[發(fā)明專利]利用金屬粉末注射成型來制造配氣機構零部件的方法

有效

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• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103567451B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 車星澈
• 申請（專利權）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用金屬粉末注射成型來制造配氣機構零部件的方法，更具體涉及這樣一種利用金屬粉末注射成型來制造配氣機構零部件的方法，其通過利用具有較高尺寸精度的金屬粉末注射成型來取代傳統(tǒng)熔模鑄造法，從而降低成本，并通過控制粉末組合物而具有改良的物理特性。

背景技術

內燃機是一種通過在燃燒室內燃燒從外部吸入的空氣和燃料來生成粉末的裝置，該裝置具有用于將空氣和燃料吸入到燃燒室中的進氣閥和用于釋放在燃燒室中燃燒的引爆氣體的排氣閥。這些進氣閥和排氣閥由凸輪軸打開和關閉，該凸輪軸通過與曲軸的旋轉互鎖而旋轉。此外，用于操作進氣閥和排氣閥的一系列部件，如傳動凸輪、凸輪軸、挺桿、搖臂和搖臂連接件，被稱為配氣機構。

此外，汽車行業(yè)正在開發(fā)各種環(huán)保型車輛，其目的在于將二氧化碳排放量減小至50g/km，該排放量是到2020年為止現(xiàn)有水平的35%~50%，并且這些行業(yè)正在將重點集中在技術開發(fā)，以滿足2025年美國公司平均燃油經濟性法規(guī)中規(guī)定的23.2km/l（54.5mpg）的燃料效率。

最近，連續(xù)可變氣門挺柱（CVVL）正被應用于車輛發(fā)動機，該挺桿通過根據(jù)發(fā)動機轉速控制進氣閥的高度通過優(yōu)化進氣量最大限度地提高燃料效率和發(fā)動機性能。

圖1是示出搖臂的示例性視圖；圖2是示出搖臂連接件的示例性視圖；圖3是示出搖臂和搖臂連接件的組合結構的示例性視圖；以及圖4是示出連續(xù)可變氣門挺柱的示例性視圖，如圖所示，搖臂100和搖臂連接件110作為連續(xù)可變氣門挺柱120的部件工作。

由于諸如搖臂100和搖臂連接件110的配氣機構零部件，必須在惡劣條件下使用很長一段時間，因此需要較高的耐久性和精度，如強度、抗磨損性和抗沖擊性。

以前，利用與普通鑄造方法相比具有相對較高的尺寸精度熔模鑄造方法，被用于制造配氣機構零部件，但是對于具有復雜形狀的配氣機構零部件，該方法需要許多額外的處理，以便在鑄造之后獲得最終形狀。

此外，當通過熔模鑄造方法進行制造時，配氣機構零部件展現(xiàn)出較高的機械強度，但是尺寸精度降低了，因此，由于增加了額外的處理，因此增大了加工成本和材料損耗。

以上提供作為本發(fā)明相關技術的說明僅僅是用于幫助理解本發(fā)明的背景，并且不應被解釋為包括在本領域的技術人員熟知的相關技術中。

發(fā)明內容

已提出本發(fā)明以解決與現(xiàn)有技術相關的上述問題。本發(fā)明提供一種利用金屬粉末注射成型來制造多個配氣機構零部件的方法，該方法提高尺寸精度。此外，本發(fā)明可以通過利用取代作為配氣機構零部件一般制造方法的常規(guī)熔模鑄造方法的金屬粉末注射成型，來提高經濟效率，并且該方法可以通過確立最優(yōu)的粉末組合物和工藝條件而被應用到惡劣條件下，例如發(fā)動機中。

根據(jù)本發(fā)明的利用金屬粉末注射成型來制造多個配氣機構零部件的方法，包括：通過將金屬粉末與粘合劑混合來獲得用于注射成型的原材料；通過將所獲得的用于注射成型的原材料注入到具有配氣機構零部件形狀的模具中形成成型體；對成型體進行溶劑萃??；通過對溶劑萃取后的成型體進行脫粘合劑和燒結來形成燒結體；對燒結體進行尺寸加工；對尺寸加工后的燒結體進行真空滲碳；和對真空滲碳后的燒結體進行拋光。

此外，在本發(fā)明的一個實施例中，在獲得用于注射成型的原材料的過程中，將約93重量%的金屬粉末與約7重量%的粘合劑進行混合。該金屬粉末包括：約2重量%的鎳（Ni）、約0.5重量%的鉬（Mo）、約0.25重量%的碳（C）、以及整個組合物中剩余重量百分比的鐵（Fe）。

此外，在形成燒結體的過程中，在真空條件下利用氬氣，將脫粘合劑后的成型體加熱到約1250℃或更高的溫度2小時（浸泡）。

此外，在真空滲碳中：將尺寸加工后的燒結體加熱到約890℃，并利用乙炔（C₂H₂）氣體對經尺寸加工后的燒結體滲碳1小時，然后在約890℃進行碳擴散10分鐘，接著將尺寸加工后的燒結體冷卻到約820℃，并在約820℃進行碳擴散20分鐘。

在本發(fā)明的另一個實施例中，真空滲碳包括：將尺寸加工后的燒結體加熱到約180℃，保持該溫度90分鐘，然后通過利用約80℃的油浴對碳擴散的燒結體進行淬火之后，對燒結體進行冷卻。

配氣機構零部件是搖臂或搖臂連接件。

附圖說明

參考僅作為說明在下文中給出的并因此不限制本發(fā)明的附圖所說明的某些示例性實施例，現(xiàn)將詳細描述本發(fā)明的上述和其他特征，并且其中：

圖1是示出根據(jù)相關現(xiàn)有技術的搖臂的示例性視圖；