專利名稱：一種用于火花塞電極的鎳基合金及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種特種合金材料及其制作方法，尤其是指一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞中心電極和側(cè)電極的鎳基合金及其制作方法，主要用于制作發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞。
背景技術(shù)：
火花塞是發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的重要部件，它的作用是把高壓導(dǎo)線(火嘴線)送來的脈沖高壓電放電，擊穿火花塞兩電極間空氣，產(chǎn)生電火花以此引燃?xì)飧變?nèi)的混合氣體。所以火花塞最基本的特征是包括兩個(gè)電極，一個(gè)為中心電極，一個(gè)為側(cè)電極。由于火花塞是處于在高溫高壓的工作狀態(tài)下工作，所以對火花塞的中心電極和側(cè)電極要求很高?，F(xiàn)在一般按照材料區(qū)分有普通火花塞、鉬金火花塞、銥金火花塞等幾種火花塞，其中鎳基合金特別適用于生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)用火花塞電極。這主要是因?yàn)殒嚮辖鹣鄬τ阝捇辖鸷丸F基合金等其它火花塞具有具有直至其熔點(diǎn)溫度仍保持面心立方結(jié)構(gòu)，其相穩(wěn)定性相當(dāng)好；鐵合金在高溫下較易于碳化或氮化，鈷合金雖具有非常優(yōu)良的耐高溫腐蝕性，但是由于其較低的耐火花腐蝕性，因此也不如鎳基合金。此外，與鎳合金和鈷合金比較，鐵合金較難加工，因?yàn)殍F具有體心立方結(jié)構(gòu)，所以現(xiàn)在應(yīng)用最多的仍是鎳合金火花塞。在國內(nèi)外文獻(xiàn)的檢索中，發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相關(guān)的專利文獻(xiàn)報(bào)道，主要有以下幾篇
1、專利申請?zhí)枮镋P 1 867 739 Al，發(fā)明名稱為“鎳基合金及其對于火花塞電極的使用”的歐洲專利；該專利公開了一種帶有硅和鋁添加物的鎳基合金，其中合金含有 1.5至2. 5重量百分比的硅， 1.5至3重量百分比的鋁， 0至0. 5重量百分比的錳，
0.05至0.2，重量百分比的鈦與0.1至0.3重量百分比的鋯組合， 其中，鋯可以部分或全部用雙倍數(shù)量的鉿替代。合金也可以用0.05至0.2重量百分比的鐿與0.05至0. 3，重量百分比的鑭組合，替換鈦和鋯。這種合金特別適合于生產(chǎn)火花塞的電極。2、專利申請?zhí)枮镈E 102 24 891 Al的德國專利，提出了用于火花塞電極的一種鎳基合金，它含有1.8至2.2重量百分比的硅，2至2. 4重量百分比鋁，0.05至0.1重量百分比鐿和/或鉿和/或鋯，其余為鎳。按照德國專利DE 102 24 891 Al的說明，鐿的含量雖然極其微小，卻表現(xiàn)出良好的高溫-抗氧化性能，尤其是與鋁和硅配合到一起，就可以讓合金獲得按照本發(fā)明的特別優(yōu)良的耐氧化性。并確定合金應(yīng)盡量不含錳，因?yàn)殄i會(huì)大大損害合金的耐氧化性能。3、專利申請?zhí)枮镈E 29 36 312 C3德國專利，提出一種火花塞，由0. 3至3重量百分比的硅，最大至0.5重量百分比錳，0.2至3重量百分比鉻，和/或0.2至3重量百分比鋁，其余為鎳組成的合金里添加含量為0.01至1重量百分比的鐿。鐿應(yīng)該能夠改善鎳合金的抗氧化以及由氧化鉛引發(fā)的腐蝕的穩(wěn)定性。錳含量在已知的鎳合金里被限制到為確保充分脫氧還原和充分脫硫的最小含量程度。
4、專利申請?zhí)枮镈E 2936312的德國專利，也公開了一種鎳基合金，含有0.2 wt%-3 wt% Si，不大于 0· 5 wt% Mn，0· 2 wt%-3 wt% Al，0· 01 wt%-l wt% Y,0. 2 wt%-3 wt% Cr，余量Μ。為使該鎳基合金在用于火花塞電極時(shí)更耐氧化和耐火花腐蝕，Si含量最好為0.5 wt%-2. 5 wt%,Al 含量最好為 0. 5 wt%-2. 5 wt%，Y 含量最好為 0. lwt%-0. 5 wt%。然而，該鎳基合金的一個(gè)缺點(diǎn)是含有Mn作為合金元素，因?yàn)镸n對抗氧化性有負(fù)效應(yīng)。此外，還有一個(gè)缺點(diǎn)是，Y含量為0. lwt%-0. 5wt%會(huì)導(dǎo)致形成金屬間化合物，即第二相，如Nil7Y2，這種第二相對抗氧化性也有負(fù)效應(yīng)。尤其是這種第二相在工件表面出現(xiàn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致腐蝕或者穿透材料表面保護(hù)性氧化膜。從上述專利文獻(xiàn)可以看出現(xiàn)有的鎳基合金制作的火花塞電極材料中，大多含有Al 的合金中都含有Mn，錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAie化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。但由于錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能，又都希望能盡可能的降低Mn的含量，以控制其對火花塞的抗氧化性的影響，但這樣又會(huì)影響火花塞其它方面的影響，因此和有必要對此加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的鎳基合金制作的火花塞電極材料的不足，提出一種可以降低Mn對火花塞的抗氧化性的影響的一種用于火花塞電極的鎳基合金及其制作方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞中心電極和側(cè)電極的鎳基合金，鎳基合金包含以下組分(重量百分比，以下同):0. 5% 2. 5%的鋁，0. 5% 2. 5%的硅，0 0. 5%的鈮，0 0. 2%的鈦，0 0. 2%的鋯，0. 6% 1. 0%的錳，0. 05% 0. 2%的釔和或鈰，余量為Ni。其中，讓鋁硅構(gòu)成穩(wěn)定的氧化物，即A1203和Si02。硅從約500°C起氧化成為 Si02，并由此改善了鎳合金抗腐蝕的穩(wěn)定性。當(dāng)硅含量少于0. 5重量百分比時(shí)，形成氧化物的效果應(yīng)認(rèn)定為還不夠充分。硅組分大于2. 5重量百分比，就會(huì)提高燒損程度。所以，按照發(fā)明的合金應(yīng)當(dāng)含有0.5至2. 5重量百分比的硅，最好是2. 3重量百分比；
鋁做為合金組分可以提高鎳合金的強(qiáng)度，并通過形成A1203改善合金的抗腐蝕性能。 當(dāng)用于火花塞上的合金遭受溫度增高情況下，從0.5重量百分比起鋁含量的合金，可以獲得耐腐蝕性明顯改善。鋁含量大于2. 5重量百分比時(shí)，鎳合金的可加工性便會(huì)增加難度，若進(jìn)行冷壓加工，比如通常生產(chǎn)一個(gè)帶有銅芯和鎳合金外罩的火花塞復(fù)合電極的拉伸工序， 模具的磨損將相當(dāng)?shù)膮柡ΑＲ虼?，按照發(fā)明的合金里鋁的組分應(yīng)當(dāng)在0. 5至2. 5重量百分比之間，最好為2. 3重量百分比；
加入錳的作用除了讓合金在熔化時(shí)脫氧還原，錳還能阻止鋁的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。因此采用較高的錳含量，最好是在0.6到1.0重量百分比之間。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAie化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用；
加入釔或鈰提高氧化膜粘附性，釔(Y)或鈰(ce)起到提高氧化膜粘附性的作用，從而在高溫下在材料表面形成保護(hù)氧化膜，提高電極的抗氧化性；適量添加Ti、Zr、Nb促進(jìn)A1203或保護(hù)氧化膜的形成。本鎳基合金的制作步驟中至少包括以下步驟
1、將鎳單獨(dú)形成一種多孔疏松的氧化層，并將鎳放置在合金爐內(nèi)，讓氧氣通過鎳的多孔疏松的氧化層擴(kuò)散進(jìn)來，與處于底層的鎳發(fā)生作用，致使鎳?yán)^續(xù)被氧化；
2、在通入氧氣時(shí)，同時(shí)加入鋁、硅、錳、釔和/或鈰、鈮、鈦和鋯。鎳基合金火花塞的電極制作均采用真空感應(yīng)爐冶煉并澆注成鑄錠，然后經(jīng)熱開坯和軋制工藝將其軋成直徑為IOmm的盤條。熱軋盤條被拉制成直徑為4. 4mm的線材和橫截面尺寸為1. 5mmX2. 8mm的線材。前者用于經(jīng)安裝導(dǎo)熱銅芯等冷加工成形制作火花塞的中心電極，后者用于采用電阻焊接到火花塞殼體上制作側(cè)電極。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用Si、Al作為該合金的主要成分，形成穩(wěn)定的氧化物，即 A1203和Si02，而釔(Y)或鈰(ce)起到提高氧化膜粘附性的作用，從而在高溫下在材料表面形成保護(hù)氧化膜，提高電極的抗氧化性；Mn含量通常受到限制，因?yàn)镸n含量高會(huì)降低合金的抗氧化性能；而適量添加Ti、Zr、Nb可促進(jìn)Al2O3或保護(hù)氧化膜的形成；錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAie化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞中心電極和側(cè)電極的鎳基合金，鎳基合金包含以下組分 (重量百分比，以下同)0. 5% 2. 5%的鋁，0. 5% 2. 5%的硅，0. 6% 1. 0%的錳，0. 05% 0. 2%的釔和/或鈰，0 0. 5%的鈮，0 0. 2%的鈦，0 0. 2%的鋯，余量為Ni。其中，讓鋁硅構(gòu)成穩(wěn)定的氧化物，即A1203和Si02。硅從約500°C起氧化成為 Si02，并由此改善了鎳合金抗腐蝕的穩(wěn)定性。當(dāng)硅含量少于0. 5重量百分比時(shí)，形成氧化物的效果應(yīng)認(rèn)定為還不夠充分。硅組分大于2. 5重量百分比，就會(huì)提高燒損程度。所以，按照發(fā)明的合金應(yīng)當(dāng)含有0.5至2. 5重量百分比的硅，最好是2. 3重量百分比；
鋁做為合金組分可以提高鎳合金的強(qiáng)度，并通過形成A1203改善合金的抗腐蝕性能。 當(dāng)用于火花塞上的合金遭受溫度增高情況下，從0.5重量百分比起鋁含量的合金，可以獲得耐腐蝕性明顯改善。鋁含量大于2. 5重量百分比時(shí)，鎳合金的可加工性便會(huì)增加難度，若進(jìn)行冷壓加工，比如通常生產(chǎn)一個(gè)帶有銅芯和鎳合金外罩的火花塞復(fù)合電極的拉伸工序， 模具的磨損將相當(dāng)?shù)膮柡?。因此，按照發(fā)明的合金里鋁的組分應(yīng)當(dāng)在0. 5至2. 5重量百分比之間，最好為2. 3重量百分比；
加入錳的作用除了讓合金在熔化時(shí)脫氧還原，錳還能阻止鋁的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。因此采用較高的錳含量，最好是在0.6到1.0重量百分比之間。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAie化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用；
加入釔或鈰提高氧化膜粘附性，釔(Y)或鈰(ce)起到提高氧化膜粘附性的作用，從而在高溫下在材料表面形成保護(hù)氧化膜，提高電極的抗氧化性； 適量添加Ti、Zr、Nb促進(jìn)A1203或保護(hù)氧化膜的形成。本鎳基合金的制作步驟中至少包括以下步驟1、將鎳單獨(dú)形成一種多孔疏松的氧化層，并將鎳放置在合金爐內(nèi)，讓氧氣通過鎳的多孔疏松的氧化層擴(kuò)散進(jìn)來，與處于底層的鎳發(fā)生作用，致使鎳?yán)^續(xù)被氧化；
2、在通入氧氣時(shí)，同時(shí)加入鋁、硅、錳、釔和/或鈰、鈮、鈦和鋯。本發(fā)明采用Si、Al作為該合金的主要輔助成分，形成穩(wěn)定的氧化物，即Al2O3和 SiO2，而釔(Y)或鈰(ce)起到提高氧化膜粘附性的作用，從而在高溫下在材料表面形成保護(hù)氧化膜，提高電極的抗氧化性；Mn含量通常受到限制，因?yàn)镸n含量高會(huì)降低合金的抗氧化性能；而適量添加Ti、Zr、Nb可促進(jìn)Al2O3或保護(hù)氧化膜的形成；添加Co會(huì)改進(jìn)耐熱性和提高蠕變強(qiáng)度，改進(jìn)耐高溫腐蝕性。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，可以在合金中加入重量百分比小于和等于m的鈷， 添加Co會(huì)改進(jìn)耐熱性和提高蠕變強(qiáng)度，改進(jìn)耐高溫腐蝕性。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，可以在合金中加入重量百分比0. Olwt. % 0. 07%的碳。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，可以在合金中加入重量百分比0. OOlwt. % 0. 01% 的鎂。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，可以在合金中加入重量百分比小于和等于2 %的 Co0但是應(yīng)該注意的是鎳基合金中的合金組分總量小于和等于5 %。鎳基合金火花塞的電極制作均采用真空感應(yīng)爐冶煉并澆注成鑄錠，然后經(jīng)熱開坯和軋制工藝將其軋成直徑為IOmm的盤條。熱軋盤條被拉制成直徑為4. 4mm的線材和橫截面尺寸為1. 5mmX2. 8mm的線材。前者用于經(jīng)安裝導(dǎo)熱銅芯等冷加工成形制作火花塞的中心電極，后者用于采用電阻焊接到火花塞殼體上制作側(cè)電極。本發(fā)明的有益效果是
通過改變鎳基合金的成份及其配比，可以有效改進(jìn)材料的整體性能；下面說明各種合金成分對合金的作用。Al通過在鎳基合金的表面上形成Al2O3保護(hù)氧化膜，從而提高火花塞電極材料的抗氧化性和抗高溫腐蝕性，尤其是起到提高耐火花腐蝕消耗性的作用，并且火花塞電極的高溫強(qiáng)度隨Al含量的增加而提高。Al含量如不足0.5 wt%，不能充分實(shí)現(xiàn)其作用；但其含量超過2. 5 wt%時(shí)，20°C下的電阻率會(huì)變大，同時(shí)對電極材料的冷加工成形性和焊接性有很大的負(fù)效應(yīng)。因此，本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金將添加的Al含量控制在0. 5wt. % 2. 5wt. % 之間。硅從約500°C起氧化成為SiO2,并由此改善了鎳合金抗腐蝕的穩(wěn)定性，從而提高火花塞電極的抗氧化性和抗高溫腐蝕性以及高溫強(qiáng)度，尤其是起到提高耐火花消耗性的作用。Si含量如不足0.5 wt%，不能充分實(shí)現(xiàn)其作用；但其含量超過2. 5 wt%時(shí)，20°C下的電阻率會(huì)變大，同時(shí)影響電極材料的冷加工成形性和焊接性能。因此，本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金將Si含量調(diào)整控制在0. 5wt. % 2. 5wt. %。Mn有提高鎳基合金高溫強(qiáng)度的作用，并起到在鑄錠熔煉過程中脫氧脫硫的作用。 但是，當(dāng)Mn的含量小于0. Iwt. %時(shí)達(dá)不到令人滿意的效果；而當(dāng)錳的含量超過1. 0 wt. % 時(shí)，則會(huì)嚴(yán)重降低合金的高溫抗氧化性和抗腐蝕性。因此，本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金將Mn含量控制在0. Iwt. % 1. Owt. %之間。
本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金中添加了 0. 05wt. % 0. 2wt. %的Y和/或其他稀土元素，增強(qiáng)保護(hù)氧化膜在鎳基合金基體上的黏附性，阻礙氧離子擴(kuò)散到鎳基合金基體內(nèi)部，使得低合金化的鎳基合金電極材料增加抗高溫氧化性和耐火花消耗性。Y含量低于 0. 03 Wt. %時(shí)達(dá)不到預(yù)期效果；Y含量超過0. 2 Wt. %時(shí)將會(huì)形成金屬間化合物，這種金屬間化合物對電極材料的抗氧化性和抗腐蝕性有負(fù)效應(yīng)。另外，這種金屬間化合物影響中心電極材料填充銅芯的加工變形或側(cè)電極材料焊接等生產(chǎn)工藝過程。適量添加Ti、Zr、Nb可促進(jìn)A1203等保護(hù)氧化膜的形成。應(yīng)用Cr作為合金成分可在鎳基合金的表面形成氧化鉻層，增加鎳基合金電極材料的抗腐蝕性。但是，氧化鉻層的氧化滲透性高于氧化鋁、氧化硅層的氧化滲透性，會(huì)形成比較厚的氧化鉻層，在承受火花放電時(shí)，這種厚的氧化鉻層很容易破裂損壞，從而使裸露的鎳基合金基體易于受到腐蝕，因此含有Cr的鎳基合金電極耐火花消耗性較低。所以，本發(fā)明的鎳基合金成分中不包含Cr。鎳基合金中加入C可以提高高溫下的機(jī)械強(qiáng)度，使得火花塞電極在使用中不易產(chǎn)生因熱應(yīng)力導(dǎo)致的電極變形現(xiàn)象，所形成的碳化物在火花塞工作期間可有效地抑制電極晶粒的過分長大。本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金，加入0. Olwt. % 0. 07wt. %的C。C含量小于0. Olwt. %時(shí)，起不到增加高溫強(qiáng)度的作用；如果C含量高于0. 07wt. %，則合金的變形抗力增大，尤其是中心電極材料很難進(jìn)行填充銅芯等塑性加工，同時(shí)導(dǎo)致形成的碳化物大大降低鎳基合金的抗氧化性。適量的Mg能提高鎳基合金、尤其是含有Si的鎳基合金的高溫抗氧化性能，進(jìn)一步改善耐火花消耗性，同時(shí)作為脫氧脫硫的精煉劑改善冶金質(zhì)量，間接凈化合金晶界，從而提高合金性能。當(dāng)Mg含量小于0. OOlwt. %時(shí)，達(dá)不到預(yù)期效果；Mg含量超過0. Olwt. %時(shí)，會(huì)使合金的熱塑性下降，造成熱鍛開裂。因此，本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金的Mg含量控制在 0. OOlwt. % 0. Olwt. %。添加Co會(huì)增加鎳基合金的耐熱性、耐高溫腐蝕性和提高蠕變強(qiáng)度，從性能和材料價(jià)格綜合考慮，本發(fā)明的火花塞電極用鎳基合金將Co含量控制在小于和等于2 wt. %。為了確保優(yōu)良的抗氧化性，鎳基合金中合金元素的總量最好應(yīng)不超過5 Wt %。實(shí)施例一
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞中心電極和側(cè)電極的鎳基合金，鎳基合金包含以下組分(重量百分比，以下同)0. 5%的鋁，2. 5%的硅，0. 6%的錳，0. 05%的釔和0.覬鈰，0. 5%的鈮， 0. 2%的鋯，余量為Ni。本鎳基合金的制作步驟中至少包括以下步驟
1、將鎳單獨(dú)形成一種多孔疏松的氧化層，并將鎳放置在合金爐內(nèi)，讓氧氣通過鎳的多孔疏松的氧化層擴(kuò)散進(jìn)來，與處于底層的鎳發(fā)生作用，致使鎳?yán)^續(xù)被氧化；
2、在通入氧氣時(shí)，同時(shí)按照配方加入鋁、硅、錳、釔和/或鈰、鈮、鈦和鋯。實(shí)施例二
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞中心電極和側(cè)電極的鎳基合金，鎳基合金包含以下組分(重量百分比，以下同)2. 5%的鋁，0. 5%的硅，1. 0%的錳，0. 2%的釔和/或鈰，0. 2%的鈦，余量為Ni。本鎳基合金的制作步驟中至少包括以下步驟
71)按照以下重量百分比組分進(jìn)行配比；
2)將鎳單獨(dú)形成一種多孔疏松的氧化層，并將鎳放置在合金爐內(nèi)，讓氧氣通過鎳的多孔疏松的氧化層擴(kuò)散進(jìn)來，與處于底層的鎳發(fā)生作用，致使鎳?yán)^續(xù)被氧化；
3)在通入氧氣時(shí)，同時(shí)按照配方加入鋁、硅、錳、釔和/或鈰、鈮、鈦和鋯。實(shí)施例三
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞中心電極和側(cè)電極的鎳基合金，鎳基合金包含以下組分(重量百分比，以下同)2. 5%的鋁，0. 5%的硅，1. 0%的錳，0. 2%的釔，0. 2%的鈦，在合金中還添加有重量百分比小于和等于2%的鈷、0. Olwt. % 0. 07%的碳、0. OOlwt. % 0. 01%的鎂和小于和等于2 %的&);但是應(yīng)該注意的是鎳基合金中的合金組分總量小于和等于5 %。，余
量為Ni。本鎳基合金的制作步驟中至少包括以下步驟
1、將鎳單獨(dú)形成一種多孔疏松的氧化層，并將鎳放置在合金爐內(nèi)，讓氧氣通過鎳的多孔疏松的氧化層擴(kuò)散進(jìn)來，與處于底層的鎳發(fā)生作用，致使鎳?yán)^續(xù)被氧化；
2、在通入氧氣時(shí)，同時(shí)按照配方加入鋁、硅、錳、釔和/或鈰、鈮、鈦、鋯、鈷、碳、鎂和Co。
權(quán)利要求
1.一種用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于鎳基合金包含以下重量百分比組分；0. 5% 2. 5%的鋁，0. 5% 2. 5%的硅，0. 6% 1. 0%的錳，0. 05% 0. 2%的釔和/或鈰，0 0. 5%的鈮，0 0. 2%的鈦，0 0. 2%的鋯，余量為Ni。
2.如權(quán)利要求1所述的用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于鎳基合金按照重量百分比包含以下組分0. 5%的鋁，2. 5%的硅，0. 6%的錳，0. 05%的釔和0. 2%鈰，0. 5%的鈮，0. 的鋯，余量為Ni。
3.如權(quán)利要求1所述的用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于鎳基合金按照重量百分比包含以下組分2. 5%的鋁，0. 5%的娃，1. 0%的錳，0. 2%的釔，0. 2%的鈦，余量為Ni。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于在合金中加入重量百分比小于和等于21的鈷。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于鎳基合金包含0. Olwt. % 0. 07%的碳。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于鎳基合金包含0. OOlwt. % 0. 01%的鎂。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于火花塞電極的鎳基合金，其特征在于鎳基合金中的合金組分總量小于和等于5 %。
8.一種按照權(quán)利要求1所述用于火花塞電極的鎳基合金的制作方法，其特征在于鎳基合金的制作步驟中至少包括以下步驟1)將鎳單獨(dú)形成一種多孔疏松的氧化層，并將鎳放置在合金爐內(nèi)，讓氧氣通過鎳的多孔疏松的氧化層擴(kuò)散進(jìn)來，與處于底層的鎳發(fā)生作用，致使鎳?yán)^續(xù)被氧化；2)在通入氧氣時(shí)，同時(shí)加入鋁、硅、錳、釔和/或鈰、鈮、鈦和鋯。
9.一種按照權(quán)利要求1所述用于火花塞電極的鎳基合金的制作方法，其特征在于采用Si、Al作為該合金的主要輔助成分，形成穩(wěn)定的氧化物，即Al2O3和SiO2,而釔(Y)或鈰 (ce)起到提高氧化膜粘附性的作用，在高溫下在材料表面形成保護(hù)氧化膜，提高電極的抗氧化性；而適量添加Ti、Zr、Nb可促進(jìn)Al2O3或保護(hù)氧化膜的形成；添加Co會(huì)改進(jìn)耐熱性和提高蠕變強(qiáng)度，改進(jìn)耐高溫腐蝕性。
全文摘要
一種用于火花塞電極的鎳基合金及其制作方法，鎳基合金包含以下組分(重量百分比，以下同)0.5%～2.5%的鋁，0.5%～2.5%的硅，0～0.5%的鈮,0～0.2%的鈦，0～0.2%的鋯，0.6%～1.0%的錳，0.05%～0.2%的釔和/或鈰，余量為Ni。本發(fā)明采用Si、Al作為該合金的主要輔助成分，形成穩(wěn)定的氧化物，即Al2O3和SiO2，而Y起到提高氧化膜粘附性的作用，從而在高溫下在材料表面形成保護(hù)氧化膜，提高電極的抗氧化性；Mn含量通常受到限制，因?yàn)镸n含量高會(huì)降低合金的抗氧化性能；而適量添加Ti、Zr、Nb可促進(jìn)Al2O3或保護(hù)氧化膜的形成；錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。
文檔編號(hào)C22C19/03GK102251152SQ20111019779
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者張曉華, 陳件明, 陳光云 申請人:株洲湘火炬火花塞有限責(zé)任公司, 沈陽合金材料有限公司