[发明专利]一种耐高温的涡轮增压器壳体

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮增压器壳体，尤其涉及一种耐高温的涡 轮增压器壳体。

背景技术

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，它是一种利用发动机 排出的废气做功的特殊部件。涡轮增压器不仅可以节能减排，而 且还能有效提高发动机功率，已成为汽车制造业竞相发展的高新 技术之一。

涡轮增压器的工作环境温度较高，柴油机增压器的工作温度 一般在600℃左右，汽油发动机机用增压器的工作温度要高达 800-900℃，特种车辆发动机增压器工作温度要高达900-950℃。 随着对发动机性能要求的提高，涡轮增压器的工作温度还要进一 步提高。而涡轮增压器主要由涡轮部分和涡壳部分组成。涡轮在 高温下高速旋转，要求具有特别好的高温性能，故均采用高温合 金制造。涡轮增压器蜗壳(壳体)形状复杂，要求材料具有良好 的铸造性能，同时需要具有良好的高温强度、抗蠕变性、抗氧化 性、抗腐蚀性和尺寸稳定性等。

此外，涡轮增压器在工作的时候，还会产生的一定的噪音。 而随着使用时间的延长，噪音影响会越来越严重。因此，涡轮增 压器还需要进行消音降噪处理。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一 种高温性能好、且能消音降噪的耐高温的涡轮增压器壳体。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种耐高温的涡轮 增压器壳体，包括壳体本体，壳体本体包括陶瓷填充部以及设置在 陶瓷填充部外层的金属层，金属层由球墨铸铁制成，球墨铸铁由以 下成分(以质量百分比计)组成：C：1.5％-2％，Si：4.5％-6％， Mn：0.3％-0.7％，Cr：0.8-1.6％，Mo：0.3-0.8％，Ni：25-33％，稀 土元素：0.1％-1％，P≤0.03％，S≤0.03％，余量为Fe以及不可避免 的杂质元素。

本发明涡轮增压器壳体本体包括陶瓷填充部以及设置在陶瓷 填充部外层的金属层。由于陶瓷不仅具有较高的硬度，而且在高温 环境下仍然具有较好的机械强度。因此，本发明通过在金属结构中 加以陶瓷结构件来对金属结构进行改善，能够在一定程度上增加壳 体的高温使用性能，同时降低壳体的质量。

此外，本发明金属层优选由球墨铸铁制成。因为，球墨铸铁 不仅具有良好的铸造工艺性能，而且具有较好的力学性能和抗氧 化性能，特别是热疲劳强度远高于灰铸铁，是制造本发明涡轮增 压器壳体的优选材料。

而且，本发明使用的球墨铸铁为高镍奥氏体球墨铸铁，高镍 奥氏体球墨铸铁的微观组织由奥氏体枝晶和晶间石墨球及少量碳 化物组成，通过合金化获得稳定的奥氏体基体，提高球墨铸铁的 高温稳定性，使球墨铸铁具有更优异的高温组织稳定性和抗氧化 等性能。

本发明高镍奥氏体球墨铸铁中，C元素不仅决定石墨的数量 和分布形态，而且对流动性、收缩性、白口倾向等铸造工艺性能 影响很大。

Ni是高镍奥氏体球墨铸铁的基本元素，在本发明Ni元素的 含量范围内，球墨铸铁可以获得稳定的奥氏体基体，从而使球墨 铸铁具有较高的抗氧化性和低的热膨胀性，可长期在高温环境下 工作。

而合金元素Mn、Mo、Cr、Si对球墨铸铁的性能也具有重要 影响。其中，Si是影响球墨铸铁热疲劳抗力的重要元素，对球墨 铸铁的热疲劳抗力性能起着决定性作用，它的含量直接决定了球 墨铸铁的热疲劳抗力的总体水平。但Si含量过多则会降低球墨铸 铁的耐磨性。Mo能细化晶粒，从而提高球墨铸铁的强度等性能。 Cr是稳定奥氏体基体的重要元素，而且还可以与Ni起到协同作 用，使球墨铸铁获得更好的耐热性和耐蚀性。但Cr是强碳化物形 成元素，形成的铬合金碳化物分布在晶问，会影响切削性能，降 低伸长率和冲击值。另外，Mn也会和Cr起到协同作用，从而提 高球墨铸铁的硬度、耐磨性等性能。

另外，现有技术中高镍奥氏体球墨铸铁中是不允许含有能抵消 微量有害元素影响的Ce等稀土元素。但是，本发明高镍奥氏体球 墨铸铁中添加了稀土元素。因为，微量的稀土元素不会对本发明 Ni含量的球墨铸铁的球化产生干扰，而且，稀土元素中的Ce还可 以提高本发明高镍奥氏体球墨铸铁的抗氧化性，稀土元素中的Y能 提高本发明高镍奥氏体球墨铸铁的耐热性。