[發(fā)明專利]起閥器及其表面處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910003039.8
• 申請(qǐng)日: 2009-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN101629497A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂寅雄;崔圣文;金雄;安正煜;金炯翼;安承均;白洪吉;鄭軫元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社;起亞自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F01L1/14
• 分類號(hào): F01L1/14;F01L1/16;C23C8/54;C23C14/06
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍 淳;彭益群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于汽車內(nèi)燃機(jī)的起閥器(valve?lifter)及其表面 處理方法。

背景技術(shù)

用于將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為垂直運(yùn)動(dòng)的起閥器主要由合金鑄鐵或 碳鋼形成。

如圖1和圖2中所示，起閥器20具有圓柱形結(jié)構(gòu)，并且其頂表面 21總是與旋轉(zhuǎn)的凸輪軸10接觸，因而連續(xù)地經(jīng)受摩擦。為了減少這種 摩擦，起閥器20的表面，尤其是頂表面21典型地經(jīng)受鏡面拋光、類 金剛石碳(diamond-like?carbon；DLC)涂覆、或CrN(氮化鉻)涂覆。

然而，鏡面拋光不能提供滿意的表面粗糙度。DLC或CrN涂覆表 現(xiàn)出低摩擦特性。因此，DLC或CrN涂覆需要專門設(shè)計(jì)的油，以顯示 最佳的低摩擦特性，如美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2005/0098134號(hào)中所公開 的。

在本背景技術(shù)部分中所公開的上述信息，僅僅是為了加強(qiáng)對(duì)本發(fā) 明的背景的了解，因此，其可能包含不形成在本國(guó)為本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員所已知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明是為了解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題而作出的， 并且，本發(fā)明提供了一種起閥器，其具有優(yōu)良的低摩擦特性而不需要 專門設(shè)計(jì)的油，并且本發(fā)明還提供了一種在這種起閥器的制造中所使 用的表面處理方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，起閥器可以包括在其表面上所形成的多 個(gè)涂層，以顯示低摩擦特性，其中，在多個(gè)涂層當(dāng)中的頂涂層為具有 60～70％的SP3鍵合部分(SP3?bonding?fraction)的DLC層。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，起閥器可以包括：緩沖層，其通過在經(jīng) 受了碳氮共滲處理的基體的表面上濺射金屬靶而形成；Me類金剛石碳 層，其具有0.3～0.6μm的厚度，并且通過在緩沖層上濺射選自W、Cr、 Ti、和Mo的靶而形成；以及類金剛石碳層，其形成在Me類金剛石碳 層上，具有1～1.5μm的厚度，并且具有60～70％的SP3鍵合部分。

優(yōu)選地，經(jīng)受碳氮共滲處理的基體具有0.01～0.04的表面粗糙度 (Ra)，并且，緩沖層為通過濺射Cr靶所形成的Cr涂層。

此外，DLC層可以具有5～15重量％的氫含量和28～32Gpa的硬 度。

根據(jù)另外的方面，一種處理起閥器的表面的方法可以包括：(a) 對(duì)基體的表面進(jìn)行碳氮共滲和回火；(b)對(duì)基體進(jìn)行表面拋光，以產(chǎn) 生0.01～0.04的表面粗糙度(Ra)；(c)在基體上形成金屬緩沖層，然 后，通過濺射選自W、Cr、Ti、和Mo的靶，在金屬緩沖層上形成具 有0.3～0.6μm的厚度的Me類金剛石碳層；以及(d)在Me類金剛石 碳層上形成具有60～70％的SP3鍵合部分的、且厚度為1～1.5μm的類 金剛石碳層。

DLC層可以通過濺射石墨靶而形成，并且可以通過對(duì)所提供的乙 炔(C₂H₂)的量以及施加到安裝起閥器的夾具上的偏置電壓的大小進(jìn) 行調(diào)節(jié)，來控制SP3鍵合部分。

優(yōu)選地，緩沖層通過濺射Cr靶而形成。此外，在步驟(a)中， 可以在200～250℃的溫度進(jìn)行回火，并且，在步驟(c)和(d)中， 在保持在250℃或更低的溫度下形成涂層。

附圖說明

圖1是顯示典型的內(nèi)燃機(jī)所用的氣門機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的部件的視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的起閥器的剖面圖；

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的涂層的視圖；

圖4是顯示圖2的DLC層的碳鍵結(jié)構(gòu)的視圖；

圖5A是顯示圖4的碳鍵結(jié)構(gòu)的SP2鍵合的視圖，并且圖5B是顯 示其SP3鍵合的視圖；

圖6是顯示在圖2的DLC層的形成中所使用的裝置的示意圖；

圖7是顯示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例以及對(duì)比例的起閥器進(jìn)行的摩 擦試驗(yàn)的結(jié)果的圖；

圖8是顯示出耐久性試驗(yàn)之后，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的起閥器 的磨損傷痕進(jìn)行觀察的結(jié)果的照片。

具體實(shí)施方式

下面，將參照附圖對(duì)起閥器及其表面處理方法給出詳細(xì)描述。