JPH0440559B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0440559B2 JPH0440559B2 JP62230491A JP23049187A JPH0440559B2 JP H0440559 B2 JPH0440559 B2 JP H0440559B2 JP 62230491 A JP62230491 A JP 62230491A JP 23049187 A JP23049187 A JP 23049187A JP H0440559 B2 JPH0440559 B2 JP H0440559B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- compressor housing
- coating
- thermal
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Supercharger (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は自動車用ターボチヤージヤーのコン
プレーサーハウジングに関するものである。
従来の技術
自動車用ターボチヤージヤーは、第6図に示す
ように、エンジンのエキゾーストマニホールドか
らの排ガスをタービンハウジング1に導いてター
ビンホイール2を回転させ、そのタービンホイー
ル2にシヤフト3を介して連結されたインペラー
4の回転によつてコンプレツサーハウジング5内
で吸気を圧縮し、その圧縮された吸気をエンジン
に送り込むものである。このような自動車用ター
ボチヤージヤーにおけるコンプレツサーハウジン
グ5としては、一般にアルミ合金鋳物が使用さ
れ、またインペラー4としては一般に耐熱アルミ
合金鋳物を焼入れ焼もどしした材料が使用されて
いる。
ところで自動車用ターボチヤージヤーにおいて
は、インペラー4の先端とそれに対向するコンプ
レツサーハウジング5の内壁面との間隙Hを可及
的に小さくすることが、ターボ効率(コンプレツ
サー効率)の向上などに有利であることが知られ
ている。しかしながらこの間隙Hを小さくし過ぎ
れば、回転中にシヤフト3のわずかな偏心や振動
によつてもインペラー4の先端がコンプレツサー
ハウジング5に接触して、インペラー4が破損す
る可能性がある。そこで従来の自動車用ターボチ
ヤージヤーのコンプレツサーハウジング5とイン
ペラー4との間隙Hは、ターボチヤージヤーの大
きさによつても異なるが、最小でも0.3〜0.5mm程
度は必要とされていた。
発明が解決すべき問題点
前述のように従来の自動車用ターボチヤージヤ
ーにおいては、コンプレツサーハウジングの内壁
面とインペラーとの間隙Hが最小でも0.3〜0.5mm
は必要であり、この間隙が、ターボ効率をより向
上させることができない大きな原因となつてい
た。
一方、自動車用ターボチヤージヤーとは異なる
が、スタービンエンジンにおいてもパワーロスを
最小に抑えるためにはタービンケーシングとター
ビンブレードとの間隙を最小限にすることが好ま
しいが、この場合も自動車用ターボチヤージヤー
と類似の問題があつた。そこでガスタービンエン
ジンについては特公昭50−690号に示されるよう
にタービンケーシングをタービンブレードより軟
質なセラミツクで構成し、タービンブレードの破
損を防止する提案がなされている。しかしながら
この提案を自動車用ターボチヤージヤーに応用し
て、コンプレツサーハウジング全体を回転部材
(この場合はインペラー)よりも軟質な材料で構
成することは、材料コストの著しい上昇を招き、
現実的ではない。
また航空機用のガスタービンエンジンについて
は、特開昭52−72335号あるいは特開昭52−85031
号に示されているように、圧縮機のケーシングの
表面にNi−Cr合金粉末やAl−Cu合金等の合金粉
末と黒鉛をNiで被覆したNi黒鉛粉末との混合粉
末を溶射し、その溶射皮膜を相手材としての回転
羽根により切削してケーシングと回転羽根との間
隙を調整する技術が提案されている。しかしなが
らこの技術は航空機用ガスタービンエンジンを対
象としたものであつて、自動車用ターボチヤージ
ヤーについての適用は考えられていない。またこ
の航空機用ガスタービンエンジンについての技術
を自動車用ターボチヤージヤーに応用しようとし
ても、次のような不都合があつた。
すなわち、前記提案で用いられているような溶
射材料を自動車用ターボチヤージヤーのコンプレ
ツサーハウジングに溶射し、インペラーの回転に
よつてその溶射皮膜をそのまま切削して間隙調整
しようとする場合、溶射皮膜のベース金属である
Ni−Cr合金やAl−Cu合金の硬さが通常はインペ
ラー(通常はAl−Si合金鋳物)の硬さよりも高
く、溶射皮膜の層間強度が高いため、皮膜に接触
しているインペラーが回転しないか、または回転
しても切削中のインペラーの摩耗が激しくなる問
題がある。また前述のような溶射材料を用いた場
合、溶射後にインペラーで溶射皮膜を切削する際
に生じる母材(コンプレツサーハウジング)と溶
射皮膜との界面の剪断応力による皮膜の剥離を防
止するために、母材表面に予め密着方向上のため
のNi基合金材料等の下地溶射を行なつておく必
要が生じるが、このような下地溶射層を形成する
ことは自動車用ターボチヤージヤーに応用するに
あたつて生産性の点で問題が生じる。
この発明は以上の事情を背景としてなされたも
ので、自動車用ターボチヤージヤーのコンプレツ
サーとして、前述のような不都合を招くことなく
インペラーとコンプレツサーハウジングとの隙間
を小さくし、ターボ効率を従来よりも大幅に向上
させ得るようにしたコンプレツサーハウジングを
提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
この発明は、基本的には、自動車用ターボチヤ
ージヤーのコンプレツサーハウジングにおけるイ
ンペラーの先端と対向する部分の壁面に、軟質金
属と樹脂もしくはグラフアイトとが混在する複合
組織からなる溶射皮膜が形勢されていることを特
徴とするものである。
ここで、前記溶射皮膜は、その皮膜中における
樹脂もしくはグラフアイトの比率が皮膜からハウ
ジング母材に向つて減少するように構成されたも
のとすることが望ましい。
また溶射皮膜中の軟質金属としては、インペラ
ーの材質よりも軟質な金属を用いることが望まし
い。
作 用
軟質金属と樹脂もしくはグラフアイトが混在す
る溶射皮膜は、単に軟質であるばかりでなく、濡
れ性の悪い材料の組合わせを採用していることに
より積層粒子の結合力の弱い複合組織となつてい
ることにより、被削性が著しく優れている。した
がつて、コンプレツサーハウジングにおけるエア
ー通流部、特にインペラーの先端に対向する部分
の内壁面に、その溶射皮膜をコンプレツサーハウ
ジングとインペラーとの間隙とほぼ同等もしくは
それよりわずかに大きい厚さで形成した状態でイ
ンペラーを組込み、そのインペラーを回転させれ
ば、インペラーの先端が溶射皮膜に接触しつつ回
転する際にその接触された厚みの部分だけ溶射皮
膜の表面が容易に削り取られ、実質的に隙間が零
となるように調整される。すなわち、コンプレツ
サーハウジングとインペラーとの間隙は、即に述
べたように最小でも0.3〜0.5mmであつたのに対
し、前述のような溶射皮膜を形成してこれをイン
ペラーにより切削することによつて間隙が実質的
に零とされ、そのためターボ効率(コンプレツサ
ー効率)を格段に向上させることができる。
ここで、インペラーによる溶射皮膜の切削は、
コンプレツサーハウジングと実際のインペラーを
実機ターボチヤージヤーに組込んでならし運転の
状態で行なうことが最も望ましいが、場合によつ
ては実際のインペラーと同寸法に作られた擬似イ
ンペラーを用いて行なつても良い。
前記溶射皮膜は、軟質金属と樹脂もしくはグラ
フイトとからなる複合皮膜であるため、そのまま
では母材であるコンプレツサーハウジングとの密
着強度に劣ることがあり、その対策としては母材
表面(コンプレツサーハウジングを構成している
Al鋳物等の表面)に予めNi基合金等の下地溶射
層を形成しておく方法を採用しても良い。しかし
ながら前述のように軟質金属と樹脂もしくはグラ
フアイトとが混在する前記溶射皮膜中における樹
脂もしくはグラフアイトの比率が皮膜表面からコ
ンプレツサーハウジング母材へ向けて減少するよ
うな構成としておけば、下地溶射層を形成せずに
前記溶射皮膜の密着性を向上させることができ
る。すなわち、溶射皮膜中の樹脂もしくはグラフ
アイトの比率を皮膜表面からコンプレツサーハウ
ジング母材に向けて減少させることは、逆に言え
ば軟質金属の比率が皮膜表面からコンプレツサー
ハウジング母材へ向けて増加することを意味す
る。そしてコンプレツサーハウジング母材近傍で
軟質金属の比率が100%もしくは100%に近い状態
となつていれば、下地溶射層を形成していなくて
も、コンプレツサーハウジング母材と溶射皮膜と
の界面ではほぼ金属同士が接することになるため
溶射皮膜の密着力が十分に確保される。
また上述のように軟質合金と樹脂もしくはグラ
フアイトとが混在する溶射皮膜中の樹脂もしくは
グラフアイトの比率を皮膜表面からコンプレツサ
ー母材の側に向けて減少させるにあたつて、特に
皮膜表面で樹脂もしくはグラフアイトの比率が
100%もしくは100%に近い状態となるように構成
しておけば、溶射皮膜の表面付近の硬さは実質的
に樹脂もしくはグラフアイトそのものの硬さとな
り、著しく切削が容易となる。すなわちインペラ
ーを組込んで溶射皮膜を切削する際に実際に切削
されるのは溶射皮膜の表面層だけであり、したが
つて上述のように溶射皮膜の表面付近が実質的に
樹脂もしくはグラフアイトのみとなつていれば、
インペラーの回転による切削が極めて容易とな
り、インペラーを組込んでそのインペラー回転さ
せようとしてもインペラーが回転しなかつたりす
る事態や、インペラーの先端が激しく摩耗するよ
うな事態が生じることを有効に防止できる。
ここで、溶射皮膜の構成材料のうち、軟質金属
は要はインペラーの材質と同等の硬さかまたはそ
れより軟質であれば良く、例えばインペラーが耐
熱アルミニウム合金鋳物(Al−Si合金)でコン
プレツサーハウジングがアルミ鋳物である場合、
溶射皮膜の軟質合金としてはAl、Al−Si合金あ
るいはNi等を用いることができる。さらに、特
に溶射皮膜の被削性を向上させてインペラーの摩
耗や変形を防止するためには、上記軟質金属とし
てはインペラーの材質(Al−Si合金)よりも格
段に軟質な金属、例えばZn、Pb、Sn、あるいは
それらの合金等を用いることが望ましい。
また溶射皮膜に用いる樹脂としては、要は軟質
金属と同時に溶射可能な熱可塑性樹脂であつて、
その軟質合金よりさらに軟質なものであれば良
く、例えばポリエステル、ポリ(パラーオキシベ
ンゾイル)エステル、ポリ(パラーオキシベンゾ
イルメチル)エステル、ナイロン等を用いること
ができる。
さらに溶射皮膜中における軟質金属の割合は、
5〜95重量%の範囲内とすることが好ましい。ま
た溶射粉末としては、前述の軟質金属の粉末と樹
脂もしくはグラフアイトの粉末とを機械的に混合
した混合粉末を用いても、あるいはグラフアイト
もしくは樹脂の粒子を軟質金属で被覆した複合粉
末を用いても良い。一方溶射皮膜の厚みは、コン
プレツサーハウジングとインペラー先端との間隙
とほぼ同等かまたはわずかに大きい程度、具体的
にはコンプレツサーハウジングとインペラー先端
との間隙に対し−0.1〜±0.2mm程度の範囲内とす
ることが好ましい。
実施例
第1図に示すようにアルミ鋳物からなるコンプ
レツサーハウジング5のエアー通流部のうち、特
にインペラー4(第6図参照)の先端と対向する
部位に軟質合金と樹脂もしくはグラフアイトとが
混在した溶射皮膜6を形成し、さらに実機インペ
ラーもしくは擬似インペラーにより溶射皮膜6を
切削した実施例を以下に示す。なお以下の各実施
例のうち、実施例1〜実施例3は、溶射皮膜中の
樹脂もしくはグラフアイトの比率を厚み方向に特
に変化させず、かつ下地溶射層を形成したもの、
また実施例4〜実施例6は、下地溶射層は形成せ
ずに、溶射皮膜中の樹脂もしくはグラフアイトの
比率が変化するようにグレーテツド溶射を施した
ものである。
実施例 1
この実施例1で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.5mm、インペ
ラー径65mmのものである。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端に対向する部位にシヨツトブラスト処理を施し
た。使用したブラスト材は焼成アルミナの粒径
1200〜1400μmのものである。次いでその部位
に、密着性を向上させるために80wt%Ni−20wt
%Cr合金からなる下地溶射層7(第2図参照)
を0.08〜0.1mmの厚さでプラズマ溶射法により形
成した。さらにその下地溶射層7の上に、この発
明で特徴とする間隙調整用の溶射皮膜6として、
60wt%(Al−12wt%Si)−40wt%ポリエステル
混合粉末をプラズマ溶射法により溶射した。この
際の皮膜厚みtは、下地溶射層7と合わせて0.5
〜0.6mmとなるように制御した。このように溶射
した溶射皮膜6の組織を第3図に示す。第3図に
おいて白い部分はアルミ合金、黒い部分はポリエ
ステルである。
上述のようにして溶射皮膜6を形成したコンプ
レツサーハウジング5を、インペラー4とともに
実機ターボチヤージヤーに組込んだ後、第2図に
示しているようにインペラー4を回転させること
により溶射皮膜6を切削した。この際のインペラ
ー4の回転数は5000rpmとし、溶射皮膜6の削り
屑61が出なくなるまで30分回転させ。これによ
り下地溶射層7と溶射皮膜6との合計の厚みが当
初のインペラー4とコンプレツサーハウジング5
との間隙Hに実質的に等しいコンプレツサーハウ
ジングが得られた。
実施例 2
この実施例2で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.5mm、インペ
ラー径が110mmのものである。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端に対向する部位に、ブラスト材としてスチール
グリツドを用いてシヨツトブラスト処理を施し
た。次いでその部位に、密着性を向上させるため
に94wt%(80wt%Ni−20wt%Cr)−6wt%Alか
らなる下地溶射層7をプラズマ溶射法により0.08
〜0.1mmの厚さで形成した。さらにその下地溶射
層7の上に、この発明で特徴とする間隙調整用の
溶射皮膜6として、70wt%(Al−5wt%Si)−
30wt%グラフアイト混合粉末をプラズマ溶射法
により溶射した。この際の皮膜厚みは、下地溶射
層7と合わせて0.6mmとなるように調整した。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5をインペラー4とともに実機
ターボチヤージヤーに組込んだ後、インペラー4
を回転させることにより溶射皮膜6を切削した。
この際、インペラー4の回転数は7000rpmとし、
溶射皮膜6の削り層が出なくなるまで40分間回転
させた。
実施例 3
この実施例3で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.3〜0.4mm、イ
ンペラー径が50mmのものである。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端と対向する部位に、ブラスト材として粒径1200
〜1400μmの焼成アルミナを用いてシヨツトブラ
スト処理を施した。次いでその部位に、密着性を
向上させるために80wt%Ni−20wt%Cr合金から
なる下地溶射層7をガス溶射法により0.05〜0.07
mmの厚さで形成した。さらにその下地溶射層7の
上に、この発明で特徴とする間隙調整用の溶射皮
膜6として、70wt%Ni−30wt%グラフアイト混
合粉末をガス溶射法により溶射した。この際の皮
膜厚みは、下地溶射層7と合わせて0.4mmとなる
ように調整した。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5に擬似インペラーを組込んだ
後、その擬似インペラーを回転させることにより
溶射皮膜6を切削した。この際、擬似インペラー
の回転数は10000rpmとし、溶射皮膜6の削り屑
が出なくなるまで10分間回転させた。
以上の実施例1〜実施例3によるコンプレツサ
ーハウジングを用いたターボチヤージヤーについ
て、回転数100000rpmで運転してコンプレツサー
効率を調べた。なお比較のため、溶射する以前に
も同一のターボチヤージヤーについてコンプレツ
サー効率を調べおいた。それらの結果を第1表に
示す。
FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to a compressor housing for an automobile turbocharger. BACKGROUND ART As shown in FIG. 6, an automobile turbocharger introduces exhaust gas from an exhaust manifold of an engine to a turbine housing 1 to rotate a turbine wheel 2, and then directs the exhaust gas from an exhaust manifold of an engine to a turbine housing 1 to rotate a turbine wheel 2. The rotation of the connected impeller 4 compresses intake air within the compressor housing 5, and the compressed intake air is sent to the engine. The compressor housing 5 in such an automobile turbocharger is generally made of aluminum alloy casting, and the impeller 4 is generally made of a heat-resistant aluminum alloy casting that has been quenched and tempered. By the way, in an automobile turbocharger, reducing the gap H between the tip of the impeller 4 and the inner wall surface of the compressor housing 5 facing it as small as possible improves the turbo efficiency (compressor efficiency). Known to be beneficial. However, if this gap H is made too small, the tip of the impeller 4 may come into contact with the compressor housing 5 due to slight eccentricity or vibration of the shaft 3 during rotation, and the impeller 4 may be damaged. Therefore, the gap H between the compressor housing 5 and the impeller 4 of conventional automotive turbochargers is required to be at least 0.3 to 0.5 mm, although it varies depending on the size of the turbocharger. Ta. Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, in conventional automotive turbochargers, the minimum gap H between the inner wall surface of the compressor housing and the impeller is 0.3 to 0.5 mm.
is necessary, and this gap has been a major cause of not being able to further improve turbo efficiency. On the other hand, although it is different from an automotive turbocharger, in order to minimize power loss in a turbine engine, it is preferable to minimize the gap between the turbine casing and the turbine blades. I had a similar problem with Jiya. Therefore, for gas turbine engines, a proposal has been made to prevent damage to the turbine blades by constructing the turbine casing from ceramic, which is softer than the turbine blades, as shown in Japanese Patent Publication No. 50-690. However, applying this proposal to automotive turbochargers and constructing the entire compressor housing from a material softer than the rotating member (in this case, the impeller) would result in a significant increase in material costs.
It's not realistic. Regarding gas turbine engines for aircraft, Japanese Patent Application Laid-open No. 52-72335 or No. 85031 No. 52-85031
As shown in the issue, a mixed powder of alloy powder such as Ni-Cr alloy powder or Al-Cu alloy and Ni graphite powder coated with Ni is thermally sprayed onto the surface of the compressor casing. A technique has been proposed in which the coating is cut by a rotating blade as a mating material to adjust the gap between the casing and the rotating blade. However, this technique is intended for aircraft gas turbine engines, and is not intended to be applied to automobile turbochargers. Furthermore, when attempting to apply this technology for aircraft gas turbine engines to automobile turbochargers, the following disadvantages occurred. That is, when spraying the thermal spray material used in the above proposal onto the compressor housing of an automobile turbocharger, and attempting to adjust the gap by cutting the thermal spray coating as it is by rotating the impeller, Base metal for thermal spray coating
The hardness of Ni-Cr alloy and Al-Cu alloy is usually higher than that of the impeller (usually cast Al-Si alloy), and the interlayer strength of the thermal spray coating is high, so the impeller in contact with the coating does not rotate. Or, even if the impeller rotates, there is a problem that the impeller wears heavily during cutting. In addition, when using the above-mentioned thermal spray materials, in order to prevent the coating from peeling off due to shear stress at the interface between the base material (compressor housing) and the thermal spray coating, which occurs when the thermal spray coating is cut with an impeller after thermal spraying. , it is necessary to spray a base material such as a Ni-based alloy material on the surface of the base material in advance in the adhesion direction, but forming such a base spray layer is useful for applications in automotive turbochargers. Problems arise in terms of productivity. This invention was made against the background of the above circumstances, and is used as a compressor for an automobile turbocharger by reducing the gap between the impeller and the compressor housing without causing the above-mentioned inconveniences, and improving turbo efficiency by reducing the gap between the impeller and the compressor housing. The object of the present invention is to provide a compressor housing that can be significantly improved. Means for Solving the Problems This invention basically consists of a mixture of soft metal and resin or graphite on the wall surface of the portion facing the tip of the impeller in the compressor housing of an automobile turbocharger. It is characterized by a thermally sprayed coating consisting of a composite structure that has a shape. Here, it is desirable that the thermal spray coating is configured such that the ratio of resin or graphite in the coating decreases from the coating toward the housing base material. Further, as the soft metal in the thermal spray coating, it is desirable to use a metal that is softer than the material of the impeller. Effect Thermal sprayed coatings that contain a mixture of soft metal and resin or graphite are not only soft, but also have a composite structure with weak bonding strength between laminated particles due to the combination of materials with poor wettability. As a result, machinability is extremely excellent. Therefore, the inner wall surface of the air passage part of the compressor housing, especially the part facing the tip of the impeller, is coated with a sprayed coating with a thickness that is approximately equal to or slightly larger than the gap between the compressor housing and the impeller. If the impeller is installed in the formed state and the impeller is rotated, the tip of the impeller contacts the thermal sprayed coating as it rotates, and the surface of the thermal sprayed coating is easily scraped off by the thickness of the contact. Adjustment is made so that the gap is substantially zero. In other words, while the gap between the compressor housing and the impeller was at least 0.3 to 0.5 mm as mentioned earlier, it was decided to form a thermally sprayed coating as described above and cut it with the impeller. Therefore, the gap is reduced to substantially zero, and therefore turbo efficiency (compressor efficiency) can be significantly improved. Here, the cutting of the thermal spray coating by the impeller is as follows:
It is most desirable to assemble the compressor housing and the actual impeller into the actual turbocharger and run it under running conditions, but in some cases it is possible to use a pseudo impeller made to the same dimensions as the actual impeller. You may do so. Since the thermal spray coating is a composite coating made of soft metal and resin or graphite, it may have poor adhesion strength to the base material of the compressor housing if left as is. composing the server housing
Alternatively, a method may be adopted in which a base sprayed layer such as a Ni-based alloy is formed in advance on the surface of an Al casting or the like. However, as mentioned above, if the ratio of resin or graphite in the thermal sprayed coating in which soft metal and resin or graphite are mixed decreases from the coating surface toward the compressor housing base material, The adhesion of the sprayed coating can be improved without forming a sprayed layer. In other words, reducing the proportion of resin or graphite in the sprayed coating from the coating surface toward the compressor housing base material means, conversely, that the proportion of soft metal decreases from the coating surface toward the compressor housing base material. means increasing. If the ratio of soft metal is 100% or close to 100% near the compressor housing base material, the relationship between the compressor housing base material and the sprayed coating may be reduced even if the base sprayed layer is not formed. Since the metals are almost in contact with each other at the interface, sufficient adhesion of the sprayed coating is ensured. In addition, as mentioned above, when reducing the ratio of resin or graphite in a thermal sprayed coating containing a mixture of soft alloy and resin or graphite from the coating surface toward the compressor base material, it is necessary to Or the ratio of graphite
If it is configured to be 100% or close to 100%, the hardness near the surface of the thermal sprayed coating becomes substantially the hardness of the resin or graphite itself, making cutting extremely easy. In other words, when the impeller is installed and the thermal sprayed coating is cut, only the surface layer of the thermal sprayed coating is actually cut, and therefore, as mentioned above, the area near the surface of the thermal sprayed coating is essentially only resin or graphite. If it becomes,
Cutting by rotating the impeller becomes extremely easy, and it is possible to effectively prevent situations where the impeller does not rotate even if the impeller is installed and the impeller tries to rotate, or situations where the tip of the impeller is severely worn out. . Among the constituent materials of the thermal spray coating, the soft metal only needs to have the same hardness as the material of the impeller or be softer. For example, if the impeller is a heat-resistant aluminum alloy casting (Al-Si alloy) and the compressor is If the housing is cast aluminum,
As the soft alloy for the thermal spray coating, Al, Al--Si alloy, Ni, etc. can be used. Furthermore, in order to particularly improve the machinability of the thermal spray coating and prevent wear and deformation of the impeller, the above-mentioned soft metal should be a metal that is much softer than the impeller material (Al-Si alloy), such as Zn, It is desirable to use Pb, Sn, or an alloy thereof. In addition, the resin used for the thermal spray coating must be a thermoplastic resin that can be thermally sprayed at the same time as a soft metal.
Any material that is softer than the soft alloy may be used, and for example, polyester, poly(paraoxybenzoyl) ester, poly(paraoxybenzoylmethyl) ester, nylon, etc. can be used. Furthermore, the proportion of soft metal in the sprayed coating is
It is preferably within the range of 5 to 95% by weight. In addition, as the thermal spray powder, a mixed powder obtained by mechanically mixing the above-mentioned soft metal powder and resin or graphite powder, or a composite powder in which graphite or resin particles are coated with a soft metal may be used. It's okay. On the other hand, the thickness of the sprayed coating is approximately equal to or slightly larger than the gap between the compressor housing and the impeller tip, specifically about -0.1 to ±0.2 mm relative to the gap between the compressor housing and the impeller tip. It is preferable to set it within the range of. Embodiment As shown in FIG. 1, in the air flow section of the compressor housing 5 made of aluminum casting, a soft alloy, resin, or graphite is used especially in the portion facing the tip of the impeller 4 (see FIG. 6). An example will be shown below in which a thermal sprayed coating 6 containing a mixture of impellers was formed, and the thermal sprayed coating 6 was further cut using an actual impeller or a pseudo impeller. In addition, among the following examples, Examples 1 to 3 are those in which the ratio of resin or graphite in the thermal sprayed coating was not particularly changed in the thickness direction, and a base thermal sprayed layer was formed.
Further, in Examples 4 to 6, graded thermal spraying was performed so that the ratio of resin or graphite in the thermal sprayed coating was changed without forming a base thermal spraying layer. Example 1 The compressor housing used in Example 1 had a gap H with the impeller of 0.5 mm and an impeller diameter of 65 mm. First, shot blasting was applied to the part of the compressor housing facing the impeller tip. The blasting material used has a particle size of calcined alumina.
It is 1200 to 1400 μm. Next, apply 80wt%Ni-20wt to that area to improve adhesion.
%Cr alloy base sprayed layer 7 (see Figure 2)
was formed with a thickness of 0.08 to 0.1 mm by plasma spraying. Furthermore, on the base thermal sprayed layer 7, a thermal sprayed coating 6 for gap adjustment, which is a feature of the present invention, is formed.
A 60wt% (Al-12wt%Si)-40wt% polyester mixed powder was sprayed by plasma spraying. The film thickness t at this time is 0.5 including the base sprayed layer 7.
It was controlled to be ~0.6mm. The structure of the sprayed coating 6 thus sprayed is shown in FIG. In Figure 3, the white parts are aluminum alloy and the black parts are polyester. After the compressor housing 5 with the thermal spray coating 6 formed thereon as described above is assembled into an actual turbocharger together with the impeller 4, the thermal spray coating is removed by rotating the impeller 4 as shown in FIG. 6 was cut. At this time, the rotation speed of the impeller 4 was set to 5000 rpm, and the impeller 4 was rotated for 30 minutes until no shavings 61 of the sprayed coating 6 came out. As a result, the total thickness of the base thermal spray layer 7 and the thermal spray coating 6 is the same as that of the original impeller 4 and compressor housing 5.
This resulted in a compressor housing having a clearance H substantially equal to that of the compressor housing. Example 2 The compressor housing used in Example 2 had a gap H with the impeller of 0.5 mm and an impeller diameter of 110 mm. First, the part of the compressor housing facing the impeller tip was shot blasted using steel grid as the blasting material. Next, in order to improve adhesion, a base sprayed layer 7 consisting of 94wt% (80wt%Ni-20wt%Cr)-6wt%Al was applied to the area using a plasma spraying method of 0.08%.
It was formed with a thickness of ~0.1 mm. Furthermore, on top of the base thermal sprayed layer 7, a thermal sprayed coating 6 of 70wt% (Al-5wt%Si)-
A 30wt% graphite mixed powder was sprayed by plasma spraying. The film thickness at this time was adjusted to 0.6 mm including the base thermal sprayed layer 7. After the compressor housing 5 on which the thermal spray coating 6 was formed in this way is assembled together with the impeller 4 into an actual turbocharger, the impeller 4
The thermal spray coating 6 was cut by rotating the .
At this time, the rotation speed of impeller 4 is 7000 rpm,
Rotation was continued for 40 minutes until the scraped layer of the sprayed coating 6 no longer appeared. Example 3 The compressor housing used in Example 3 has a gap H between it and the impeller of 0.3 to 0.4 mm and an impeller diameter of 50 mm. First, blast material with a particle size of 1200 was applied to the part of the compressor housing facing the impeller tip.
Shot blasting was performed using ~1400 μm calcined alumina. Next, in order to improve adhesion, a base sprayed layer 7 made of 80wt%Ni-20wt%Cr alloy is applied to the area by gas spraying with a thickness of 0.05 to 0.07%.
It was formed with a thickness of mm. Furthermore, a 70wt% Ni-30wt% graphite mixed powder was sprayed onto the base sprayed layer 7 by a gas spraying method as a sprayed coating 6 for gap adjustment, which is a feature of the present invention. The thickness of the coating at this time was adjusted to 0.4 mm including the base sprayed layer 7. After the pseudo impeller was assembled into the compressor housing 5 on which the sprayed coating 6 was formed in this way, the sprayed coating 6 was cut by rotating the pseudo impeller. At this time, the number of rotations of the pseudo impeller was set to 10,000 rpm, and the rotation was continued for 10 minutes until no shavings of the thermally sprayed coating 6 were produced. The turbochargers using the compressor housings according to Examples 1 to 3 above were operated at a rotational speed of 100,000 rpm to examine compressor efficiency. For comparison, the compressor efficiency of the same turbocharger was also investigated before thermal spraying. The results are shown in Table 1.
【表】
第1表に示されるように、この発明による溶射
皮膜を形成したコンプレツサーハウジングを用い
た場合、コンプレツサー効率は溶射前と比較して
3〜4%向上することが確認された。これは、コ
ンプレツサーハウジングとインペラーとの間隙
が、溶射皮膜の形成によつて限りなく零に近付け
ることができ、その結果パワーロスを最小限に抑
えることができたのである。
実施例 4
この実施例4で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.5mm、インペ
ラー径65mmのものである。
先ずコンプレツサーハウジングのイペラー先端
に対向する部位にシツトブラスト処理を施し、そ
の部位に第4図、第5図に示すようにアルミ−シ
リコン合金(Al−12wt%Si)とポリエステルを、
厚み方向にそれらの比率が変化するようにプラズ
マ溶射法によりグレーテツド溶射を行なつて0.5
〜0.6mm厚の溶射皮膜6を形成した。すなわち第
5図に詳細に示されるように、コンプレツサーハ
ウジング5と接する側の近傍は実質的にアルミ−
シリコン合金6Aのみとなつており、皮膜の上部
に向つてポリエステル6Bの比率が次第に増加
し、インペラー4によつて切削される表面層が実
質的にポリエステル6Bのみになつている溶射皮
膜6を形成した。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5をインペラー4とともに実機
ターボチヤージヤーに組込んだ後、第4図、第5
図に示しているようにインペラー4を回転させる
ことにより溶射皮膜6を切削した。この際のイン
ペラー回転数は10000rpmとし、溶射皮膜の削り
屑が出なくなるまで30分間回転させ、間隙を実質
的に零とした。
実施例 5
この実施例5で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.3〜0.4mm、イ
ンペラー径50mmのものである。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端に対向する部位にシヨツトブラスト処理を施
し、その部位に純ニツケルとグラフアイトを、厚
み方向にそれらの比率が変化するようにプラズマ
溶射法によりグレーテツド溶射を行なつて0.4〜
0.5mm厚の溶射皮膜6を形成した。すなわちコン
プレツサーハウジング5と接する側の近傍は実質
的にニツケルのみとなつており、皮膜の上部に向
つてグラフアイトの比率が次第に増加し、インペ
ラー4によつて切削される表面層が実質的にグラ
フアイトのみになつている溶射皮膜6を形成し
た。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5をインペラー4とともに実機
ターボチヤージヤーに組込んだ後、インペラー4
を回転させることにより溶射皮膜6を切削した。
この際のインペラー回転数は10000rpmとし、溶
射皮膜の削り屑が出なくなるまで30分間回転さ
せ、間隙を実質的に零とした。
実施例 6
この実施例6で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.3〜0.4mm、イ
ンペラー径50mmのものである。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端に対向する部位にシヨツトブラスト処理を施
し、その部位にアルミ−シリコン合金(Al−
12wt%Si)とグラフアイトを、厚み方向にそれ
らの比率が変化するようにプラズマ溶射法により
グレーテツド溶射を行なつて0.4〜0.5mm厚の溶射
皮膜6を形成した。すなわちコンプレツサーハウ
ジング5と接する側の近傍は実質的にアルミ−シ
リコン合金のみとなつており、皮膜の上部に向つ
てグラフアイトの比率が次第に増加し、インペラ
ー4によつて切削される表面層が実質的にグラフ
アイトのみになつている溶射皮膜6を形成した。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5をインペラー4とともに実機
ターボチヤージヤーに組込んだ後、インペラー4
を回転させることにより溶射皮膜6を切削した。
この際のインペラー回転数は10000rpmとし、溶
射皮膜の削り屑が出なくなるまで30分間回転さ
せ、間隙を実質的に零とした。
以上の実施例4〜実施例6によるコンプレツサ
ーハウジングを用いたターボチヤージヤーについ
て、回転数100000rpmで50分間運転して、皮膜の
状況およびインペラーの状況を調査した。なお比
較のため、グレーテツド溶射ではない単純混合溶
射、すなわち軟質金属と樹脂もしくはグラフアイ
トの比率を厚み方向で変化させない溶射を施した
コンプレツサーハウジングについても実機運転試
験を行なつて、前記同様の調査を行なつた。ここ
で比較のために使用した溶射粉末は、次の比較例
A〜比較例Cに示すように、実施例4〜実施例6
と対応させた。
比較例A:実施例4と比較のため、60wt%(Al
−12wt%Si)−40wt%ポリエステル混合粉末を
使用
比較例B:実施例5と比較のため、75wt%Ni−
25wt%グラフアイト混合粉末を使用
比較例C:実施例6と比較のため、65wt%(Al
−12wt%Si)−35wt%グラフアイト混合粉末を
使用
なおこれらの比較例A〜Cの溶射にあたつて
は、いずれも予め下地溶射は行なわなかつた。ま
た溶射後にインペラーの回転によつて溶射皮膜の
切削を行なつて間隙を実質的に零とした点は実施
例4〜6と同様である。
実機運転試験後の調査結果を第2表に示す。[Table] As shown in Table 1, it was confirmed that when a compressor housing on which a thermal spray coating according to the present invention was formed was used, compressor efficiency was improved by 3 to 4% compared to before thermal spraying. This is because the gap between the compressor housing and the impeller can be made as close to zero as possible by forming a thermal spray coating, and as a result, power loss can be minimized. Example 4 The compressor housing used in Example 4 had a gap H with the impeller of 0.5 mm and an impeller diameter of 65 mm. First, the part of the compressor housing facing the tip of the ipeller was subjected to sheet blasting treatment, and as shown in Figures 4 and 5, aluminum-silicon alloy (Al-12wt%Si) and polyester were applied to that part.
Graded thermal spraying was performed using the plasma spraying method so that the ratio of these changes in the thickness direction.
A sprayed coating 6 with a thickness of ~0.6 mm was formed. That is, as shown in detail in FIG. 5, the vicinity of the side in contact with the compressor housing 5 is substantially made of aluminum.
A thermal sprayed coating 6 is formed in which only silicon alloy 6A is present, and the ratio of polyester 6B gradually increases toward the top of the coating, so that the surface layer cut by impeller 4 is substantially only polyester 6B. did. After the compressor housing 5 on which the thermal spray coating 6 was formed in this way was assembled together with the impeller 4 into an actual turbocharger, the
The thermal spray coating 6 was cut by rotating the impeller 4 as shown in the figure. At this time, the impeller rotation speed was 10,000 rpm, and the impeller was rotated for 30 minutes until no shavings of the sprayed coating came out, and the gap was reduced to substantially zero. Example 5 The compressor housing used in Example 5 had a gap H with the impeller of 0.3 to 0.4 mm and an impeller diameter of 50 mm. First, shot blasting is applied to the part of the compressor housing facing the impeller tip, and graded spraying of pure nickel and graphite is applied to that part using plasma spraying so that the ratio of these changes in the thickness direction. te 0.4~
A thermal spray coating 6 with a thickness of 0.5 mm was formed. In other words, the area near the side in contact with the compressor housing 5 is essentially made of only nickel, and the ratio of graphite gradually increases toward the top of the coating, so that the surface layer cut by the impeller 4 is substantially made of nickel. A thermal sprayed coating 6 consisting only of graphite was formed. After the compressor housing 5 on which the thermal spray coating 6 was formed in this way is assembled into an actual turbocharger together with the impeller 4, the impeller 4
The thermal spray coating 6 was cut by rotating the .
At this time, the impeller rotation speed was 10,000 rpm, and the impeller was rotated for 30 minutes until no shavings of the sprayed coating came out, and the gap was reduced to substantially zero. Example 6 The compressor housing used in Example 6 had a gap H with the impeller of 0.3 to 0.4 mm and an impeller diameter of 50 mm. First, shot blasting is applied to the part of the compressor housing facing the impeller tip, and then an aluminum-silicon alloy (Al-Silicon alloy) is applied to that part.
A sprayed coating 6 having a thickness of 0.4 to 0.5 mm was formed by graded thermal spraying of 12 wt% Si) and graphite using a plasma spraying method so that the ratio thereof varied in the thickness direction. In other words, the area near the side in contact with the compressor housing 5 is essentially made only of aluminum-silicon alloy, and the ratio of graphite gradually increases toward the top of the coating, and the surface layer cut by the impeller 4. A thermally sprayed coating 6 was formed in which the material consisted essentially of graphite. After the compressor housing 5 on which the thermal spray coating 6 was formed in this way is assembled into an actual turbocharger together with the impeller 4, the impeller 4
The thermal spray coating 6 was cut by rotating the .
At this time, the impeller rotation speed was 10,000 rpm, and the impeller was rotated for 30 minutes until no shavings of the sprayed coating came out, and the gap was reduced to substantially zero. The turbochargers using the compressor housings according to Examples 4 to 6 above were operated at a rotation speed of 100,000 rpm for 50 minutes, and the condition of the coating and the condition of the impeller were investigated. For comparison, we also conducted an actual operating test on a compressor housing that had been sprayed with simple mixture spraying instead of graded spraying, that is, spraying that did not change the ratio of soft metal and resin or graphite in the thickness direction. conducted an investigation. The thermal spray powders used for comparison were as shown in the following Comparative Examples A to C, Examples 4 to 6.
It corresponded to Comparative Example A: For comparison with Example 4, 60 wt% (Al
-12wt%Si)-40wt% polyester mixed powder Comparative example B: For comparison with Example 5, 75wt%Ni-
Comparative Example C using 25wt% graphite mixed powder: For comparison with Example 6, 65wt% (Al
-12wt%Si) -35wt% graphite mixed powder was used.In the thermal spraying of these Comparative Examples A to C, no base thermal spraying was performed in advance. Further, this is similar to Examples 4 to 6 in that after thermal spraying, the thermal sprayed coating was cut by rotating the impeller to make the gap substantially zero. Table 2 shows the survey results after the actual machine operation test.
【表】
の回転がスムーズのものを良、回転しにく
かつたものを悪とする。
実施例4、5、6においては、いずれも溶射皮
膜がコンプレツサーハウジングとの界面で実質的
に100%金属となつているため、下地溶射層を形
成しなかつたにもかかわらず溶射皮膜の密着性が
良好で、剥離などの溶射皮膜の損傷は生じなかつ
た。これに対し比較例A、Bでは下地溶射層を設
けていないため密着力が不足し、溶射皮膜の剥離
が生じた。また実施例4、5、6では、溶射皮膜
のインペラーによる切削性でかつインペラー摩耗
量も少ないが、これは溶射層の表面付近の部分が
100%近くポリエステルもしくはグラフアイトと
なつているためである。
さらに、溶射皮膜中の軟質金属として、インペ
ラー材質よりも格段に軟質な金属を用いた実施例
7、8を以下に示す。
実施例 7
この実施例7で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.5mmのもので
ある。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端に対向する部位にシヨツトブラスト処理を施
し、その部位に下地溶射層としてNi−Cr合金を
0.1mmの厚みで溶射した後、Pbとグラフアイトと
の混合粉末を用いてプラズマ溶射法により0.4〜
0.5mmの厚みで溶射皮膜6を形成した。なおPbと
グラフアイトとの混合粉末は、粒径15〜44μmの
Pb粒子と粒径44〜90μmのグラフアイト粉末とを
Pb70wt%、グラフアイト30wt%となるように機
械的に混合したものである。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5をAl−Si合金からなるイン
ペラー4とともに実切ターボチヤージヤーに組込
んだ後、インペラー4を回転させることにより溶
射皮膜6を切削した。このときのインペラー回転
数は10000rpmとし、溶射皮膜の削り屑がでなく
なるまで30分間回転させ、間隙Hを実質的に零と
した。
実施例 8
この実施例8で使用したコンプレツサーハウジ
ングは、インペラーとの間隙Hが0.4mmのもので
ある。
先ずコンプレツサーハウジングのインペラー先
端に対向する部位にシヨツトブラスト処理を施
し、その部位に下地溶射層としてNi−Cr合金を
0.1mmの厚みで溶射した後、Snメツキしたグラフ
アイト粉末(粒径30〜90μm)を用いてガス溶射
法により0.3〜0.4mmの厚みで溶射皮膜6を形成し
た。
このようにして溶射皮膜6を形成したコンプレ
ツサーハウジング5をAl−Si合金からなるイン
ペラー4とともに実切ターボチヤージヤーに組込
んだ後、インペラー4を回転させることにより溶
射皮膜6を切削した。このときのインペラー回転
数は10000rpmとし、溶射皮膜の削り屑がでなく
なるまで30分間回転させ、間隙Hを実質的に零と
した。
以上の実施例7、8によるコンプレツサーハウ
ジングを用いたターボチヤージヤーについて、回
転数100000rpmで60分間回転して、皮膜の状況お
よびインペラーの状況を調査した。なお比較のた
め、溶射皮膜を、インペラーの材質と同程度の硬
さの金属と樹脂もしくはグラフアイトとの混合粉
末を用いて形成したコンプレツサーハウジング
(比較例D、E、F)についても、前記同様の実
機運転を行なつて前記同様の調査を実施した。こ
こで比較のために使用した溶射粉末は、次の比較
例D〜Fに示す通りである。
比較例D:60wt%(Al−12wt%Si)−40wt%ポ
リエステル
比較例E:75wt%Ni−25wt%グラフイト
比較例F:65wt%(Al−12wt%Si)−35wt%グ
ラフアイト
なおこれらの比較例D〜Fのうち、比較例D、
Eは実施例7と同様なコンプレツサーハウジング
に適用したもの、比較例Fは実施例8と同様なコ
ンプレツサーハウジングに適用したものである。
また比較例D〜Fの溶射にあたつては、いずれも
実施例7、8と同様に下地溶射を行なつた。また
溶射後にインペラーの回転によつて溶射皮膜の切
削を行ない、間隙を零とした点も実施例7、8と
同様である。
実機運転試験後の調査結果を第3表に示す。[Table] The one that rotates smoothly is better, the one that rotates more easily.
What has happened is considered evil.
In Examples 4, 5, and 6, the thermal sprayed coating was substantially 100% metal at the interface with the compressor housing, so the thermal sprayed coating remained intact even though no base sprayed layer was formed. Adhesion was good, and no damage to the sprayed coating such as peeling occurred. On the other hand, in Comparative Examples A and B, since no base sprayed layer was provided, adhesion was insufficient and the sprayed coatings peeled off. In addition, in Examples 4, 5, and 6, the impeller of the thermal sprayed coating has good machinability and the amount of impeller wear is small, but this is because the portion near the surface of the thermal sprayed layer is
This is because it is nearly 100% polyester or graphite. Further, Examples 7 and 8 in which a metal much softer than the impeller material was used as the soft metal in the thermal spray coating are shown below. Example 7 The compressor housing used in Example 7 had a gap H with the impeller of 0.5 mm. First, shot blasting is applied to the part of the compressor housing facing the impeller tip, and a Ni-Cr alloy is applied to that part as a base thermal spray layer.
After thermal spraying to a thickness of 0.1mm, a layer of 0.4~
A thermal spray coating 6 was formed with a thickness of 0.5 mm. The mixed powder of Pb and graphite has a particle size of 15 to 44 μm.
Pb particles and graphite powder with a particle size of 44 to 90 μm
It is mechanically mixed so that Pb is 70wt% and graphite is 30wt%. After the compressor housing 5 with the sprayed coating 6 formed thereon was assembled into an actual cutting turbocharger together with the impeller 4 made of an Al-Si alloy, the sprayed coating 6 was cut by rotating the impeller 4. . The impeller rotation speed at this time was 10,000 rpm, and the impeller was rotated for 30 minutes until no shavings of the sprayed coating were produced, and the gap H was reduced to substantially zero. Example 8 The compressor housing used in Example 8 had a gap H with the impeller of 0.4 mm. First, shot blasting is applied to the part of the compressor housing facing the impeller tip, and a Ni-Cr alloy is applied to that part as a base thermal spray layer.
After thermal spraying to a thickness of 0.1 mm, a thermal spray coating 6 was formed to a thickness of 0.3 to 0.4 mm by a gas spraying method using Sn-plated graphite powder (particle size 30 to 90 μm). After the compressor housing 5 with the sprayed coating 6 formed thereon was assembled into an actual cutting turbocharger together with the impeller 4 made of an Al-Si alloy, the sprayed coating 6 was cut by rotating the impeller 4. . The impeller rotation speed at this time was 10,000 rpm, and the impeller was rotated for 30 minutes until no shavings of the sprayed coating were produced, and the gap H was reduced to substantially zero. The turbochargers using the compressor housings according to Examples 7 and 8 were rotated at a rotational speed of 100,000 rpm for 60 minutes, and the condition of the coating and the condition of the impeller were investigated. For comparison, compressor housings (Comparative Examples D, E, and F) in which the thermal spray coating was formed using a mixed powder of metal and resin or graphite with the same hardness as the impeller material were also shown. The same investigation as above was carried out using the same actual machine operation as above. The thermal spray powders used for comparison here are as shown in Comparative Examples D to F below. Comparative example D: 60wt% (Al-12wt%Si)-40wt% polyester Comparative example E: 75wt%Ni-25wt% graphite Comparative example F: 65wt% (Al-12wt%Si)-35wt% graphite These comparisons Among Examples D to F, Comparative Example D,
Comparative Example E is applied to a compressor housing similar to Example 7, and Comparative Example F is applied to a compressor housing similar to Example 8.
Further, in thermal spraying in Comparative Examples D to F, base thermal spraying was performed in the same manner as in Examples 7 and 8. Also, as in Examples 7 and 8, the thermal sprayed coating was cut by rotating the impeller after thermal spraying, and the gap was made zero. Table 3 shows the investigation results after the actual machine operation test.
【表】
転しにくかつたものを悪とする。
第3表に示すように、実施例7、8および比較
例D〜Fは、いずれも溶射皮膜の損傷は生じなか
つたが、インペラーによる切削性は比較例E、F
で劣り、インペラーの回転がスムーズでなかつ
た。またインペラー摩耗量は、実施例7、8の場
合には、比較例D〜Fの場合よりも格段に少なく
なつた。さらにインペラーの変形も、実施例7、
8の場合は比較例D〜Fの場合より著しく少なく
なつた。これらの差は、比較例D〜Fの溶射皮膜
中の軟質金属の硬さがインペラーと同程度であつ
たのに対し、実施例7、8の溶射皮膜中の軟質金
属の硬さがインペラーよりも軟質であつたために
生じたものと考えられる。
発明の効果
以上の実施例からも明らかなように、この発明
の自動車用ターボコンプレツサーハウジングは、
インペラーの先端に対向する部分の壁面に、軟質
金属と樹脂もしくはグラフアイトとが混在する溶
射皮膜を形成したものであつて、このようなコン
プレツサーハウジングにおいては、インペラーの
回転により溶射皮膜の一部を切削することによつ
てハウジングとインペラーとの間隙を実質的に零
に近い状態とすることができ、そのためコンプレ
ツサー効率(ターボ効率)を、溶射皮膜を設けて
いない場合と比較して格段に向上させることがで
きる。そしてインペラーが溶射皮膜を切削する場
合、溶射皮膜が結合力の弱い積層粒子からなる複
合組織によつて形成されているから、溶射皮膜は
容易に切削され、しかも切削屑は、積層粒子が剥
離して生じた細かいものとなるので、インペラー
などへの絡み付きや付着を防止でき、溶射皮膜が
切削屑によつて更に削られる等の不都合を防止す
ることができる。
また特に溶射皮膜中における樹脂もしくはグラ
フアイトの比率を、皮膜表面からハウジング母材
の側へ向けて減少するようにした実施態様によれ
ば、密着力を確保して皮膜の剥離を防止すること
ができ、そのため下地層形成の工程が不要となつ
て生産性が向上する効果が得られ、またインペラ
ーの回転により溶射皮膜の表面を削除する際にお
いてインペラーが円滑に回転しなかつたりあるい
はインペラーの摩耗が激しく進行したりする事態
が生じることを有効に防止できる。[Table] Things that are difficult to change are considered evil.
As shown in Table 3, in Examples 7 and 8 and Comparative Examples D to F, no damage occurred to the sprayed coatings, but the machinability with the impeller was lower in Comparative Examples E and F.
The impeller rotation was not smooth. Moreover, the amount of impeller wear was significantly smaller in Examples 7 and 8 than in Comparative Examples D to F. Furthermore, the impeller was modified in Example 7,
In the case of No. 8, the amount was significantly lower than in the cases of Comparative Examples D to F. These differences are because the hardness of the soft metal in the thermal sprayed coatings of Comparative Examples D to F was comparable to that of the impeller, whereas the hardness of the soft metal in the thermal sprayed coatings of Examples 7 and 8 was higher than that of the impeller. It is thought that this was caused by the fact that it was also soft. Effects of the Invention As is clear from the above embodiments, the automotive turbo compressor housing of the present invention has the following features:
A thermally sprayed coating containing a mixture of soft metal and resin or graphite is formed on the wall surface of the portion facing the tip of the impeller. By cutting the part, the gap between the housing and the impeller can be reduced to virtually zero, and as a result, the compressor efficiency (turbo efficiency) is significantly improved compared to when no thermal spray coating is provided. can be improved. When the impeller cuts the thermal sprayed coating, the thermal sprayed coating is formed by a composite structure consisting of laminated particles with weak bonding strength, so the thermal sprayed coating is easily cut, and the cutting debris is removed by the laminated particles peeling off. Since the resulting particles are fine, it is possible to prevent them from getting entangled with or adhering to the impeller, etc., and it is possible to prevent problems such as the thermal spray coating being further scraped by cutting waste. In particular, according to an embodiment in which the ratio of resin or graphite in the thermal spray coating decreases from the coating surface toward the housing base material, adhesion can be ensured and peeling of the coating can be prevented. This eliminates the need for the process of forming a base layer, which improves productivity, and also prevents the impeller from rotating smoothly or causing impeller wear when removing the surface of the thermally sprayed coating. It is possible to effectively prevent a situation from progressing violently.
第1図はこの発明のコンプレツサーハウジング
の一例を示す断面図、第2図は実施例1のコンプ
レツサーハウジングにおいて溶射皮膜をインペラ
ーにより切削している状況を模式的に示す略解断
面図、第3図は実施例1の溶射皮膜の金属断面組
織写真(倍率:100倍)、第4図は実施例4のコン
プレツサーハウジングにおいて溶射皮膜をインペ
ラーにより切削している状況を模式的に示す略解
断面図、第5図は第4図のA部を拡大して示す断
面図、第6図はこの発明のコンプレツサーハウジ
ングが適用される自動車用ターボチヤージヤーの
一例を示す縦断面図である。
4……インペラー、5……コンプレツサーハウ
ジング、6……溶射皮膜。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the compressor housing of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a situation in which the thermal spray coating is cut by an impeller in the compressor housing of Example 1. Figure 3 is a photograph of the metal cross-sectional structure of the thermal sprayed coating of Example 1 (magnification: 100x), and Figure 4 schematically shows the situation in which the thermal sprayed coating is cut by an impeller in the compressor housing of Example 4. 5 is an enlarged sectional view of part A in FIG. 4; FIG. 6 is a vertical sectional view showing an example of an automobile turbocharger to which the compressor housing of the present invention is applied. It is. 4... Impeller, 5... Compressor housing, 6... Thermal spray coating.
Claims (1)
ーハウジングにおけるインペラーの先端と対向す
る部分の壁面に、軟質金属と樹脂もしくはグラフ
アイトとが混在する複合組織からなる溶射皮膜が
形成されていることを特徴とする自動車用ターボ
コンプレツサーハウジング。 2 前記容射皮膜中における樹脂もしくはグラフ
アイトの比率が、皮膜表面からハウジング母材に
向つて減少するように構成されている特許請求の
範囲第1項記載の自動車用ターボコンプレツサー
ハウジング。 3 前記溶射皮膜中における軟質金属として、イ
ンペラーよりも軟質な金属が用いられている特許
請求の範囲第1項記載の自動車用ターボコンプレ
ツサーハウジング。[Claims] 1. A thermal sprayed coating consisting of a composite structure in which soft metal and resin or graphite are mixed is formed on the wall surface of the portion of the compressor housing of an automobile turbocharger that faces the tip of the impeller. An automotive turbo compressor housing characterized by: 2. The turbo compressor housing for an automobile according to claim 1, wherein the ratio of resin or graphite in the radiation coating decreases from the coating surface toward the housing base material. 3. The turbo compressor housing for an automobile according to claim 1, wherein a metal softer than the impeller is used as the soft metal in the thermal spray coating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23049187A JPS6473197A (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Automobile turbo compressor housing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23049187A JPS6473197A (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Automobile turbo compressor housing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6473197A JPS6473197A (en) | 1989-03-17 |
| JPH0440559B2 true JPH0440559B2 (en) | 1992-07-03 |
Family
ID=16908608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23049187A Granted JPS6473197A (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Automobile turbo compressor housing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6473197A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20070665A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-09-30 | Nuovo Pignone Spa | ABRADIBLE AND ANTI-ROUND COATING FOR ROTARY MACHINES IN LUIDO |
| JP6092562B2 (en) * | 2012-10-02 | 2017-03-08 | 株式会社オティックス | Compressor housing for supercharger and method for manufacturing the same |
| JP6131085B2 (en) * | 2013-04-01 | 2017-05-17 | 株式会社神戸製鋼所 | Rotating machine, impeller used for rotating machine, and manufacturing method of impeller |
| WO2016002031A1 (en) | 2014-07-02 | 2016-01-07 | 三菱重工業株式会社 | Compressor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550393U (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-02 |
-
1987
- 1987-09-14 JP JP23049187A patent/JPS6473197A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6473197A (en) | 1989-03-17 |
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