶和时效处理就得到中空结构增压涡轮。该发明解决了复杂形状增压涡轮近终成形的难题,所得涡轮接近全致密、组织结构均匀、综合力学性能优于铸造涡轮。

主权项

一种具有中空内部结构增压涡轮的近终成形方法，其特征在于：步骤一、以粒径为2‑20μm的雾化高温合金粉末为原料，雾化高温合金粉末为各种标准牌号的的铁基高温合金或镍基高温合金，或者是根据实际工况设计的非标准合金；将雾化高温合金粉末与石蜡基粘结剂在双行星混炼机中于131‑149℃、转速为36‑50转/min的条件下混炼60‑120min制成流变性能均匀的喂料，其中粉末装载量为63‑66vol%；铁基高温合金包括K213、GH4169或Incoloy800，镍基高温合金包括K418、IN738LC或K491；步骤二、对于具有复杂内部结构的增压涡轮，首先通过注射成形制备出与内部结构形状相同的模芯，然后再将模芯嵌在涡轮模具中，喂料填充模腔并包裹在塑料模芯周围，得到带有模芯的涡轮坯体；注射温度为145‑160℃、注射压力为85‑130MPa；步骤三、将带有模芯的注射成形涡轮坯体在45‑60℃于三氯乙烷中浸泡，使塑料模芯完全溶解，得到具有中空结构的涡轮坯体；接着，采用溶剂脱脂和热脱脂两步脱脂工艺将中空结构的涡轮坯体中的粘结剂脱除，先在三氯乙烯中溶脱6‑12h，然后在高纯氩气气氛中进行热脱脂和预烧结，得到脱脂坯体；步骤四、脱脂坯体在真空气氛中进行烧结，真空度为1×10‑4Pa，烧结温度为1250‑1350℃，保温时间为60‑180min，得到烧结坯；步骤五、烧结坯在1100‑1200℃的温度范围内进行无包套热等静压，压力为100‑200MPa，保温时间为60‑120min，得到致密度大于99%的全致密涡轮；步骤六、全致密涡轮在950‑1250℃固溶1‑2h后水冷，然后在680‑800℃时效处理12‑48h，最终得到增压涡轮零件。