電極材料及火花塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及構(gòu)成火花塞的電極的電極材料及火花塞。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機(jī)等中使用的火花塞例如具備：具有沿軸線方向延伸的軸孔的絕緣體；插設(shè) 在上述軸孔中的中屯、電極；設(shè)在上述絕緣體的外周的筒狀的主體金屬配件；W及固定于上 述主體金屬配件的椿狀的接地電極。另外，在接地電極的前端部和中屯、電極的前端部之間 形成有間隙，通過向該間隙施加電壓從而產(chǎn)生火花放電。此外，為了謀求對(duì)火花放電的耐消 耗性的提高，已知有將由貴金屬合金等耐久性優(yōu)異的金屬形成的電極頭（chip)接合于中 屯、電極、接地電極中形成有上述間隙的部位的方法。
[0003]另外，作為火花塞的電極部分所使用的電極材料，提出了下述材料，所述材料含有 銘（Cr)lO~25質(zhì)量％、侶（A1)0. 3~3. 2質(zhì)量％、娃（Si)0. 2~2. 2質(zhì)量％、鋪（Mn)0. 1~ 0. 8質(zhì)量％、儀（Mg)小于0. 001質(zhì)量％、硫（巧小于0. 002質(zhì)量％，余量包含Ni和不可避免 的雜質(zhì)（例如參見專利文獻(xiàn)1等）。認(rèn)為通過設(shè)為該樣的組成，在電極中能夠提高加工性并 提高高溫耐氧化性，能夠提高對(duì)于火花放電的耐消耗性。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2002-235139號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)巧要解決的間願(yuàn)
[0008] 然而，在上述技術(shù)中無法充分確保電極頭對(duì)于電極的接合性，有可能產(chǎn)生電極頭 的剝離（脫落）。特別是在近年的高輸出、高壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃燒室內(nèi)變得更高溫，同時(shí)伴隨 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，對(duì)電極、電極頭施加的振動(dòng)易變的更大。因此，在該樣的發(fā)動(dòng)機(jī)中，更加擔(dān)屯、 電極頭的剝離（脫落）。
[0009] 本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供能夠顯著提高電極頭對(duì)于電極的接 合性，極為有效地防止電極頭的剝離，進(jìn)而在接合有電極頭的電極中能夠?qū)崿F(xiàn)良好的加工 性及耐硫化性的電極材料及火花塞。
[0010]用于解決間願(yuàn)的方秦
[0011] W下，根據(jù)適于解決上述目的各技術(shù)方案，逐項(xiàng)進(jìn)行說明。需要說明的是，根據(jù)需 要對(duì)對(duì)應(yīng)的技術(shù)方案?jìng)渥⑻赜械淖饔眯Ч?br>[0012] 技術(shù)方案1.本技術(shù)方案的電極材料的特征在于，其在具備中屯、電極及與該中屯、 電極之間形成有間隙的接地電極、且上述兩電極的至少一者上設(shè)置有電極頭火花塞中構(gòu)成 設(shè)置有所述電極頭的電極，
[0013] 所述電極W鑲（Ni)作為主要成分，娃（Si)的含量為0.50質(zhì)量％^上且小于1.0 質(zhì)量％，侶（A1)的含量為0.2質(zhì)量％W上且2.0質(zhì)量％ ^下，銘（&)的含量為12質(zhì)量％ W上且34質(zhì)量％^下，選自由錠（Y)及稀±元素組成的組中的至少一種的含量為0.03質(zhì) 量％^上且0.2質(zhì)量％ ^下，鐵（Fe)的含量大于0質(zhì)量％且為20質(zhì)量％ ^下，碳（C)的含 量為0. 10質(zhì)量％ ^下，鋪（Mn)的含量為1.0質(zhì)量％W下，
[0014] 娃（SU及侶（AU的總含量為0. 80質(zhì)量％ ^上、且為銘（Cr)的含量的1/10W下。
[0015] 需要說明的是，電極材料中，不必須含有C、Mn，可W不含C、Mn。
[0016] 根據(jù)上述技術(shù)方案1，電極材料含有0. 50質(zhì)量％W上的Si、0. 2質(zhì)量％W上的A1、 12質(zhì)量％W上的化，同時(shí)Si及A1的總含量被設(shè)為0. 8質(zhì)量％ ^上、且被設(shè)為化含量（質(zhì) 量％ )的1/10W下。因此，在使用時(shí)（高溫下），在電極的表面充分地形成耐氧化性優(yōu)異 的&2〇3被膜，且在其正下方更可靠地形成分別具有良好的耐氧化性的A12〇3被膜和SiO2被 膜，通過兩被膜能夠穩(wěn)定地保持化2〇3被膜（抑制化2〇3被膜的剝離）。由此，與含有0. 03質(zhì) 量％ ^上Y及稀±元素的特征互相協(xié)同地作用，能夠顯著提高電極的耐氧化性。其結(jié)果，能 夠有效地抑制電極頭及電極的邊界部分的氧化皮的形成。
[0017]進(jìn)而，根據(jù)上述技術(shù)方案1，將Si的含量設(shè)為小于1. 0質(zhì)量％，因此，在電極頭等含 有銷（Pt)的情況下，能夠更可靠地抑制在電極頭及電極的邊界部分形成與Pt的共晶組織。
[0018] 此外，由于電極材料中含有Fe，因此能夠?qū)崿F(xiàn)由高溫強(qiáng)度下降帶來的加工性的改 善。另外，電極在熱鍛下容易變形，所W在高溫下，利用電極容易吸收由電極頭與電極之間 的熱膨脹差導(dǎo)致的應(yīng)力。
[0019] 另外，由于將A1的含量設(shè)為2. 0質(zhì)量％W下并將化的含量設(shè)為20質(zhì)量％^下，因 此，能夠充分地維持上述電極中的耐氧化性的提高效果，能夠更可靠地抑制氧化皮的形成。
[0020] 如上所述，根據(jù)上述技術(shù)方案1，通過上述的作用效果協(xié)同作用，從而能夠顯著提 高電極頭對(duì)于電極的接合性。其結(jié)果，可W極為有效地抑制電極頭的剝離（脫落）。
[0021] 進(jìn)而，根據(jù)上述技術(shù)方案1，由于將A1的含量設(shè)為2. 0質(zhì)量％ ^下并將化的含量 設(shè)為34質(zhì)量％ ^下，因此，能夠更可靠地防止電極的固溶固化。另外，由于將Y及稀±元素 的含量設(shè)為0. 2質(zhì)量％W下并將C的含量設(shè)為0. 1質(zhì)量％^下，因此，能夠抑制高溫下的Y、 C等的析出，能夠更可靠地防止電極的析出固化。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的加工性。
[002引同時(shí)，根據(jù)上述技術(shù)方案1，將Mn的含量設(shè)為1. 0質(zhì)量％ ^下，因此，能夠有效地抑 制電極內(nèi)部的MnS的形成化及NiS的形成。因此，能夠提高電極的耐硫化性，與如上所述的 能夠提高電極的耐氧化性的效果相互協(xié)同地作用，能夠顯著提高電極的耐腐蝕性。
[0023] 技術(shù)方案2.本技術(shù)方案的電極材料的特征在于，在上述技術(shù)方案1中，Si及A1的 總含量為1. 0質(zhì)量％W上。
[0024] 根據(jù)上述技術(shù)方案2,將Si及A1的總含量設(shè)為1. 0質(zhì)量％ ^上，因此，在化斯被 膜的正下方，能夠更進(jìn)一步可靠地形成Al2〇3被膜和SiO 2被膜。由此，能夠更有效地抑制 化2〇3被膜的剝離，能夠進(jìn)一步抑制電極頭及電極的邊界部分的氧化皮的形成。其結(jié)果，能 夠進(jìn)一步提高電極頭的接合性。
[0025] 技術(shù)方案3.本構(gòu)成的電極材料的特征在于，在上述構(gòu)成1或2中，C的含量為0. 05 質(zhì)量％W下，Mn的含量為0.5質(zhì)量％W下。
[0026] 根據(jù)上述技術(shù)方案3,將C的含量設(shè)為0. 05質(zhì)量％ ^下，因此能夠更有效地抑制高 溫下的C的析出。因此，能更可靠地防止電極的析出固化，能夠?qū)崿F(xiàn)加工性的進(jìn)一步提高。
[0027] 另外，根據(jù)上述技術(shù)方案3,將Mn的含量設(shè)為0. 5質(zhì)量％ ^下，因此能夠進(jìn)一步提 高電極的耐硫化性。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)耐腐蝕性的進(jìn)一步提高。
[0028] 技術(shù)方案4.本構(gòu)成的電極材料的特征在于，在上述構(gòu)成1~3的任一項(xiàng)中，化的 含量為18質(zhì)量％W上且28質(zhì)量％W下。
[0029] 根據(jù)上述技術(shù)方案4,將化的含量設(shè)為18質(zhì)量％ ^上，因此能夠進(jìn)一步提高電極 的耐氧化性。其結(jié)果，能夠更進(jìn)一步抑制電極頭及電極的邊界部分的氧化皮的形成，進(jìn)一步 提高接合性。
[0030] 另外，將化的含量設(shè)為28質(zhì)量％ ^下，因此能夠更可靠地防止電極的固溶固化， 進(jìn)一步提局加工性。
[0031] 技術(shù)方案5.本技術(shù)方案的電極材料的特征在于，在上述技術(shù)方案1~4的任一項(xiàng) 中，A1的含量為1.0質(zhì)量％W下。
[0032] 根據(jù)上述技術(shù)方案5,將A1的含量設(shè)為1.0質(zhì)量％ ^下，因此能夠更可靠地抑制 A1N的析出。由此，能夠進(jìn)一步提高電極的耐氧化性，進(jìn)一步提高氧化皮的形成抑制效果。
[0033] 另外，通過將A1含量設(shè)為1. 0質(zhì)量％ ^下，從而能夠更進(jìn)一步可靠地防止電極的 固溶固化。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)加工性的進(jìn)一步提高。
[0034] 技術(shù)方案6.本技術(shù)方案的電極材料的特征在于，在上述技術(shù)方案1~5的任一項(xiàng) 中，Y的含量為0.05質(zhì)量％W上且0. 15質(zhì)量％W下。
[00巧]根據(jù)上述技術(shù)方案6,將Y的含量設(shè)為0.05質(zhì)量％ ^上，因此能夠進(jìn)一步提高電極 的耐氧化性，進(jìn)而更進(jìn)一步提高電極頭的接合性。
[0036] 另一方面，將Y的含量設(shè)為0. 15質(zhì)量％ ^下，因此能更可靠地抑制Y的析出。因 而，能夠?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)異的加工性。
[0037] 技術(shù)方案7.本技術(shù)方案的電極材料的特征在于，在上述技術(shù)方案1~6的任一項(xiàng) 中，F(xiàn)e的含量為7質(zhì)量％W上且15質(zhì)量％W下。
[0038] 根據(jù)上述技術(shù)方案7,將化的含量設(shè)為7質(zhì)量％ ^上，因此，電極變得更易于熱膨 脹，進(jìn)而能夠進(jìn)一步縮小電極頭及電極間的熱膨脹差。其結(jié)果，能夠更有效地提高接合性。
[0039] 進(jìn)而，根據(jù)上述技術(shù)方案7,將化的含量設(shè)為15質(zhì)量％ ^下，因此，能夠有效地防 止電極的固溶固化，能夠?qū)崿F(xiàn)加工性的進(jìn)一步提高。
[0040] 技術(shù)方案8.本技術(shù)方案的電極材料的特征在于，在上述技術(shù)方案1~7的任一項(xiàng) 中，F(xiàn)e的含量為10質(zhì)量％W下。
[0041] 根據(jù)上述技