用于制造涡轮机或压缩机轮的方法和设备的制作方法

专利名称：用于制造涡轮机或压缩机轮的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡轮机和压縮机轮的制造，尤其但不排它地，涉及用于涡 轮增压器的这种轮的制造。
背景技术：
涡轮增压器是用于以高于大气的压力(升压)将空气供给到内涡轮机 发动机的进口的公知装置。常规的涡轮增压器主要包括被安装在涡轮机壳 体内的可旋转的轴上的排放气体驱动的涡轮机的轮。涡轮机的轮的旋转使 被安装在压縮机壳体内的轴的另一端上的压縮机轮旋转。所述压缩机轮将 压缩空气传递给发动机的进气歧管。压縮机和涡轮机的轮具有非常复杂的形状，以便改变空气/排放气体的流向和流速及其压力。所述轮包括厚度大约为lmm的薄壁状叶片部分， 所述叶片部分以在45。和90°之间的角度被连接到大截面毂上。空气或气 体沿着被限定在叶片和壳体之间的通道流动。例如，在压縮机轮中，叶片 最初被成形以沿着主轴方向吸收进口的空气，并然后向外弯曲以使空气转 向，沿着径向流动，而同时，施加离心力并将空气加速到高速。之后，所 述空气必须在高压下被叶片的尖端投射入在所述轮的径向外围上的出口 涡室。叶片的形状对于涡轮增压器的空气动力学性能是很重要的，且必须 所述叶片的形状必须被精确地规格化和重复。除了叶片的复杂的形状之 外，所述轮在表面轮廓中具有根切和其他的突变。所述轮的形状的复杂度 确保所有的当前的制造方法(例如铸造或从锻件机加工)具有其自身不可 避免的缺点。目前用于生产涡轮增压器的轮的最普通的方法是铸造。这是可以生产 精确尺寸的产品的成本相对较低的工艺。在该方法中，液态金属(例如用 于涡轮机的轮的Ni基超合金以及用于压縮机轮的A1-Si合金)，被浇入陶瓷或石膏模具中，所述模具通过将其在母型(例如蜡)上形成，而被事先生 产出来，所述蜡通过合适的溶剂或通过加热，在所述合金被浇入模具中之 前被移除。 一旦金属冷却到室温，陶瓷或石膏就被打碎以显露所述轮。初 始的蜡型通常通过将熔化的蜡注入模具来生产。铝，重量轻且成本相对较低，是制造压缩机和涡轮机的轮的优选材料。 在前一种情况下，铝以基体的形式被使用，而在后一种情况下，铝被用作 用于涡轮机的轮的合金元素。与铝相关联的一个缺点在于，即使在真空或 惰性气体环境中，在铸造之前和在铸造过程中都可能出现氧化缺陷。由于 通常这种缺陷存在于产生疲劳失效的位置上，所以这种缺陷不是可易于控 制的，且其急剧地降低部件的耐久性。因此这种轮的耐久性很难预测，且 因此，涡轮增压器的可靠性降低。近年来，对于降低在铸造铝和镍基超合 金轮中的氧化效应进行了很多努力，但是收效甚微，甚至没有效果。与铸造涡轮增压器相关联的另一个困难在于控制材料的微结构。所述 轮的复杂的形状意味着，从晶粒尺寸、枝状晶体尺寸和二相颗粒尺寸的角 度，几乎不可能确保对微结构的收缩、孔隙率和均一性进行始终如一的控 制，因此降低了部件质量的一致性。为了解决与铸造相关的问题，新近开发的技术己经被用于将材料铸造 成坯块，将所述坯块挤压成棒料，将所述棒料切割成片，对这些片进行锻 造，并然后通过多轴机床将每个经过锻造的件加工成所述轮的形状。在该 工艺中，移除了在挤压、锻造和机加工操作过程中的任何缺陷，例如氧化 夹杂物和疏松。且可以获得精细和均匀的颗粒结构和二相颗粒。根据该工 艺制造的轮的耐久性的一致性与由常规的铸造所生产的轮相比，提高很 多。尽管所述工艺经受耐久性的轮的可重复的生产，但是与铸造方法相比， 就步骤数量、劳动强度和成本而言，都大大增加。在需要具有可以重复地生产高质量的涡轮增压器的制造工艺时，还需 要确保所述工艺具有合理的成本。公知地，金属的半固态形式可以被用于生产高强度和延展性且没有收 縮问题的产品。半固态成形是被用于描述金属合金的加工的术语，所述金 属合金处于液相线温度和固相线温度之间，在所述温度处，所述金属合金 包括固相金属颗粒悬浮在液相熔融金属中的浆。枝状固体颗粒被改性(例如搅动)，以使得所述颗粒为近似球状体。加工的最流行的方法金属的触融压铸和流变铸造(rheocasting)用于以低成本和与由固态金属加工 的部件的可比较的质量的部件是公知的。在触融压铸中，通过在枝状微结 构被改性的同时冷却所述浆直到所述浆成为固态并然后将所述浆重新加 热为半固态，来生产半固态触融压铸的坯块，其中所述坯块在注入或浇铸 入模具之前包括大约30-70%的液相。在流变铸造中，合金被完全熔化，然 后被冷却到液相线和固相线之间的温度，在所述温度下，固体颗粒被液体 共晶体包围，所述微结构被改性且所述部件通过将处于半固态的材料注入 或浇铸入模具来形成。流变铸造是引人注目的，这是因为其提供了根据准 备注入模具的需要制备半固态材料的可能性，而与触融压铸形成对比，在 触融压铸中，材料为在注入之前重新加热，而在成批的固态的坯块中被有 效地制备。在这两种情况下，半固态材料可以被转移入高压注入或模具铸造机器 中，并被注入模具中。在所注入的材料固化之后，所述模具被从所述机器 移除，并被打开以将所设计的零件暴露出来。触融压铸的优势是所需的均 匀的微结构和铸造缺陷的消除是更可控的，但是触融压铸的缺点在于成本 比流变铸造高得多。半固态成形的工艺到目前为止还不能为复杂形状(例如涡轮增压器的 轮)的制造所考虑。所有的半固态加工的当前的应用是针对相对简单的形 状的生产，在所述简单的形状中，横截面面积或者复杂的轮廓(例如，如 上所述)没有大的变化。这些制造方法的示例在美国专利No.5，630，466、 美国专利No. 6, 214， 478、美国专利申请No. 2003205351和欧洲专利 No. 0980730中进行了描述。金属合金在半固态下的触融压铸的表现和触融压铸的表现对于成形 金属产品的应用己经成为重大研究课题。可触融压铸的合金和采用触融压 铸和流变铸造生产简单的制造部件在许多专利中进行了描述，例如 US3948650、法国专利2141979、 US5630466、 SK10002001、 US6214478 (其具体地描述了用于交通工具的相对简单的薄壁体零件的生产)、 US5879478、 W00053914和EP0980730。最新的研究集中在铝硅合金上，这是因为所述合金具有在铝颗粒和硅共晶体之间的凝固次序的相对清晰的边界。例如，最常见的可触融压铸的铝合金A356 (6.5-7.5%Si，每一种其他元素<1%)以及其改进型合金A357 (添加大约O. 03劣Sr和增加Mg成分以增加强度)，被广泛地应用于制造汽车 部件。最常见的部件可以被概括为(见R. DasGupta: Industrial Applications - The Present Status and Chanllenges We Face in the Proceedings of the 8th International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Limassol， Cyprus, 21-23 S印tember 2004):(1) 由合金A357触融压铸制造的燃料管道；(2) 由合金A357触融压铸制造的自动变速器的变速杆；(3) 由合金A357流变铸造制造的发动机架；(4) 由合金A357流变铸造制造的不同类型的发动机托架；(5) 由合金A356流变铸造制造的上控制臂；(6) 由合金A357流变铸造制造的悬臂；以及(7) 由合金A356流变铸造制造的柴油机发动机泵体。 由所述工艺制造的产品已经获得了超过铸造的显著的质量改善，以及超越由固态金属进行机加工的成本优势。上述的所有产品的共同特征是相对简单的形状所述产品的最薄部分与其最厚截面之比不超过大约l: 2，且简单的铸造模具可以被用于制造所述产品。另外，上述部件针对在相对简单的条件和经常性的良性环境下进 行的操作而设计，这与涡轮增压器的轮不同，所述涡轮增压器的轮在由热 循环、速度循环和气体压力等造成的非常复杂的条件下工作。存在用于对触融压铸合金进行成形的超过十种的不同的方法。所有这 些方法都采用相同的概念，即获得具有被液相包围的类似球状的固体颗粒 的半固态微结构，然后形成半固态材料。发明内容本发明的目的是在消除或减轻上述和其他缺点，并提供用于采用半固 态工艺制造用于涡轮增压器的压缩机和涡轮机的轮的复杂形状的方法和 设备。根据本发明的第一方面，提供一种用于形成涡轮机或压縮机轮的方 法，所述轮具有毂和多个从所述毂向外延伸的复杂曲面的叶片，所述方法 采用包括外模和内模夹筒组件的模具组件，所述方法包括步骤由多个模 具段组装内模夹筒组件，以使得所述夹筒组件限定中心毂腔和从所述中心 毂腔向外延伸的多个叶片腔，所述叶片腔被限定在相邻的模具段之间；将 所述夹筒组件插入外模；将半固态金属合金注入模具，以使得所述合金流 入夹筒组件和叶片腔；在注入阶段期间，将夹筒组件内的温度和压力维持 在预定范围内；将夹筒组件从所述外模移除；以及分离所述夹筒组件的模 具段以释放所形成的轮。所述成本与铸造可比较，而质量与由锻造进行加工的部件可比较。该目的通过仔细选择合金系统、部件设计、工具设计、加工参数的优 化和后续的表面处理来实现。所述模具段可以被组装以限定环形的夹筒组件。所述夹筒组件优选地还包括盖子，所述毂腔被限定在所述模具段的外 表面和所述盖子之间。理想地，所组装的模具段被放置在夹筒组件的外环 内部，而所述盖子可以在将所述夹筒组件插入所述外模之前与模具段组 装。所述盖子可以被固定到外夹筒环上。所述合金优选地通过在夹筒组件中的开口被注入所述毂腔。半固态合 金可以被注入，以使得其首先进入所述毂腔，并然后进入叶片腔。可选地， 预先制成的毂可以在注入阶段之前被插入所述内模夹筒的毂腔，以使得所 述叶片以半固态材料在预先制成的毂上形成。以这种方式，所述叶片可以 被容易地形成到毂上，所述毂由被铸造或锻造等的原料加工而成。在所述毂没有被预先制成的情况下，半固态合金从所述毂腔通过，经 由狭缝状开口进入所述叶片腔。优选地，所述夹筒组件在所制成的轮被释放后，被重新组装以便重新 使用。在本发明的一个实施例中，提供第二内模夹筒，所述第二内模夹筒 被预先组装，且在移除第一内模夹筒之后被插入所述模。任意数量的预先 组装的夹筒可以被提供以使得制造操作更方便。所述模夹筒，或每个模夹 筒可以在注入之前被预先加热到预定的温度，并确实可以在插入所述外模 之前被预先加热到预定的温度。通过以特定的技术加热触融压铸坯块或由液态金属铸造成半固态，来 生产半固态材料。所述夹筒优选在拆卸前被冷却。所述模具段至少可以在注入之前以脱模剂处理。所述脱模剂用于在所 述夹筒已经被从所述模组件移除之后便于从所制成的轮移除所述模具段。在一个优选的实施例中，在合金注入后的预定时间之后，所述夹筒组 件被从所述模具组件的剩余部分移除，且所述段被分离以使所述轮的叶片 暴露出来。模组件还可以包括第一和第二部分，所述第一和第二部分限定所述夹 筒所容纳在的室中。所述夹筒优选地被置于室中，且然后所述模具的第一 和第二部分被形成密封性的接合。所述室优选地被限定在所述模组件的第 一部分中。合金可以经由模具的第一部分上的浇道块(runnerblock)中的浇道通 道被注入，所述通道提供注入装置和所述模具毂腔之间的连通，所述浇道 块在插入夹筒之后被移动到第一位置，以使得其被定位在室和夹筒上，并 被移动到第二位置，在所述第二位置上，在注入步骤完成以后，所述室和 夹筒是清洁的，以便允许夹筒的移除。浇道块可以具有第一和第二部分， 所述第一和第二部分被一起引到第一位置上，以限定浇道通道，并被移开 至第二位置。所述第一和第二部分可以由致动器相对于模具的第一部分滑 动。所述方法可以包括在合金通过所述浇道通道的过程中将氧化物从所述 合金的表面剥离的步骤，且为此，可以使浇道通道尺寸的阶梯式减小。所述浇道通道可以具有从进口延伸到浇道块的第一部分以及从附近 延伸到模具毂腔的第二部分，所述第一和第二部分相交，第一部分在相交位置之后具有盲端，在所述相交位置和盲端之间的容积被用于容纳所注入 的合金的初始部分，以便用作氧化物捕获器。当浇道块位于第一位置上时， 所述浇道通道优选地被以在夹筒盖中的开口对齐。在模具部分上所限定的 定位构件可以被用于在当所述模具的第一和第二部分被放在一起时将模 具的第一部分和第二部分对准。在一个优选的实施例中，经过加热的油可以被引入模具部分中的孔 中，以维持夹筒的温度。所述温度优选地被维持在0.6 (液相线温度)+/-9(^的范围内。这例 如对于压缩机轮，可以在20(TC到35(TC的范围内。压力可以被保持在550 至2800巴的范围内，或者在550至1050巴的范围内。理想地，所述合金以40至60%的固相被注入。所述合金可以从注塑机的压铸储筒(shot sleeve)注入，并可以在IO 秒或更少的时间内被注入。一旦被注入内模夹筒中，材料优选被允许冷却预定的时间，以使得所 述材料在夹筒被从外模移除之前到达基本100%的固相。所述夹筒可以被冷却，而所述材料的压力被维持大致恒定。所述合金可以是铝合金，所述铝合金也包括铜、硅和镁和/或其他合 金元素。所述方法可以包括步骤制成触变的(thixotropic)半固态材料的毛 坯；将触变材料重新加热到半固态，以便获得预定的粘度，所述粘度适合 于制成被重新加热的毛坯，或将所述被重新加热的毛坯转移到压模注射成 型机(die casting injection machine )， 以制成所述轮。根据本发明的第二方面，提供一种用于由半固态材料制成压縮机或涡 轮机的轮的模具组件，所述组件包括夹筒，所述夹筒包括多个模具段、 盖子和外夹筒环，所述模具段被容纳在所述外夹筒环中，并对于沿着径向 向外的运动被支撑；中心毂腔，所述中心毂腔被限定在所述盖子和所述段 之间；和多个叶片腔，所述叶片腔从所述毂腔向外延伸，所述叶片腔被限 定在相邻的模具段之间。所述模具组件还可以包括外模，所述外模限定室，夹筒以可移除的方 式被容纳在所述室中。理想地，所述模具组件的盖子具有开口，所述开口提供与所述毂腔的 连通。所述盖子可以被固定到外模夹筒环上。可能在模具段和/或外模中提供通风口，以允许气体在将材料引入模 具的过程中逃逸。根据本发明的第三方面，提供一种用于由半固态材料制成压縮机或涡 轮机的轮的模具组件，所述组件包括夹筒，所述夹筒包括多个模具段、 盖子；中心毂腔，所述中心毂腔被限定在所述盖子和所述段之间；和多个20叶片腔，所述叶片腔从所述毂腔向外延伸；以及至少一个第一通风口，所述通风口被限定在模具段之间，并与所述叶片腔连通，以允许叶片腔中的 气体在引入半固态材料的过程中排出。第一通风口是与进口分离的，通过所述进口半固态材料被引入模具腔。所述通风口被设置在叶片腔的径向外围上。模具组件还可以包括外模，所述外模限定室，所述夹筒以可移除的方式被容纳在所述室中，所述 外模具有至少一个与第一通风口连通的第二通风口 。可能存在外环，经过组装的模具段被容纳在所述外环中，第三通风口 被设置在所述环中，并与所述第一和/或第二通风口连通。根据本发明的第四方面，提供一种用于由半固态材料制成压縮机或涡轮机的轮的模具组件，所述组件包括夹筒，所述夹筒包括多个模具段、 盖子；中心毂腔，所述中心毂腔被限定在所述盖子和所述段之间；和多个 叶片腔，所述叶片腔从所述毂腔向外延伸，其中提供材料进口和浇道通道， 所述浇道通道提供所述进口和模具毂腔之间的连通，并被配置用于当半固 态材料沿着通道通过时和在其进入模具夹筒之前，将外层从半固态材料剥 离。浇道通道可以被浇道块所限定，所述浇道块具有第一和第二部分，所 述第一和第二部分被一起引到第一位置中，以限定浇道通道，并可移动离 开到达第二位置。可以提供致动器，且第一和第二部分可以通过所述致动器相对于所述 模具的第一部分可滑动。所述浇道通道可以具有沿着朝向夹筒的方向的尺寸的至少一个阶梯 地减少。所述浇道通道可以具有从进口延伸到浇道块的第一部分以及从附近 延伸到模具毂腔的第二部分，所述第一和第二部分相交，第一部分在相交 位置之后具有盲端，在所述相交位置和盲端之间的容积被用于容纳所注入 的合金的初始部分，以便用作氧化物捕获器。所述浇道通道还可以被限定在外模中，所述外模限定室，夹筒以可移 除的方式被容纳在所述室中。根据本发明的第五方面，提供一种包括如上所限定的本发明的任何一 个方面中所限定的压缩机或涡轮机的轮的涡轮增压器。根据本发明的第六方面，提供一种具有如上所限定的涡轮增压器的内 燃机。


在此将仅以示例的方式，参照附图对本发明的具体的实施例进行描 述，在所述附图中图l是用于可以根据本发明的制造的涡轮增压器的压縮机叶轮的立体图；图2是图1的叶轮的主视图； 图3是图1的叶轮的侧向剖视图；图4是本发明的模具组件的一个实施例的第一部分的前向立体图；图5是用于连接如图4所示的模具的移动部分的本发明的模具组件的第二部分的后向立体图；图6是本发明的模具组件的夹筒形成部分的前向分解立体图；图7是以经过组装的形式示出的图6的夹筒的前向立体图；图8是图7的经过组装的夹筒的侧视图；图9是具有以点线示出的隐藏特征的图7的经过组装的夹筒的主视图；图10是图6至9的夹筒组件的主模具段的主视图；图11是沿着箭头W的方向的图10的模具段的平面图；图12是沿着箭头X的方向的图IO的模具段的侧视图； 图13是图6至9的夹筒组件的小模具段的主视图； 图14是沿着箭头Y方向的图13的模具段的平面图； 图15是沿着箭头Z方向的图13的模具段的侧视图； 图16是压缩机轮刚刚被从图6至9的模具夹筒组件上移除之后的立体 图；以及图17是示出材料通过本发明的模具的流动的示意图。
具体实施方式
在此，参照图1至3，压缩机轮l包括中心的、大致成圆柱形的毂IO， 所述毂10沿径向向外张开到基座部分11。毂10限定中心轴，在使用中，轮 围绕所述中心轴旋转，并支撑多个沿圆周间隔设置的、沿着所述轴向外延 伸的大约lmm厚的薄壁叶片。所述叶片通常对着在毂上的45。和90°之间 的角度，并且是围绕所述毂交替地设置的两种类型主叶片12和较短的分 流叶片13。从所述附图中可知，叶片12、 13具有复杂的扭曲轮廓，以将空 气以所需的方式引导，且所述叶片12、 13在表面轮廓中还具有特征锥度、 根切和其他的突变。用于制造本发明的压缩机轮的材料是铝合金。所述合金元素的组合的 示例是硅、铜和镁。预先铸造的材料是在半固态下触变的，即，其微结构 包括被铝合金元素共晶体所包围的近似球状体的退化的枝状铝颗粒，例如 在专利US5879478中所详细描述的。下面将对示例进行描述。通过采用活塞驱动的注射成型机将半固态材料注入特殊设计的模具 组件中来形成所述压縮机轮，所述模具组件包括三个主要部分第一部分 20 (图4)、第二部分40 (图5)和夹筒50 (从图6至9最容易看出)，在所述 夹筒50中，制成产品。模具20的第一部分被设置用于容纳夹筒50 (如图4 所示)，且模具20、 40的第一和第二部分在制作工艺开始前被放在一起。 模具40的第二部分被螺栓联接至用于制作工艺的半固态材料注射成型机 的出口，并由此被固定，而第一部分20相对于其是可移动的，以使得所述 第一部分可以断开连接，以使得夹筒50被从所述模具组件移除。如图4和图5所示，模具部分20、 40在轮廓上近似是方形的，并具有多 个互补配合的元件。每个模具部分具有主体，所述主体限定用于与在另一 部分上的对应的配合表面接合的配合表面21、 41。模具的第一部分20的配 合表面21具有四个孔22，朝向每个角的位置上各一个，所述孔22容纳从模 具的第二部分40凸出的对应的引导销42，所述配合表面21还具有近似截头 圆锥楔形的凸出部分23，所述凸出部分23被容纳在模具的第二部分中的对 应的凹槽43中。第一模具部分的主体限定用于容纳夹筒50的中心圆柱室 24，且其是可以由一对浇道块25封闭的，所述浇道块25以每个可滑动的方 式安装在所述主体上。每个浇道块25的截面基本成矩形，并可通过各自的 液压气缸26的致动相对于所述主体滑动，所述液压气缸26被固定到第一模具部分2的主体的侧翼上。气缸26的杆27被端部连接件28固定到每个箱体 中的浇道块25的侧翼上。块25在图4中以开和闭位置之间的部分方式被示 出，因此，夹筒50被部分地隐藏。每个浇道块25具有半圆柱形凹槽29a、 b，当所述块25被置于一起以封 闭室24时，所述半圆柱形凹槽29a、 b组合以限定浇道通道29。当模具的两 个部分20、 40被放在一起时，该浇道通道29被以在模具40的第二部分中的 圆形开口44对齐，并用于提供夹筒50和注模机(未示出)之间的连通。如 图4和17所示，浇道通道29被以一定的方式配置，在所述方式中，浇道通 道29可以被分成两个部分第一个大致成圆柱形的直部30和第二个弯部 31。第一部30从浇道块25的前表面32延伸，具有径向向内的台阶33，具有 盲端表面34以及侧开口35，所述侧开口邻近但与端部表面34有间隔。被限 定在开口35和端部表面34之间的通道的容积，被用作下文所述的氧化物捕 获器。第二部分31从邻近室24的位置沿着初始平行于第一部分30但是从第 一部分30横向偏移的方向朝向前表面32延伸。然后，其将方向改变90度， 以与在第一部分30中的侧开口35连接。浇道块25用作夹筒50的支撑件，并帮助承受半固态材料在夹筒中所经 受的高压效应。当半固态材料从注射成型机的压铸储筒(未示出)通入夹 筒50时，它们也限定用于半固态材料的浇道通道29。模具20、 40的各个部分的主体被多个小孔通道36a穿过，所述小孔通 道36a被用作回油孔，并在使用中被外部的油加热器(未示出)传递的油 所填充。在这些通道36a中的油被设计用于调节模具的温度，并由此，调 节夹筒50的温度。附加的内部的电阻加热器(在附图中隐藏)被设置在模 具的第一部分20的主体37中的孔36b中。在此回到如图5所示的模具的第二部分，主体具有中心矩形凹槽45， 所述中心矩形凹槽45被设计用于当浇道块25处于封闭位置时，容纳浇道块 25。凹槽被前壁46和四个侧壁47所限定。被设计用于以与浇道通道29对齐 的中心开口44被限定在凹槽45的前壁46中。在主中心凹槽上面紧接着存在 近似梯形的凹槽43，所述近似梯形的凹槽43与模具20的第一部分上的对应 的截头圆锥楔形的凸出部分23互配。凹槽43具有一对凸出的销48，所述销 48比被安装在角上的销42略小，并被设计在模具20的第一部分中的对应孔38中配合。附加的凹槽49被提供用于容纳液压气缸26的杆27和端部连接器 28。通风口通路V，被限定在所述模具的第二部分的配合表面41中。在操作中，夹筒50被插入模具20的第一部分的室24中，且液压气缸26 被致动以闭合浇道块25。然后，模具20、 40的第一和第二部分通过将在第 二部分上的销42和在第一部分20上的对应的孔22对准并将所述第一和第 二部分放在一起而被对齐。然后，半固态坯块(在图17中示意性地示出) 被从注射成型机的压铸储筒经由模具40的第二部分中的开口44注入且注 入到浇道通道29中。在模具中的开口44的直径小于压铸储筒的出口，而限 定所述套筒的所述壁的边缘由此用于将氧化物从半固态铝坯块的表面剥 离，所述氧化物由于与空气的接触而形成。在浇道通道29中的台阶33类似 地用于当坯块从中通过时将表面层从所述坯块剥离。这仅仅允许来自所述 坯块的芯部的材料在夹筒50中加工。所述坯块的起始端也包含氧化物，并 由于其被引导到浇道通道29的第一部分30的端部表面34前面的氧化物捕 获器中，而被类似地剥离。然后，被剥离的坯块通过侧开口35进入浇道通 道29的第二部分31中且进入夹筒50中。如图6至8详细表示的夹筒50包括多个主夹筒段51和次夹筒段52，所述 主夹筒段51和次夹筒段52交替地被设置在圆环面中，并被组装用于限定平 坦的前、后壁55、 56以及环形侧壁57。段51、 52组合用于限定径向的外部 和内部，所述外部在沿着轴向的大致恒定的深度上基本上是固态的，所述 内部将深度沿着轴向从前向后增加，以限定中心毂腔58。在所述外部中， 模具段51、 52的正对表面配合并啮合在一起，而所述内部提供用于生产所 述轮的叶片的腔体。所述毂腔从在前壁55中的大的圆形开口59延伸到夹筒 50的后壁56中的相对小的圆形开口60，且多个薄的扭转的通道61从腔体58 朝向外部并穿过在前、后壁55、 56之间的距离的明显的部分向外延伸。中 心腔58通常截面是圆柱形的，且以从前壁55到后壁56的弯曲的动作而向内 逐渐变细。腔58的形状用于限定已经完成的轮的毂10。扭曲的通道61被限 定在段51、 52的配合表面之间，并借助被延长的狭槽63每个都对腔开口。 应当理解，这些通道61的轮廓被设计用于限定轮的叶片12、 13的形状。夹 筒段51、 52在下文中被更详细地描述。一旦被组装，内夹筒体50就被保持在由一对锁合盖板66所覆盖的环形25外夹筒环65内。从这个角度，外环65具有内径，所述内径与内夹筒体的外 径大致相同或略大，以便紧密配合。当夹筒体50被容纳在外环65中时，盖 板66被放在其前壁55上，并被固定在合适的位置上。盖板66和夹筒环65 的相对旋转被互锁配合元件所避免。尤其是，环形唇67和径向辐条68被限 定在环65的前表面上，并被设计用于与被限定在盖板的下侧上的互配的凹 槽69 (在图中仅仅示出一类，而另一类不可见)进行配合。板66结合用于 覆盖前壁55，并覆盖内夹筒体51、 52的腔58的一部分，而限定用于与浇道 通道29和腔58的出口连通的中心开口70。 一旦被组装，夹筒50的各个部分 被多个螺钉71刚性地固定到一起，所述螺钉71通过在锁合盖板66中的孔 72，进入外环65中的螺纹孔73中。螺钉71和对应的孔72、 73相对于夹筒50 的中心轴被倾斜，如图9所示。环形通风口通路V2被限定在外环65的内部上，并与多个轴向延伸的通 风孔通路V3 (图6中仅示出一个)相交。所述通路V2、 V3提供模具部分40 中的通风口通路V,和被限定在模具段51、52的配合表面的外部中的通风口 V4 (在图6中示出两个)之间的连通。如图10至12所示的每个夹筒体的主段51是相同的，并以平坦的前壁 55a、后壁56a以及外圆周侧壁57a从夹筒组件50的前面向后延伸。如图13 至15所示的每个次段52，被容纳在相邻的主段51之间，但不会一直延伸到 夹筒组件50的后壁56。其具有带有外圆周侧壁57b的平坦的前壁55b。在所 述夹筒的外部中，段51、 52的配合表面邻接和互锁，而在内部区域中，所 述配合表面在合适的位置凹陷，以限定用于形成所述轮的主叶片12和分流 叶片13的通道61。用于限定主叶片腔的通道被朝向夹筒组件50的前方分别 限定在主段51和次段52的相邻的配合表面70、 72之间，和被限定在相邻的 主段51的配合表面70、 71之间的后部处。限定次叶片腔的通道被分别限定 在主、次段的相邻的配合表面73和74之间。被限定在主、次段之间的通风 口V4从叶片腔显露，并提供其间的连通。夹筒段51、 52由工具钢的组合制成。形成与半固态铝接触的工具的任 何部分由H13优质工具钢以已知的工艺制成。该材料具有适合于热加工的 属性，对于处理涉及半固态工艺的温度循环是不易磨损的、尺寸精确的、 稳定的并能够被抛光到高的表面光洁度。 一旦所述工具已经完成了所有的切削工作，则所述部分被进行表面渗氮硬化处理。这将提高工具寿命，并 有助于在锻造之后拆卸各个部分。模具的第一和第二部分20、 21由AISIP20制成。中碳(C.33%)、软 合金(Crl.6%、 Mo .5%)等级适合于宽范围的模制应用。所采用的材料 被预先硬化到布氏硬度269-302 (洛氏硬度C 28-32)。在使用中，经过组装的夹筒单元50被采用操纵(机械手)臂(未示出) 置于模具20的第一部分中(如图4所示)。模具20借助油和夹筒加热器被加 热，使得所述夹筒在当制作工艺开始时处于26(TC的温度，并在制作工艺 过程中被维持在一定的温度带以内。在制作工艺过程中，当半固态材料被 引入时，通风口V4允许空气从模具腔排出。空气被从模具腔顺序地经由夹 筒的外环中的通风口通路V2、 V3、然后是外部模具部分41中的通风口通路 V,排放到大气中。在制作工艺之后，模具部分被分离，且浇道块被移动成 开口配置，以允许移除夹筒组件。在合适的冷却时间之后，通过放松和移 除所述盖子、将内夹筒体50滑移出外环和沿着大致径向向外的方向滑动 主、次段，以暴露所制作的轮，来拆卸夹筒。所述拆卸可以通过机械手操 纵器进行。应当理解，夹筒设计的主要优点之一是所述段通过将它们沿着 预定的路径移动，可以容易地从组件夹筒体释放，所述预定路径可以在以 合适的空间坐标系编制的软件的控制下所操作的机械手操纵器所穿过。因 此可以重新使用夹筒的段。以如图6至15所示的模具夹筒组件制成的压缩机轮的示例如图16所 示。对应于图1至3的部分由相同的附图标记加100之后表示，不再进一步 描述。可以看到，毂110的小直径端具有由经过夹筒50的后壁中的开口60 的材料制成的凸出接头。该接头100可以包含氧化物并通过加工移除。示例通过触融压铸铝-硅-铜-镁合金，具有98mm的外径的压縮机轮已经被 成功示出。合金的化学成分(重量百分比)给出如下 铜2.5-3.5% 硅5.5-6.5% 镁0.3-0.4% 锶0.01-0.05%其他每种<0.03% 其他总共<0.1%预先铸造的原材料具有触变的半固态微结构，即被如美国专利No.5,879，478所述的硅和铜共晶体所包围的球状退化的枝状铝颗粒。通过 电磁场的搅动修改微结构。所生产的固体坯块直径为90mm，长度为2m， 并被切成长度为178mm的毛坯。通过感应加热到572'C至589'C范围内的温 度，所述毛坯被重新加热到半固态，其中毛坯包含大约40-60%固相材料， 以在加工完成的部件中给出最佳的材料质量。经过加热的毛皮被转移到压 模注射成型机中，并之后在10秒内被注入上述特殊设计的模具中。依赖于 加工完成的部件的所需的表面质量，结合在750至1050巴范围内的高压， 依赖于缩松限制的要求，具有在200'C至35(TC之间的温度的热夹筒被用于 制造根据本发明的压縮机轮。如上述所制造的压縮机轮已经在两个特定设计的装备测试工具中被 测试。测量空气动力学性能的一个压縮机轮已经显示，半固态的加过加工 的轮具有与根据由液态金属锻造或铸造所加工的轮相同的空气动力学性 能。第二测试装备，模拟在柴油发动机应用中所发现的实际的循环操作条 件，并因此测量所述轮的耐久性，所述第二测试装备已经表现出比铸造的 轮长得多的耐久性，以及可与由锻造件进行机加工的部件相比的耐久性。应当理解，本发明的方法可以采用触变成形技术(例如触融压铸)来 实现，由此半固态材料通过重新熔化改进的退化的枝状结构的固态坯块和 以铸造、锻造或其他方法在模具中制作处于半固态的材料。可选地，其可 以采用流变成形技术(例如流变铸造)实现，由此通过将所述半固态材料 冷却到在模具中立即形成的半固态，"根据需要"生产所述半固态材料。应当理解，本发明的模具组件和方法可以被用于将轮的叶片形成到预 制的毂上。在这种方法中，所述毂通过常规的方法(例如铸造、锻造或机 加工)制造，并之后被从夹筒中的合适的开口插入模具腔和半固态材料中。 在所述技术中，叶片与毂整体成形。
权利要求
1.一种用于形成涡轮机或压缩机轮的方法，所述轮具有毂和多个从所述毂向外延伸的复杂曲面的叶片，所述方法采用包括外模和内模夹筒组件的模具组件，所述方法包括步骤由多个模具段组装内模夹筒组件，以使得所述夹筒组件限定中心毂腔和从所述毂腔向外延伸的多个叶片腔，所述叶片腔被限定在相邻的模具段之间；将所述夹筒组件插入外模；将半固态金属合金注入模具，以使得所述合金流入夹筒组件和叶片腔；在注入阶段期间，将夹筒组件内的温度和压力维持在预定范围内；将夹筒组件从所述外模移除；以及分离所述夹筒组件的模具段以释放所制成的轮。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中所述模具段被组装以限定大致为 环形的夹筒组件。
3. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述经过组装的模 具段被置于夹筒组件的外环的内部。
4. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述夹筒组件还包 括盖子，所述毂腔被限定在模具段的外表面和所述盖子之间。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述盖子在将夹筒组件插入外模 之前与模具段组装。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，当从属于权利要求3时，其中所述 盖子被固定到外夹筒环上。
7. 根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中所述合金通过夹筒 组件的开口注入毂腔内。
8. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述半固态材料被注入，这样，所述半固态材料首先进入所述毂腔，并之后进入所述叶片腔。
9. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述合金从所述毂 腔经由狭槽状开口通入所述叶片腔。
10. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中预制毂在注入阶段之前被插入内模的毂腔中。
11. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中在所制成的轮已经 被释放之后，所述内模夹筒被重新组装，以便重新使用。
12. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中提供第二内模夹筒， 所述第二内模夹筒被预组装，并在移除第一内模夹筒之后被插入模具。
13. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述模具夹筒组件 在注入之前被预先加热到预先确定的温度。
14. 根据权利要求13的方法，其中所述模具夹筒组件在插入外模之前 被预先加热到预先确定的温度。
15. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述半固态合金通 过触融压铸或流变铸造生产。
16. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中夹筒组件在模具段 分离之前被冷却。
17. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中至少模具段在注入 之前用脱模剂处理。
18. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中在注入合金后的预定时间之后，所述夹筒组件被从剩余的模具组件中移除，且所述模具段被 分离以暴露轮的叶片。
19. 根据前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述模具组件还包 括第一和第二部件，所述第一和第二部件限定室，夹筒组件被容纳在所述 室中，且所述夹筒组件被置于所述室中，然后所述模具的第一和第二部件 被形成密封的接合。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述室被限定在模具组件的第一部件中。
21. 根据权利要求19或20所述的方法，其中所述合金经由模具组件的 第一部件上的浇道块中的浇道通道被注入，所述浇道通道在注入装置和模 具毂腔之间提供连通，所述浇道块在插入夹筒组件之后被移动到第一位 置，这样所述浇道块被定位在所述室和夹筒之上，然后被移动到第二位置， 在所述第二位置处，在注入步骤完成之后室和夹筒是通畅的，以便允许移 除夹筒。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中所述浇道块具有第一和第二部 分，所述第一和第二部分被一起放在第一位置，以限定浇道通道，并被移 离到第二位置。
23. 根据权利要求22所述的方法，其中所述浇道块的第一和第二部分 通过致动器相对于模具的第一部件滑动。
24. 根据权利要求21、 22或23中任一项所述的方法，还包括在所述合 金移动通过浇道通道的过程中，将氧化物从所述合金表面剥离的步骤。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中通过浇道通道的尺寸的阶梯式 减小来从合金的外部剥离氧化物。
26. 根据权利要求24或25所述的方法，其中所述浇道通道具有从进口 延伸到浇道块的第一部分以及从模具毂腔附近延伸的第二部分，所述第一 和第二部分相交，第一部分在相交位置之后具有盲端，在所述相交位置和 盲端之间的容积被用于容纳所注入的合金的初始部分，以用作氧化物捕获器o
27. 根据权利要求21至26中任一项所述的方法，其中当所述浇道块处 于第一位置时，所述浇道通道与夹筒组件中的进口开口对齐。
28. 根据权利要求19至27中任一项所述的方法，还包括当模具的第一 和第二部件被放在一起时、采用限定在模具部件上的定位构件来对准所述 模具的第一和第二部件的步骤。
29. 根据权利要求19至28中任一项所述的方法，还包括将经过加热的 油引入模具部件中的孔，以将夹筒的温度维持在预定的范围内的步骤。
30. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述温度被维持 在0.6 (液相线温度)+/-9(^的范围内。
31. 根据权利要求1至29中任一项所述的方法，其中所述温度被维持 在200'C至35(TC的范围内。
32. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述压力被维持 在550至1050巴的范围内。
33. 根据权利要求1至31中任一项所述的方法，其中所述压力被维持 在550至2800巴的范围内。
34. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述合金以40%至60%的固相注入。
35. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述合金从注射 成型机的压铸储筒注入。
36. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述合金在IO 秒内被注入。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中所述合金在5秒内被注入。
38. 根据权利要求37所述的方法，其中所述合金在2秒内被注入。
39. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中一旦被注入内模 夹筒组件，所述合金被允许冷却预定的时间，以使得所述合金在夹筒从外 模移除之前到达基本100%固相。
40. 根据权利要求39所述的方法，其中所述夹筒以维持基本恒定的合 金压力冷却。
41. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述合金是铝合金。
42. 根据权利要求41所述的方法，其中所述合金也包括铜、硅和镁。
43. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，包括步骤形成触变 的半固态材料的毛坯；将所述触变材料重新加热到半固态，以便获得适用 于成型的预定的粘度；和将所述重新加热的毛坯转移到压模注射成型机用 于成型所述轮。
44. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述模具夹筒组件由熔点高于所制成的轮的材料制成。
45. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述模具段是永久性的。
46. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其中所述半固态材料 在剪切下变形到所述腔中。
47. 根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中在半固态材料进 入夹筒组件之前，外层从所述半固态材料剥离。
48. 根据权利要求47所述的方法，其中当所述外层沿外模中限定的通 道通过时，所述外层被剥离。
49. 根据权利要求48所述的方法，其中通过通道尺寸的阶梯式减小来 剥离所述外层。
50. 根据权利要求48或49所述的方法，其中所述通道被限定在浇道块 中，所述浇道块被限定在所述外模的第一部件中，所述通道提供注入装置 和所述毂腔之间的连通。
51. 根据前面的权利要求中任一项所述的方法，还包括允许气体随着 合金被引入其中而从所述毂腔和/或叶片腔排出的步骤。
52. 根据权利要求51所述的方法，其中所述气体被允许通过模具段中 的至少一个通气口排出。
53. 根据权利要求52所述的方法，其中所述气体被允许还通过外模中 的至少一个通气口排出。
54. —种用于由半固态材料制成压缩机或涡轮机轮的模具组件，所述组件包括夹筒，所述夹筒包括多个模具段、盖子和保持构件，所述模具 段被容纳在所述保持构件中并逆着径向向外的运动被支撑；中心毂腔，所 述中心毂腔被限定在所述盖子和所述模具段之间；和多个叶片腔，所述叶 片腔从所述毂腔向外延伸，所述叶片腔被限定在相邻的模具段之间。
55. 根据权利要求54所述的模具组件，其中所述保持构件是围绕夹筒 的外环。
56. 根据权利要求54或55所述的模具组件，还包括外模，所述外模限 定室，夹筒以可移动的方式被容纳在所述室中。
57. 根据权利要求54、 55或56所述的模具组件，其中所述盖子具有开 口，所述开口提供与毂腔的连通。
58. 根据权利要求54至57中任一项所述的模具组件，其中所述盖子被 固定到所述保持构件上。
59. 根据权利要求54至58中任一项所述的模具组件，其中存在被限定 在模具段之间的夹筒的前壁中的狭槽状开口 。
60. 根据权利要求56所述的模具组件，其中所述外模还包括第一和第 二部件，所述第一和第二部件限定容纳夹筒的室。
61. 根据权利要求60所述的模具组件，其中所述室被限定在模具组件 的第一部件中。
62. 根据权利要求60或61的模具组件，其中所述浇道通道被限定在外 模的第一部件中，所述浇道通道提供进口和模具毂腔之间的连通，并被配 置用于随着半固态材料沿着通道通过和在所述半固态材料进入模具夹筒之前将外层从所述半固态材料剥离。
63. 根据权利要求62所述的模具组件，其中所述浇道通道被阶梯式地降低，以提供用于剥离材料的阶梯式的边缘。
64. 根据权利要求62或63所述的模具组件，其中在模具的第一部件上 提供浇道块，所述浇道块限定所述浇道通道，所述浇道通道在用于连接到 注入装置的进口和模具毂腔之间提供连通，所述浇道块在第一位置和第二 位置之间是可移动的，在所述第一位置上，所述浇道块被置于所述室和夹 筒上，而在所述第二位置上，所述室是通畅的，以便允许夹筒从模具组件 移除。
65. 根据权利要求64所述的模具组件，其中所述浇道块具有第一和第 二部分，所述第一和第二部分被一起置于第一位置上，以限定浇道通道， 并被移幵至第二位置。
66. 根据权利要求65所述的模具组件，还包括致动器，且其中所述浇 道块的第一和第二部分通过所述致动器相对于模具的第一部件滑动。
67. 根据权利要求62至66中的任一项所述的模具组件，其中所述浇道 通道具有沿着朝向夹筒的方向的尺寸的至少一个阶梯式的减小。
68. 根据权利要求66或67所述的模具组件，其中所述浇道通道具有从 进口延伸到浇道块的第一部分以及从模具毂腔附近延伸的第二部分，所述 第一和第二部分相交，所述第一部分在所述相交位置之后具有盲端，在所 述相交位置和所述盲端之间的容积用于容纳被注入的合金的初始部分，以 便用作氧化物捕获器。
69. 根据权利要求64至67中任一项所述的模具组件，其中当所述浇道 块处于第一位置时，所述浇道通道与夹筒盖子中的开口对齐。
70. 根据权利要求60至69中任一项所述的模具组件，还包括定位构件， 所述定位构件被限定在模具部件上，以便当所述模具的第一和第二部件被 放在一起时，对准模具的第一和第二部件。
71. 根据权利要求60至70中任一项所述的模具组件，还包括被限定在 外模中的油孔。
72. 根据权利要求54至71中任一项所述的模具组件，其中所述夹筒具 有前壁和后壁以及外侧壁。
73. 根据权利要求54至72中任一项所述的模具组件，其中所述夹筒的 轴线基本对应于被制成的轮的轴线，所述模具段结合用于限定外部和内 部，前述外部具有基本恒定的轴向深度，在前述外部处所述模具段邻接， 前述内部限定毂腔和叶片腔。
74. 根据权利要求73所述的模具组件，其中所述模具段在外部中互锁。
75. 根据权利要求73或74所述的模具组件，其中所述夹筒在外部中基 本为固态。
76. 根据权利要求73至75任一所述的模具组件，其中所述毂腔被模具 段的锥形壁部分所限定，所述锥形壁部分在前壁和后壁之间的内部延伸。
77. 根据权利要求76所述的模具组件，其中所述锥形壁部分是弓形的。
78. 根据权利要求77所述的模具组件，其中所述锥形壁部分结合用于 限定毂腔，所述毂腔在夹筒的前壁和后壁之间延伸的方向上直径减小。
79. 根据权利要求73至78中的任一项所述的模具组件，其中所述叶片腔由所述模具段的相对表面中的凹槽限定。
80. 根据权利要求79所述的模具组件，其中所述凹槽基本限定在夹筒的内部中。
81. 根据权利要求54至80中的任一项所述的模具组件，其中所述模具 段被配置用于允许通过沿着大致径向的方向的滑动运动而对所述模具段 进行拆卸。
82. 根据权利要求54至81中的任一项所述的模具组件，其中所述模具 段包括在所述夹筒的周围交替设置的主段和次段，所述主段从夹筒的前面 延伸到夹筒的后面，而所述次段被夹在相邻的主段之间。
83. 根据权利要求82所述的模具组件，其中所述次段没有延伸到后壁。
84. 根据权利要求54至83中的任一项所述的模具组件，其中所述盖子 被一对板限定。
85. 根据权利要求54至84中的任一项所述的模具组件，其中所述模具 夹筒组件由熔点高于所制成的轮的材料所形成。
86. 根据权利要求54至85中的任一项所述的模具组件，其中所述模具 段是永久性的。
87. 根据权利要求54至86中的任一项所述的模具组件，其中提供用于 弓I入半固态材料的进口以及至少一个通风口 ，所述通风口与所述进口分 离，并用于允许当半固态材料被引入时气体从模具中排出。
88. 根据权利要求87所述的模具组件，其中所述至少一个通风口被设 置在所述模具段中，以允许当半固态材料被引入时气体从叶片腔排出。
89. 根据权利要求54至88中任一项所述的模具组件，其中在外环中提 供通风口，以允许气体从所述模具夹筒离开。
90. —种用于由半固态材料形成压縮机或涡轮机轮的模具组件，所述 组件包括夹筒，所述夹筒包括多个模具段；盖子；中心毂腔，所述中心 毂腔被限定在所述盖子和所述模具段之间；和多个叶片腔，所述叶片腔从 所述毂腔向外延伸；以及至少一个第一通风口，所述第一通风口被限定在 模具段之间，并与所述叶片腔连通，以允许叶片腔中的气体在引入半固态 材料的过程中排出。
91. 根据权利要求90所述的模具组件，其中所述通风口被设置在叶片 腔的径向外围处。
92. 根据权利要求90或91所述的模具组件，还包括外模，所述外模限 定室，夹筒被可移动地容纳在所述室中，所述外模具有用于连通第一通风 口的至少一个第二通风口。
93. 根据权利要求90、 91或92所述的模具组件，其中所述模具夹筒还 包括保持环，经过组装的模具段被容纳在所述保持环中；第三通风口， 所述第三通风口被设置在所述环中，并与所述第一和/或第二通风口连通。
94. 一种用于由半固态材料制成压縮机或涡轮机轮的模具组件，所述 组件包括夹筒，所述夹筒包括多个模具段；盖子；中心毂腔，所述中心 毂腔被限定在所述盖子和所述段之间；和多个叶片腔，所述叶片腔从所述 毂腔向外延伸，其中提供材料进口和浇道通道，所述浇道通道提供所述进 口和模具毂腔之间的连通，并被配置用于当所述半固体材料沿着所述通道 通过时和在所述半固体材料进入模具夹筒之前，从半固态材料剥离外层。
95. 根据权利要求94所述的模具组件，其中所述浇道通道由浇道块限定，所述浇道块具有第一和第二部分，所述第一和第二部分被一起置于第 一位置中，以限定浇道通道并可被移开至第二位置。
96. 根据权利要求95所述的模具组件，还包括致动器，且其中，所述 浇道块的第一和第二部分通过所述致动器相对于所述模具的第一部件可 滑动。
97. 根据权利要求94至96中任一项所述的模具组件，其中所述浇道通 道具有沿着朝向夹筒的方向的至少一个阶梯式的尺寸减小。
98. 根据权利要求96或97所述的模具组件，其中所述浇道通道具有从 进口延伸到浇道块的第一部分以及从模具毂腔附近延伸的第二部分，所述 第一和第二部分相交，所述第一部分在所述相交位置之后具有盲端，在所 述相交位置和所述盲端之间的容积用于容纳被注入的合金的初始部分，以 便用作氧化物捕获器。
99. 根据权利要求94至97中任一项所述的模具组件，其中当浇道块处 于第一位置时，所述浇道通道与夹筒盖子中的开口对齐。
100. 根据权利要求94至99中任一项所述的模具组件，其中所述浇道 通道被限定在外模中，所述外模限定室，夹筒以可移除的方式容纳在所述 室中。
全文摘要
一种用于由半固态材料形成涡轮机或压缩机轮的方法，采用具有内夹筒和外模的模具组件，所述内夹筒由多个段制成。所述半固态材料在压力和高温下被注入模具，以使得所述半固态材料流入被限定在夹筒的段之间的叶片腔。所述夹筒被从外模移除，然后，分离所述段以释放所述轮。
文档编号B22C9/06GK101262966SQ200680033293
公开日2008年9月10日 申请日期2006年6月29日 优先权日2005年7月19日
发明者安德鲁·菲利普·杰克森, 强 朱 申请人:康明斯涡轮增压技术有限公司