汽车增压器陶瓷涡轮制造技术

项目简介：

涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处于高温、高压和高速运转的工作状况下。其工作环境恶劣，工作要求苛刻，对制造的材料、成型工艺和加工技术要求很高。涡轮增压器由涡轮、传动轴、轴承、叶轮等组成，涡轮与轴通过摩擦焊连接成型。轴靠高速运转的浮式轴承支撑，工作转速可达100,000r/min以上，环境温度可达600-700℃。

增压器涡轮是增压器上非常关键和重要的部件，特别是涡轮材料的应用，对增压器功能的实现至关重要。

技术特点：

本成果研制了一种新型氮化硅复相陶瓷材料，可制作柴油机增压器涡轮，以替代目前国内通用的K418镍基合金材料。该材料具有优良的力学性能，涡轮重量减轻40%，使用寿命长于镍基材料，而材料成本仅为镍基材料的20%。并首次提出利用陶瓷浆料灌注模型来制造陶瓷涡轮的方法，可方便有效地应用于陶瓷涡轮材料的开发过程。该方法可明显缩短陶瓷材料的开发周期，同时直接减少开发过程中所消耗的原材料、能源和材料制备费用。另外，开发后的涡轮材料可以通过简单的测量其力学性能来迅速估计涡轮的使用寿命，因而可以减少实际的切削实验次数，从而减少实验开支，提高开发效率。

生产条件及市场预测：

该项目可使开发新型陶瓷涡轮的时间缩短至1/4至1/5，开发效率提高1至2倍，而生产的综合成本可降低50至70%。氮化硅复相陶瓷材料性能优、价格低，用于制作增压器涡轮转子，可替代镍基材料，对保护镍稀有资源具有重要意义。新材料的研制有助于减少我国对镍的进口，符合国家产业政策，市场前景广阔。新材料不仅具有好的韧性、高的强度，还通过金属粒子增韧，进一步提高了材料的断裂韧性、降低了孔隙率，减少了线膨胀系数。采用的生产工艺简便，投资少，有利于工业化规模生产。新材料可以替代镍基合金制作高中载荷、高转动速度工况条件下工作的耐热件，其成本比镍基合金有显著降低，使用寿命明显提高。因此，该项目具有很高的推广价值，经济和社会效益显著。

项目简介 涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温，高压和高速运转的工作状况下，其工作环境恶劣，工作要求苛刻，对制造的材料成型工艺和加工技术要求很高。其结构由涡轮、传动轴、轴承、叶轮等组成，涡轮与轴经摩擦焊连接成型，轴靠高速运转的浮式轴承支撑，工作转速可达100000r/min以上，环境温度可达600-700ºC。增压器涡轮是增压器上非常关键和重要的部件，特别是涡轮材料的应用，对增压器功能的实现至关重要。 技术特点 本成果研制了一种新型氮化硅复相陶瓷材料，可制作柴油机增压器涡轮，以替代目前国内通用的K418镍基合金材料。该材料具有优良的力学性能，这种材料涡轮重量减轻40%，使用寿命长于镍基材料，而材料成本只是镍基材料的20%。并首次提出利用陶瓷浆料灌注模型来制造陶瓷涡轮的方法，可以方便有效的应用于陶瓷涡轮材料的开发过程。可明显缩短陶瓷材料的开发周期，同时更直接减少了开发过程中所消耗的原材料，能源和材料制备费用。另外，开发后的涡轮材料可以通过简单的测量其力学性能便可迅速估计涡轮的使用寿命，因而可以减少实际的切削实验次数，从而减少了实验开支，提高了开发效率。 生产条件及市场预测 该项目可使开发新型陶瓷涡轮的时间缩短到1/4~1/5，开发效率提高1~2倍，而生产的综合成本可降低50~70%。氮化硅复相陶瓷材料性能优、价格低，用于制作增压器涡轮转子，可替代镍基材料，对保护镍稀有资源有重要意义，新材料的研制有助于减少我国对镍的进口，符合国家产业政策，市场前景广阔。新材料不但具有好的韧性、高的强度，还通过金属粒子增韧，进一步提高了材料的断裂韧性、降低了孔隙率，减少了线膨胀系数。采用的生产工艺简便，投资少，有利于工业化规模生产。新材料可以替代镍基合金制作高中载荷、高转动速度工况条件下工作的耐热件，其成本比镍基合金有显著的降低，使用寿命明显提高。因此，该项目具有很高的推广价值，经济和社会效益显著。