本发明涉及一种铸造方法，尤其是涉及一种涡轮增压器壳的铸造工艺。
背景技术：
涡轮增压器壳是涡轮增压器上的重要增压部件，其结构、机械性能和使用寿命的要求较高。涡轮增压器壳的形状结构复杂，铸件表面粗糙度内腔要求达到6.3μm，外表面达到12.5μm，通常采用铸造成型，目前，涡轮增压器壳的铸造工艺主要采用普通潮模砂造型工艺，由于铸件结构壁厚悬殊较大，薄壁处容易冷隔，厚壁处也容易产生缩孔、缩松及气泡等缺陷，铸造工艺成品率低，一般只在45%~55%左右，其中，由于造型工艺及潮模砂强度等砂型缺陷所造成的铸件夹砂等缺陷严重，此项废品率占铸件总废品率40%以上，从而大幅增加生产成本。
技术实现要素：
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种涡轮增压器壳的铸造工艺，通过对铸造型砂及工艺的改进，减少缩孔、缩松、夹砂及气泡等铸造缺陷的产生，提高铸件的成品率和铸件的力学性能，降低铸件成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种涡轮增压器壳的铸造工艺，包括如下步骤：
1）制备砂芯及砂型：根据涡轮增压器壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆膜砂烧结制备砂芯；根据涡轮增压器壳外部形状轮廓，利用高强度覆膜砂烧结制备砂型；所述高强度覆膜砂由原砂、氧化铝纤维、热塑性固体酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、硅烷类偶联剂制备而成，各组分的重量配比为：原砂100份，氧化铝纤维1~3份，热塑性固体酚醛树脂2~3份，乌洛托品0.3~0.5份，硬脂酸钙0.02~0.1份，硅烷类偶联剂0.01~0.05份；所述原砂的粒度为60 ～ 120目；
2）组装、烘干：将砂芯与砂型组装在一起，用胶水粘结并烘干后待浇注；
3）熔炼及球化处理：选用1.5T/h中频炉熔炼生铁Q10，铁水从炉内倒入球化包球化处理，铁水处理温度为1500~1530℃ ，铁水处理量500kg/包，球化剂选用稀土镁球化剂；孕育剂选用75Si-Ba，粒度3~8mm；球化剂放在球化包的堤坝内，一半量的孕育剂覆盖在球化剂上，并在其上覆盖一层覆盖剂硅钢片，铁水分两次加入，球化时间≥45s；
4）浇注：浇注时分3只200kg浇包浇注，剩余的孕育剂分别加入3只浇包，铁水从球化包加入浇包作二次孕育；测定铁水起始浇注温度1440~1430℃，末箱浇注温度≥1360℃；球化及浇注时间控制在8分钟以内；
5) 清理检验：将浇注好的铸件的冒口去除，清理铸件外表上粘的砂，对铸件检验入库。
进一步的：
所述高强度覆膜砂的各组分的重量配比为：原砂100份，氧化铝纤维2份，热塑性固体酚醛树脂2.5份，乌洛托品0.4份，硬脂酸钙0.06份，硅烷类偶联剂0.03。
高强度覆膜砂各组份中，热塑性固体酚醛树脂为粘结剂，乌洛托品呈粉末状，作为固化剂，硬脂酸钙呈粉末状，作为润滑剂，偶联剂采用硅烷类偶联剂，氧化铝纤维作为耐火纤维用于增强砂芯与砂型的结构强度和稳定性。由于砂芯及砂型所用原料为覆膜砂，发气量相对较低，砂芯及砂型厚度尽量在保证铸件成型情况下做到很薄，在薄壁处增加拉筋，增加强度，从而在增加强度的情况下控制砂芯及砂型的用砂量（总发气量尽量少），使最终铸件成品气孔、渣孔等因气体引起的缺陷降低。覆膜砂质量是铸件内外表面粗糙度是否达标的关键，将合格的覆膜砂通过制芯机射入模具中，通过电热管加热模具，在一定的时间内，使在模具中的覆膜砂受热固化为模具的形状，并使砂芯及砂型有一定的固化层（保证砂芯及砂型一定的强度），在分型面以及表面疏松部位都需要用醇基修补膏修补平整。运输过程中注意防护，防止磕碰伤，尽量减少碎砂子残存，而使得铸件夹砂。在熔炼球化过程中，选用1.5T/h中频炉熔炼，选用庚辰生铁Q10，其化学成分为：C:4.2%、Si:1.0%、Mn:0.20%、P:0.06%、S:0.02%，原铁水合金成分控制：C: 3.75～3.85%、Si: 1.4～1.5%、Mn: ≤ 0.20%、P: ≤0.06%、S: ≤0.02%，Mg0.03～0.05%，采用优质原材料控制原铁水化学成分，是保证铸件机械性能、金相组织合格的根本。在保证铁水得到充分高温静置的情况下，熔炼温度尽可能的低，防止元素烧损。浇注时将配好的砂芯砂型压紧，保证浇注铸件时不涨型抬箱，由于铁水浇注箱数多，要保证球化不衰退，因此浇注时分3只200kg浇包浇注，将浇注时间严格控制在8分钟以内，保证铸件材质性能稳定。
本发明的技术效果在于：
本发明公开的一种涡轮增压器壳的铸造工艺，通过对铸造型砂及铸造工艺的改进，减少缩孔、缩松、夹砂及气泡等铸造缺陷的产生，提高铸件的成品率和铸件的力学性能，降低铸件成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1、
涡轮增压器壳的铸造工艺步骤如下：
1）制备砂芯及砂型：根据涡轮增压器壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆膜砂烧结制备砂芯；根据涡轮增压器壳外部形状轮廓，利用高强度覆膜砂烧结制备砂型；所述高强度覆膜砂由原砂、氧化铝纤维、热塑性固体酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、硅烷类偶联剂制备而成，各组分的重量配比为：原砂100份，氧化铝纤维2份，热塑性固体酚醛树脂2.5份，乌洛托品0.4份，硬脂酸钙0.06份，硅烷类偶联剂0.03；所述原砂的粒度为60 ～ 120目；
2）组装、烘干：将砂芯与砂型组装在一起，用胶水粘结并烘干后待浇注；
3）熔炼及球化处理：选用1.5T/h中频炉熔炼生铁Q10，铁水从炉内倒入球化包球化处理，铁水处理温度为1500~1530℃ ，铁水处理量500kg/包，球化剂选用稀土镁球化剂；孕育剂选用75Si-Ba，粒度3~8mm；球化剂放在球化包的堤坝内，一半量的孕育剂覆盖在球化剂上，并在其上覆盖一层覆盖剂硅钢片，铁水分两次加入，球化时间≥45s；
4）浇注：浇注时分3只200kg浇包浇注，剩余的孕育剂分别加入3只浇包，铁水从球化包加入浇包作二次孕育；测定铁水起始浇注温度1440~1430℃，末箱浇注温度≥1360℃；球化及浇注时间控制在8分钟以内；
5) 清理检验：将浇注好的铸件的冒口去除，清理铸件外表上粘的砂，对铸件检验入库。
实施例2、
涡轮增压器壳的铸造工艺步骤如下：
1）制备砂芯及砂型：根据涡轮增压器壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆膜砂烧结制备砂芯；根据涡轮增压器壳外部形状轮廓，利用高强度覆膜砂烧结制备砂型；所述高强度覆膜砂由原砂、氧化铝纤维、热塑性固体酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、硅烷类偶联剂制备而成，各组分的重量配比为：原砂100份，氧化铝纤维3份，热塑性固体酚醛树脂2份，乌洛托品0.3份，硬脂酸钙0.03份，硅烷类偶联剂0.02份；所述原砂的粒度为60 ～ 120目；
2）组装、烘干：将砂芯与砂型组装在一起，用胶水粘结并烘干后待浇注；
3）熔炼及球化处理：选用1.5T/h中频炉熔炼生铁Q10，铁水从炉内倒入球化包球化处理，铁水处理温度为1500~1530℃ ，铁水处理量500kg/包，球化剂选用稀土镁球化剂；孕育剂选用75Si-Ba，粒度3~8mm；球化剂放在球化包的堤坝内，一半量的孕育剂覆盖在球化剂上，并在其上覆盖一层覆盖剂硅钢片，铁水分两次加入，球化时间≥45s；
4）浇注：浇注时分3只200kg浇包浇注，剩余的孕育剂分别加入3只浇包，铁水从球化包加入浇包作二次孕育；测定铁水起始浇注温度1440~1430℃，末箱浇注温度≥1360℃；球化及浇注时间控制在8分钟以内；
5) 清理检验：将浇注好的铸件的冒口去除，清理铸件外表上粘的砂，对铸件检验入库。
实施例3、
涡轮增压器壳的铸造工艺步骤如下：
1）制备砂芯及砂型：根据涡轮增压器壳内部流道的形状、尺寸，用高强度覆膜砂烧结制备砂芯；根据涡轮增压器壳外部形状轮廓，利用高强度覆膜砂烧结制备砂型；所述高强度覆膜砂由原砂、氧化铝纤维、热塑性固体酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、硅烷类偶联剂制备而成，各组分的重量配比为：原砂100份，氧化铝纤维1份，热塑性固体酚醛树脂3份，乌洛托品0.5份，硬脂酸钙0.09份，硅烷类偶联剂0.05份；所述原砂的粒度为60 ～ 120目；
2）组装、烘干：将砂芯与砂型组装在一起，用胶水粘结并烘干后待浇注；
3）熔炼及球化处理：选用1.5T/h中频炉熔炼生铁Q10，铁水从炉内倒入球化包球化处理，铁水处理温度为1500~1530℃ ，铁水处理量500kg/包，球化剂选用稀土镁球化剂；孕育剂选用75Si-Ba，粒度3~8mm；球化剂放在球化包的堤坝内，一半量的孕育剂覆盖在球化剂上，并在其上覆盖一层覆盖剂硅钢片，铁水分两次加入，球化时间≥45s；
4）浇注：浇注时分3只200kg浇包浇注，剩余的孕育剂分别加入3只浇包，铁水从球化包加入浇包作二次孕育；测定铁水起始浇注温度1440~1430℃，末箱浇注温度≥1360℃；球化及浇注时间控制在8分钟以内；
5) 清理检验：将浇注好的铸件的冒口去除，清理铸件外表上粘的砂，对铸件检验入库。