涡轮增压器用叶轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种涡轮增压器用叶轮，包括叶轮本体，所述叶轮本体由钛铝合金材料制成，其外部设置有无机耐高温涂料层，所述无机耐高温涂料层与叶轮本体之间设置有氧化层。所述涡轮增压器用叶轮采用钛铝合金制成，并通过在叶轮本体表面设置氧化铝层及无机耐高温涂料层，使得叶轮本体具有极好的耐热性、绝缘性及抗腐蚀性，并增强了叶轮本体的耐磨性及硬度，延长了其使用寿命。
【专利说明】涡轮增压器用叶轮
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种涡轮增压器，尤其涉及一种涡轮增压器用叶轮。
【背景技术】
[0002]涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处于高温、高压、高速运转的工作状态下，因此对制造的材料成型工艺和加工技术要求很高。要求材料有良好的高温机械性能，要有较高的高温持久强度极限以及良好的抗疲劳和抗蠕变的性能。叶轮是涡轮增压器的重要部件之一，目前，市场上涡轮增压器的叶轮通常是采用铝合金制造，然而，在油田等工作环境较差的场所，空气中含有硫、磷等腐蚀介质，使得叶轮长期处于高压力、高湿度和腐蚀性气体中，虽然铝合金制造的叶轮在空气中能形成氧化膜，具有一定的耐腐蚀性，但是在油田恶劣的工作环境中，还是容易腐蚀，而且铝合金材料的叶轮仅适用于与40000r/min左右的低速涡轮增压器，对于较高转速的涡轮增压器，工作时，温度可达200°C，铝合金材料已不能满足此类涡轮增压器的使用要求。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种涡轮增压器用叶轮，以解决现有涡轮增压器用叶轮采用铝合金材料制造，耐腐蚀性、耐热性差的问题。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:
[0005]一种涡轮增压器用叶轮，包括叶轮本体，所述叶轮本体由钛铝合金材料制成，其外部设置有无机耐高温涂料层，所述无机耐高温涂料层与叶轮本体之间设置有氧化层。
[0006]作为本实用新型的一种优选方案，所述氧化层为氧化铝层。
[0007]作为本实用新型的一种优选方案，所述氧化层的厚度为5?20微米。
[0008]作为本实用新型的一种优选方案，所述无机耐高温涂料层的厚度为2?4微米。
[0009]本实用新型的有益效果为，所述涡轮增压器用叶轮采用钛铝合金制成，并通过在叶轮本体表面设置氧化铝层及无机耐高温涂料层，使得叶轮本体具有极好的耐热性、绝缘性及抗腐蚀性，并增强了叶轮本体的耐磨性及硬度，延长了其使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型涡轮增压器用叶轮的结构示意图。
[0011]图中:
[0012]1、叶轮本体；2、氧化铝层；3、无机耐高温涂料层。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。[0014]请参照图1所示，图1为本实用新型涡轮增压器用叶轮的结构示意图。
[0015]于本实施例中，一种涡轮增压器用叶轮，包括叶轮本体1，所述叶轮本体I由钛铝合金材料制成，其外部设置有无机耐高温涂料层3，所述无机耐高温涂料层3的厚度为3微米，且无机耐高温涂料层3与叶轮本体I之间设置有氧化铝层2，所述氧化铝层2的厚度12微米。
[0016]将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使的叶轮本体I表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。
[0017]上述实施例中，采用的是铝合金，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，进行电解，阳极的铝或其合金氧化，叶轮本体I表面上形成氧化铝层2，其厚度为5?20微米，硬质阳极氧化膜可达60?200微米。经氧化后的叶轮本体1，提高了其硬度和耐磨性，可达250?500千克/平方毫米，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K，优良的绝缘性，耐击穿电压高达2000V，增强了抗腐蚀性能，在ω =0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。
[0018]上述实施例中，无机耐高温涂料具有耐热温度高、耐热性好、硬度高、寿命长、污染小、成本低等特点。
[0019]上述叶轮是通过如下步骤形成:
[0020]I)氧化前清洗:将叶轮本体I放在工装上分层分行摆放整齐，不可重叠或挤压摆放，放入水温为20?30摄氏度的清水中，用水枪喷洒清洗叶轮本体I表面的砂粒，水枪压力适中，只要将叶轮本体I表面清洗到用手摸叶片时没有明显感觉到有刺手的感觉即可，一般清洗时间为一次3?5分钟；清洗是由于叶轮本体I经过了喷砂处理，喷完砂后的叶轮本体I表面会留下很多细小的砂粒，如果不清理干净，在氧化时就氧化不了或氧化效果不好；
[0021]2)入氧化池氧化:将叶轮本体I放入工装内，再放入池内氧化，放置的叶轮本体I排布要整齐，不得碰擦或重叠，两叶轮本体I前后左右之间间隙最好为I?2mm，一次氧化数量最好在80?100只叶轮本体，才能保证氧化的均匀性和一致性，要求溶液的温度保持在3?5摄氏度左右，并通过冷冻机将池内的溶液进行循环处理来实现冷冻，氧化时间在I小时左右，外接500V的交流电通过变压器转为30?40V的直流电，电流为O?500A之间，硫酸浓度为25%左右，氧化后得到的氧化铝层2，其厚度为5?20微米；
[0022]3)氧化后清洗:由于叶轮本体I在氧化池内经过溶液的浸泡后会留下酸性物质，要经过3?4次的清洗；将经氧化后的叶轮本体I放在工装上分层分行摆放整齐，不可重叠或挤压摆放，放入水温为20?30摄氏度的清水中浸泡，慢慢分解叶轮本体I表面的酸性物质，第一遍采用二次蒸馏水，浸泡30分钟左右，使酸性物质快速分解后稍稍晾干，直到没有很明显的液体流出；第二遍采用二次蒸馏水，浸泡10分钟左右，使没有完全分解的酸性物质完全分解；第三遍采用二次蒸馏水，且采用流水式的冲洗，将表面的杂质冲洗干净；第四遍采用二次蒸馏水，同样的，采用流水式的冲洗，将表面杂质彻底冲洗干净，并烘干；
[0023]4)放入封闭液内封闭:由于刚经过氧化处理后的叶轮本体I表面会留下较多的微孔，必需要对氧化膜的微孔进行封闭，来保证叶轮本体I表面不被腐蚀，要求将封闭液倒入水中形成混合物，封闭液的浓度在10?15%左右，混合物的温度控制在80?100摄氏度左右，封闭时间在I分钟以内即可取出，封闭的叶轮本体I表面光滑美观，且有较好的抗腐蚀性和耐磨损性；
[0024]5)在密闭的室内，将叶轮本体I放置在一个转盘上，所述转盘带动所述叶轮本体I匀速转动，喷枪在0.4?0.6MPa的条件下向所述叶轮本体I表面喷出雾状的无机耐高温涂料，每个叶轮本体喷涂3?6s，使得无机耐高温涂料层3的厚度控制在2?4微米，喷枪的出口与转盘中心距离为12?15mm,所述无机耐高温涂料粘附在叶轮本体I表面,在0.4?
0.6MPa的压力下，喷枪喷出的无机耐高温涂料呈雾状，在叶轮本体I不断转动过程中，无机耐高温涂料能与叶轮本体I上所有的部位都接触，保证叶轮本体I上所有的位置都均匀的涂上一层无机耐高温涂料；密闭的室内可以防止雾状的无机耐高温涂料被风吹散，保证了喷涂时候的稳定；
[0025]6)对喷涂过无机耐高温涂料的叶轮本体I进行热处理，使得无机耐高温涂料固化形成无机耐高温涂料层3。
[0026]以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种涡轮增压器用叶轮，包括叶轮本体，其特征在于:所述叶轮本体由钛铝合金材料制成，其外部设置有无机耐高温涂料层，所述无机耐高温涂料层与叶轮本体之间设置有氧化层。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器用叶轮，其特征在于:所述氧化层为氧化铝层。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器用叶轮，其特征在于:所述氧化层的厚度为5?20微米。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器用叶轮，其特征在于:所述无机耐高温涂料层的厚度为2?4微米。
【文档编号】F04D29/26GK203770206SQ201420108972
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】蔡永君 申请人:江苏毅合捷汽车科技股份有限公司