JP3077410B2 - ターボチャージャのタービンハウジング - Google Patents

ターボチャージャのタービンハウジング

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャのタ
ービンハウジングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボチャージャは、例えば９００℃程
度の高温排気ガスのエネルギを受けて作動するため、そ
のタービンハウジングの材料には高耐熱性を有するニレ
ジスト鋳鉄が一般的に用いられている。ところが、この
ニレジスト鋳鉄は高価であるため、ターボチャージャの
単価を引き上げる要因となっていた。
【０００３】ところで、安価で一般的なハウジング材料
として球状黒鉛鋳鉄がある。しかし、その耐熱性がニレ
ジスト鋳鉄よりも劣り、この球状黒鉛鋳鉄をターボチャ
ージャのタービンハウジングに使用すると、高温排気ガ
スの熱影響を受けてその表面が酸化して劣化してしま
う。
【０００４】一般に、ターボチャージャのタービンハウ
ジングにおいて、その表面が劣化すると不具合が生じる
部位としては、タービンハウジングの他部材との結合面
及びロータ対向部等がある。これら以外の部分では、タ
ービンハウジング表面が多少劣化してもターボチャージ
ャの作動に影響を及ぼさない。従って、タービンハウジ
ング全体をニレジスト鋳鉄で形成する必要はなく、ター
ビンハウジングを球状黒鉛鋳鉄で形成しても要部表面に
耐熱性を持たせることができればよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では球
状黒鉛鋳鉄表面の高温による表面劣化防止を、その技術
的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、タ
ーボチャージャのタービンハウジングを球状黒鉛鋳鉄か
ら形成し、タービンハウジングの少なくとも他部材との
結合面及びロータ対向部にＮｉ−Ｃｒ合金にＣ，Ｂ，Ｓ
ｉを添加した自溶合金を溶射したことである。
【０００７】
【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、ターボ
チャージャの球状黒鉛鋳鉄製のタービンハウジングが高
温排気ガス雰囲気におかれたとき、タービンハウジング
の少なくとも他部材との結合面及びロータ対向部にＮｉ
−Ｃｒ合金にＣ，Ｂ，Ｓｉを添加した自溶合金を溶射し
てあり、それらの部位では耐熱性をもつことができ劣化
が生じない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。
【０００９】図１に示す本発明実施例のターボチャージ
ャのタービンハウジング（タービン側）１０において、
タービンハウジング１０には図示しない供給側排気管と
の結合面１１，図示しない排出側排気管との結合面１
２，図示しないウェーストゲートバルブとの結合面（シ
ール面）１３，図示しないロータ（タービンロータ）と
の対面部１４，渦室壁面１５及びその他の表面１６等の
表面がある。ここで、供給側排気管から供給される図示
しないエンジンの高温排気ガスは渦室を通ってロータを
駆動し、排出側排気管から大気へと放出される。
【００１０】タービンハウジング１０本体はＳｉ含有率
の高い球状黒鉛鋳鉄から形成されており、前述した結合
面１１，１２，１３及び対面部１４にＮｉ−Ｃｒ合金に
Ｃ，Ｂ，Ｓｉを添加した自溶合金からなる耐熱材料Ａを
溶射して皮膜３０が形成されている。尚、本実施例では
タービンハウジング１０の結合面１１，１２，１３及び
対面部１４にのみ耐熱材料を溶射しているが、渦室壁面
１５やその他の表面１６に溶射してもよい。この耐熱材
料Ａは自溶合金であるために融点が比較的低く、ターボ
チャージャの実機運転時にエンジンの高温排気ガスを受
けることで、耐熱材料Ａの構成成分のうちＣ，Ｂ，Ｓｉ
のタービンハウジング１０本体への拡散が促進され、タ
ービンハウジング１０と耐熱材料Ａの皮膜３０とが強固
に結合する（図３参照）。また、実機運転後に皮膜３０
端部を観察したところ酸化も認められなかった。（図４
参照）
【００１１】以下に６種類の耐熱材料Ａ〜Ｆを、球状黒
鉛鋳鉄から形成されたタービンハウジングに膜厚２００
μｍで溶射し、９００℃雰囲気中に１００時間放置した
際の実験結果を説明する。尚、表１は耐熱材料Ａ〜Ｆの
材料を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】この実験の結果、表２に示すような結果が
得られた。表２に加えて、図２から図３への状態変化で
明らかなとおり、高温雰囲気中に放置することで耐熱材
料溶射時に生じる気孔が減少し、且つ、図４から明らか
なとおり、皮膜端部下に酸化が認められない耐熱材料Ａ
が、ターボチャージャのタービンハウジング表面に溶射
する耐熱材料として最も優れていることが分かった。
尚、図２はタービンハウジングへの耐熱材料溶射時の溶
射部位の金属組織の断面写真を示し、図３は高温雰囲気
中に放置後の溶射部位の金属組織の断面写真を示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】図４乃至図８に、皮膜が完全に剥離した耐
熱材料Ｄ以外の、それぞれ耐熱材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ
の高温雰囲気中に放置後の溶射部位端部の金属組織の断
面写真を示す。
【００１６】
【発明の効果】上述したように本発明のターボチャージ
ャのタービンハウジングでは、タービンハウジングを耐
熱性の低い球状黒鉛鋳鉄を用いて形成しているため、高
温排気ガスの影響によりその表面が酸化しやすいが、少
なくとも他部材との結合面及びロータ対向部等の酸化に
よる悪影響が心配される部分には耐熱材料を溶射してあ
り、それらの部分ではタービンハウジング表面の酸化に
よる劣化が生じない。また、球状黒鉛鋳鉄は比較的安価
であり、ターボチャージャ自体のコストを低減できる。
【００１７】特に、耐熱材料にＮｉ−Ｃｒ合金にＣ，
Ｂ，Ｓｉを添加したものを用いれば、耐熱材料のタービ
ンハウジングへの溶射時はもちろんのこと、ターボチャ
ージャの実機運転時にエンジンの高温排気ガスを受ける
ことで、耐熱材料の構成成分のうちＣ，Ｂ，Ｓｉのター
ビンハウジング本体への拡散が促進され、タービンハウ
ジングと耐熱材料とが強固に結合する。従って、非常に
安定した耐熱性の高い皮膜を形成でき、高温排気ガスに
よる酸化は耐熱材料には勿論のこと、タービンハウジン
グ本体にも発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のターボチャージャのタービンハ
ウジングの断面図を示す。
【図２】図１におけるタービンハウジングへの自溶合金
からなる耐熱材料Ａ溶射時の溶射部位の金属組織の断面
写真を示す。
【図３】図１におけるタービンハウジングへの自溶合金
からなる耐熱材料Ａ溶射後、高温雰囲気中に放置した後
の溶射部位の金属組織の断面写真を示す。
【図４】図１におけるタービンハウジングへの自溶合金
からなる耐熱材料Ａ溶射後、高温雰囲気中に放置した後
の溶射部位端部の金属組織の断面写真を示す。
【図５】タービンハウジングへの耐熱材料Ｂ溶射後、高
温雰囲気中に放置した後の溶射部位端部の金属組織の断
面写真を示す。
【図６】タービンハウジングへの耐熱材料Ｃ溶射後、高
温雰囲気中に放置した後の溶射部位端部の金属組織の断
面写真を示す。
【図７】タービンハウジングへの耐熱材料Ｅ溶射後、高
温雰囲気中に放置した後の溶射部位端部の金属組織の断
面写真を示す。
【図８】タービンハウジングへの耐熱材料Ｆ溶射後、高
温雰囲気中に放置した後の溶射部位端部の金属組織の断
面写真を示す。
【符号の説明】
１０ ターボチャージャのタービンハウジング、 １１，１２，１３ 他部材との結合面、 １４ ロータ対向部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ターボチャージャのタービンハウジング
    を球状黒鉛鋳鉄から形成し、前記タービンハウジングの
    少なくとも他部材との結合面及びロータ対向部にＮｉ−
    Ｃｒ合金にＣ，Ｂ，Ｓｉを添加した自溶合金を溶射した
    ことを特徴とするターボチャージャのタービンハウジン
    グ。
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