发明公布-201210591070.X-利用金属粉末注射成型来制造配气机构零部件的方法
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 103567451 A
(43)申请公布日 2014.02.12
(21)申请号 201210591070.X
(22)申请日 2012.12.31
(30)优先权数据
10-2012-0088032 2012.08.10 KR
(71)申请人 现代自动车株式会社
地址 韩国首尔
申请人 起亚自动车株式会社
(72)发明人 车星澈
(74)专利代理机构 北京尚诚知识产权代理有限
公司 11322
代理人 龙淳
(51)Int.Cl.
B22F 3/22 (2006.01)
权利要求书1页
权利要求书
1 页 说明书6页
说明书 6 页 附图4页
附图 4 页
(54) 发明名称
利用金属粉末注射成型来制造配气机构零部
件的方法
(57) 摘要
CN 103567451 A
本发明公开一种利用金属粉末注射成型来制
造配气机构零部件的方法，包括 ：
通过将金属粉
末与粘合剂混合来获得用于注射成型的原材料 ；
通过将所获得的用于注射成型的原材料注入到具
有配气机构零部件形状的模具中形成成型体 ；
所述成型体进行溶剂萃取 ；
通过对溶剂萃取后的
成型体进行脱粘合剂和烧结来形成烧结体 ；
述烧结体进行尺寸加工 ；
对所述尺寸加工后的烧
结体进行真空渗碳 ；
和对真空渗碳后的烧结体进
行抛光。
CN 103567451 A
权 利
1/1 页- 一种利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，包括 ：
通过将金属粉末与粘合剂混合来获得用于注射成型的原材料 ；
通过将所获得的用于注射成型的原材料注入到具有配气机构零部件形状的模具中形
成成型体 ；
对所述成型体进行溶剂萃取 ；
通过对溶剂萃取后的成型体进行脱粘合剂和烧结来形成烧结体 ；
对所述烧结体进行尺寸加工 ；
对所述尺寸加工后的烧结体进行真空渗碳 ；
对真空渗碳后的烧结体进行抛光。 - 如权利要求 1 所述的利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，
中，在获得用于注射成型的原材料的过程中，将约 93 重量 % 的金属粉末与约 7 重量 % 的粘
合剂进行混合。 - 如权利要求 2 所述的利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，其
中，所述金属粉末包括 ：
约 2 重量 % 的镍（Ni）、约 0.5 重量 % 的钼（Mo）、约 0.25 重量 % 的碳
（C）、以及整个组合物中剩余重量百分比的铁（Fe）。 - 如权利要求 1 所述的利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，其
中，在形成烧结体的过程中，在真空条件下利用氩气，将所述脱粘合剂后的成型体加热到约
1250℃或更高的温度 2 小时。 - 如权利要求 1 所述的利用金属粉末注射成型制造来多个配气机构零部件的方法，其
中，所述真空渗碳包括 ：
将所述尺寸加工后的烧结体加热到约 890℃ ；
利用乙炔（C2H2）气体，对所述经尺寸加工后的烧结体渗碳 1 小时 ；
在约 890℃进行碳扩散 10 分钟 ；
将所述尺寸加工后的烧结体冷却到约 820℃ ；
在约 820℃进行碳扩散 20 分钟。 - 如权利要求 5 所述的利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，其
中，所述真空渗碳包括 ：
将所述尺寸加工后的烧结体加热到约 180℃ ；
保持所述温度 90 分钟 ；
通过利用约 80℃的油浴对所述碳扩散的烧结体进行淬火之后，对所述尺寸加工后的烧
结体进行冷却。 - 如上述权利要求中任一项所述的利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部
件的方法，其中所述多个配气机构零部件包括摇臂或摇臂连接件。
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利用金属粉末注射成型来制造配气机构零部件的方法
技术领域
本发明涉及一种利用金属粉末注射成型来制造配气机构零部件的方法，更具体涉
及这样一种利用金属粉末注射成型来制造配气机构零部件的方法，其通过利用具有较高尺
寸精度的金属粉末注射成型来取代传统熔模铸造法，从而降低成本，并通过控制粉末组合
物而具有改良的物理特性。
[0001]
背景技术
内燃机是一种通过在燃烧室内燃烧从外部吸入的空气和燃料来生成粉末的装置，
该装置具有用于将空气和燃料吸入到燃烧室中的进气阀和用于释放在燃烧室中燃烧的引
爆气体的排气阀。这些进气阀和排气阀由凸轮轴打开和关闭，该凸轮轴通过与曲轴的旋转
互锁而旋转。此外，用于操作进气阀和排气阀的一系列部件，如传动凸轮、凸轮轴、挺杆、摇
臂和摇臂连接件，被称为配气机构。
[0003]
此外，汽车行业正在开发各种环保型车辆，其目的在于将二氧化碳排放量减小至
50g/km，该排放量是到 2020 年为止现有水平的 35%~50%，并且这些行业正在将重点集中在
技术开发，以满足 2025 年美国公司平均燃油经济性法规中规定的 23.2km/l（54.5mpg）的
燃料效率。
[0004]
最近，连续可变气门挺柱（CVVL）正被应用于车辆发动机，该挺杆通过根据发动机
转速控制进气阀的高度通过优化进气量最大限度地提高燃料效率和发动机性能。
[0005]
图 1 是示出摇臂的示例性视图 ；
图 2 是示出摇臂连接件的示例性视图 ；
图 3 是示出
摇臂和摇臂连接件的组合结构的示例性视图 ；
以及图 4 是示出连续可变气门挺柱的示例性
视图，如图所示，摇臂 100 和摇臂连接件 110 作为连续可变气门挺柱 120 的部件工作。
[0006]
由于诸如摇臂 100 和摇臂连接件 110 的配气机构零部件，必须在恶劣条件下使用
很长一段时间，因此需要较高的耐久性和精度，如强度、抗磨损性和抗冲击性。
[0007]
以前，利用与普通铸造方法相比具有相对较高的尺寸精度熔模铸造方法，被用于
制造配气机构零部件，但是对于具有复杂形状的配气机构零部件，该方法需要许多额外的
处理，以便在铸造之后获得最终形状。
[0008]
此外，当通过熔模铸造方法进行制造时，配气机构零部件展现出较高的机械强度，
但是尺寸精度降低了，因此，由于增加了额外的处理，因此增大了加工成本和材料损耗。
[0009]
以上提供作为本发明相关技术的说明仅仅是用于帮助理解本发明的背景，并且不
应被解释为包括在本领域的技术人员熟知的相关技术中。
[0002]
发明内容
已提出本发明以解决与现有技术相关的上述问题。本发明提供一种利用金属粉末
注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，该方法提高尺寸精度。此外，本发明可以通过
利用取代作为配气机构零部件一般制造方法的常规熔模铸造方法的金属粉末注射成型，来
提高经济效率，并且该方法可以通过确立最优的粉末组合物和工艺条件而被应用到恶劣条
[0010]
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件下，例如发动机中。
[0011]
根据本发明的利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，包括 ：
通过将金属粉末与粘合剂混合来获得用于注射成型的原材料 ；
通过将所获得的用于注射成
型的原材料注入到具有配气机构零部件形状的模具中形成成型体 ；
对成型体进行溶剂萃
通过对溶剂萃取后的成型体进行脱粘合剂和烧结来形成烧结体 ；
对烧结体进行尺寸加
对尺寸加工后的烧结体进行真空渗碳 ；
和对真空渗碳后的烧结体进行抛光。
[0012]
此外，在本发明的一个实施例中，在获得用于注射成型的原材料的过程中，将约 93
重量 % 的金属粉末与约 7 重量 % 的粘合剂进行混合。该金属粉末包括 ：
约 2 重量 % 的镍
（Ni）、约 0.5 重量 % 的钼（Mo）、约 0.25 重量 % 的碳（C）、以及整个组合物中剩余重量百分比
的铁（Fe）。
[0013]
此外，在形成烧结体的过程中，在真空条件下利用氩气，将脱粘合剂后的成型体加
热到约 1250℃或更高的温度 2 小时（浸泡）。
[0014]
此外，在真空渗碳中 ：
将尺寸加工后的烧结体加热到约 890℃，并利用乙炔（C2H2）
气体对经尺寸加工后的烧结体渗碳 1 小时，然后在约 890℃进行碳扩散 10 分钟，接着将尺寸
加工后的烧结体冷却到约 820℃，并在约 820℃进行碳扩散 20 分钟。
[0015]
在本发明的另一个实施例中，真空渗碳包括 ：
将尺
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- 一种利用金属粉末注射成型来制造多个配气机构零部件的方法，包括 ：