專(zhuān)利名稱：高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管及其近凈成型鑄造法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)配套的重要部件， 由于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體屬超高溫高壓，管路設(shè)計(jì)復(fù)雜，少 余量整體鑄造機(jī)械切屑加工非常困難，在樹(shù)脂砂砂型鑄造中采用 近凈成型整體鑄造法成功解決了這一難題。高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng) 機(jī)排氣管屬于交通運(yùn)輸動(dòng)力裝置技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管是高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)高 溫高壓氣體處置排放中的重要關(guān)鍵構(gòu)件，其作用主要是用于噴 氣式發(fā)動(dòng)機(jī)氣體排放過(guò)程中的超高溫度、超高壓力管路中的連 接，起分流過(guò)渡、保障噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作、保障其安全性 的作用。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠家生產(chǎn)該產(chǎn)品，該產(chǎn)品以出口為主。 國(guó)外生產(chǎn)工藝技術(shù)主要采用分段鑄造，然后經(jīng)過(guò)機(jī)械加工再組 焊而成的焊接組合式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔對(duì)焊處為梯形面，并 在其結(jié)構(gòu)體中有一環(huán)狀焊縫，這種焊接組合式結(jié)構(gòu)的噴氣式發(fā) 動(dòng)機(jī)排氣管，其焊縫和焊接熱影響區(qū)的質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證， 可靠性低，.因其內(nèi)腔不是均勻性光滑表面的結(jié)構(gòu)，使其使用壽 命大大降低。因此現(xiàn)有的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管存在制 造工序繁多、工序工藝復(fù)雜、加工周期長(zhǎng)、成本高的缺點(diǎn)，特 別是組焊件在工作過(guò)程中其耐壓安全性能差，容易發(fā)生機(jī)車(chē)噴 氣式發(fā)動(dòng)機(jī)故障和人生安全事故。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種制作容易、制造成本較低、 使用壽命較長(zhǎng)、工作性能安全可靠的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排 氣管及其近凈成型鑄造法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。本發(fā)明的排氣管結(jié)構(gòu)'它包括兩個(gè)連體小圓法蘭，二個(gè)圓 形變腰形連接管體，大直徑連接法蘭盤(pán)，它為小圓法蘭的5倍 厚，連接管件體，兩個(gè)圓形變腰形連接管體的圓形端與連體小 圓法蘭連接，另一端是腰形通過(guò)連接管件體與大直徑法蘭盤(pán)連 接，兩個(gè)連體小圓法蘭之間由較厚的長(zhǎng)方體連接，形成較難補(bǔ) 縮的熱節(jié)，腰形連接管體通過(guò)連接管件體與大直徑法蘭盤(pán)連接， 其厚度比為5-8倍，避免凝固收縮時(shí)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力使聯(lián)接處產(chǎn)生裂紋，大直徑連接法蘭為小圓法蘭的5-8倍厚，避免法蘭 盤(pán)產(chǎn)生嚴(yán)重縮孔縮松。近凈成型樹(shù)脂砂疊拼造型工藝鑄造方法是a、選擇合理的 連體工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；b、使用樹(shù)脂砂疊拼組合造型工藝方法；C、 底注反雨淋式澆注系統(tǒng)；d、采用整體澆注后將砂型翻身180° 的凝固補(bǔ)縮措施，澆注時(shí)大直徑連接(小圓法蘭的5-8倍厚)法蘭盤(pán)朝下，使其設(shè)為小圓法蘭的5-8倍厚。鑄件的熱處理及性能《高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管》的(材料CA-6NM)，鑄件熱處理工藝路線按除應(yīng)力退火、固溶處理、穩(wěn)定化處理的工序進(jìn)行；物理化學(xué)性能a、 化學(xué)成份C《0.06， Si《1.00， Mn《1.00， P《0.040 ， S《0.030， Cr: 11. 50-14. 00， Ni: 3.50-4.50， Mo:O. 40-1.00b、 機(jī)械性能ob》760 Mpa， os》550 Mpa， S5》15%，V》35%， HB《285c、 尺寸檢査按41E914316P2圖作全尺寸檢査d、 X-射線探傷不允許存在任何裂紋缺陷；其余缺陷接收 級(jí)別為圓形缺陷當(dāng)量不大于1.524mm，線性缺陷長(zhǎng)度不大于 3.048mm。e、 滲透探傷不允許存在裂紋、氣孔、冷隔等缺陷；針孔類(lèi) 缺陷在12. 70mmX 12. 70mm范圍內(nèi)不超過(guò)20個(gè)。采用本工藝技術(shù)方案，所取得的有益效果是本發(fā)明的排氣 管內(nèi)腔形成均勻光滑表面，而且由于采用整體鑄造成形，其內(nèi) 部金屬的結(jié)構(gòu)組織是連續(xù)的，承載高溫高壓能力比現(xiàn)有焊接組 件提高了50%以上。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有制作容 易、制造成本較低、工作性能穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1的截面結(jié)構(gòu)圖；圖中1-連接小圓法蘭、2-圓形變腰形連接管體、3-大直徑 連接管法蘭盤(pán)、4-連接管件體；圖3、圖4、圖5分別為圓形變腰形連接管體截面結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管及其近凈成型鑄造 法的具體實(shí)施方式
，從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的鑄造方法加以敘述本發(fā)明所述的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，它由連接管件體4， 二個(gè)連體小圓法蘭1、 二個(gè)圓形變腰形連接管體2，大直徑連接法蘭盤(pán)3 組成，兩個(gè)圓形變腰形連接管體2的圓形端與連體小圓法蘭1無(wú)縫連接；另一端是腰形通過(guò)連接管件體4與大直徑連接法蘭盤(pán)3連接，兩個(gè)連體小 圓法蘭1之伺由較厚的長(zhǎng)方體連接。連接管件體4為鑄造的整體式管件體。 大直徑連接管法蘭3的內(nèi)徑比小直徑圓形變腰形連接管體2的內(nèi)直徑大 300-500mm，大直徑連接管法蘭盤(pán)3的外徑比小直徑圓形變腰形連接管2 的外徑大400-600mm。連接管體4的一端為大直徑連接管法蘭盤(pán)3，另一端 為小直徑圓形變腰形連接管體2，排氣管的長(zhǎng)度為200-250mm。大直徑連接 管法蘭盤(pán)3為小圓法蘭1的5倍厚。本排氣管鑄件的材料為CA-6Nm，化學(xué) 成份C《0. 06、 Si《1. 00、 Mn《1. 00、 P《0. 04、 S《0. 03、 Cr: 11. 5-14. 0、 Ni: 3.5-4.5。本發(fā)明所述的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的鑄造方法采用近凈成型樹(shù)脂砂疊拼造型工藝鑄造，a、選擇連體工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體鑄造成型；b、 用樹(shù)脂砂疊拼組合造型工藝；C、底注反雨淋式澆注系統(tǒng)；d、用整體澆注 后將砂型翻身180°的凝固補(bǔ)縮工藝，澆注時(shí)大直徑連接法蘭盤(pán)(3)朝下。
權(quán)利要求
1、高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，其特征在于它由連接管件體(4)，連體小圓法蘭(1)、二個(gè)圓形變腰形連接管體(2)、大直徑連接法蘭盤(pán)(3)組成，兩個(gè)圓形變腰形連接管體(2)的圓形端與連體小圓法蘭(1)連接；另一端是腰形通過(guò)連接管件體(4)與大直徑連接法蘭盤(pán)(3)連接，兩個(gè)連體小圓法蘭(1)之間由較厚的長(zhǎng)方體連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管，其特征在于連接管件體(4)為 鑄造的整體式管件體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管，其特征在于大直徑連接管法蘭 (3)的內(nèi)徑比小直徑圓形變腰形連接管體(2)的內(nèi)直徑大300-500mm，大直徑連接管(3)的外徑比小直徑圓形變腰形連接管(2)的外徑大 400-600nrai。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管，其特征在于連接管體(4)的一 端為大直徑連接管道(3)，另一端為小直徑圓形變腰連接管體(2)，排 氣管的長(zhǎng)度為200-250mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管，其特征在于大直徑連接管法蘭 盤(pán)(3)為小圓法蘭的5倍厚或8倍厚。
6、 近凈根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管，其特征在于排氣管鑄件的 材料為CA-6Nm，化學(xué)成份C《0.06、 Si《1.00、 Mn《1.00、 P《0. 04、 S 《0.03、 Cr: 11.5-14.0、 Ni: 3.5-4.5、 Mo: 0.4-1.00。
7、 一種制造權(quán)利要求1所述的高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的鑄造方法，其特征在于造型工藝采用近凈成型樹(shù)脂砂疊拼組合造型工藝鑄造，采用連體工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體鑄造成型。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑄造方法，其特征在于采用底注反雨淋式澆注系統(tǒng)，用整體澆注后將砂型翻身180°的凝固補(bǔ)縮工藝，澆注時(shí)大 直徑連接法蘭盤(pán)(3)朝下。
全文摘要
本發(fā)明高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管及其近凈成型鑄造法，屬于交通運(yùn)輸動(dòng)力裝置技術(shù)領(lǐng)域。其高速機(jī)車(chē)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管由連接管件體，連體小圓法蘭、二個(gè)圓形變腰形連接管體、大直徑連接法蘭盤(pán)組成，兩個(gè)圓形變腰形連接管體的圓形端與連體小圓法蘭連接；另一端是腰形通過(guò)連接管件體與大直徑連接法蘭盤(pán)連接，兩個(gè)連體小圓法蘭之間由較厚的長(zhǎng)方體連接。本發(fā)明的排氣管內(nèi)腔形成均勻光滑表面，而且整體鑄造成形，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織是連續(xù)的，承載高溫高壓能力比現(xiàn)有焊接組件高。具有制作容易、制造成本較低、工作性能穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02K1/00GK101403349SQ20081006895
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者萬(wàn)東海, 孫正健, 徐江平, 洪大鈞, 高忠林 申請(qǐng)人:貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司