[發明專利]用于火花點火裝置的電極的火花表面的合金

無效

• 申請號: 200980116588.4
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN102027649A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 詹姆斯·D·呂科瓦基
• 申請（專利權）人: 費德羅-莫格爾點火公司
• 主分類號: H01T13/39
• 分類號: H01T13/39;H01T13/20
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明一般涉及用于火花塞電極的材料，特別涉及用于火花塞電極的點火表面的材料。

背景技術

鎳和鎳基合金——包括如在UNS?N06600下規定并冠以商品名InconelNicrofer和銷售的鎳-鐵-鉻合金——被廣泛用作火花塞電極材料。這些材料易受高溫氧化和導致磨蝕與腐蝕(特別是點火表面)的其他劣化現象的影響。

已有多種貴金屬合金被建議用來提高火花塞電極的高溫性能，特別是以各式各樣的、被敷于火花塞電極從而形成其點火表面的點火尖端或點火墊的形式。目前用于火花塞電極的貴金屬增強的火花表面的材料主要是高鉑或高銥合金(重量一般大于90％)。其例子包括純銥和純鉑，以及一些鉑和銥合金，包括具有如下重量百分比組成的鉑和銥合金：具有至多10％的Ni的Pt，具有至多4％的W的Pt，具有至多20％的Ir的Pt，以及可包括W或Zr之一或兩者作為合金組分的具有至多10％的Rh的Ir。這些材料一般具有高昂的材料成本或高昂的材料處理成本或兩者皆備。此外，這些材料的成本持續浮動，這就使得若不把浮動成本考慮進去，就難以設計和規定該成本，其本身也涉及額外成本。

因此，需要鑒別出可用作火花塞電極的點火表面的其他合金材料。

發明內容

概括地，本發明提供替代的中心電極和接地電極點火尖端材料，以相對目前材料在實質減小的材料和處理成本下提供相似或增強的性能。當本發明材料的組分的市場價格(考慮到各組分的相對含量)低于目前材料的組分的市場價格(考慮到各組分的相對含量)時，本發明的材料可替代目前的材料。主要的性能準則是：抗電蝕性；對由氧化、硫化和其他燃燒組分或反應產物所致的高溫腐蝕的抵抗力；變為線、墊、球、鉚釘和用于電極或點火尖端的其他形狀的可成型性；以及焊接至基電極材料(包括鎳基和鐵基電極合金)的可焊接性。

一方面，火花點火裝置的電極可包括一種合金組合物，該合金組合物以重量百分比計，基本包括15-45％的Ni和實質為Pt的余量，更特別地，可包括一種合金組合物，該合金組合物以重量百分比計，基本包括30％的Ni和實質為Pt的余量。

另一方面，火花點火裝置的電極可包括一種合金組合物，該合金組合物以重量百分比計，基本包括5-35％的W和實質為Pd的余量，更特別地，可包括一種合金組合物，該合金組合物以重量百分比計，基本包括20％的W和實質為Pd的余量。

再一方面，火花點火裝置的具有所述組合物的電極還可包括選自由釔、鉿、鑭、鈰、鋯、鉭和釹組成的組的至少一種活性元素，更特別地，可包括一種合金組合物，該合金組合物以重量百分比計，包括約0.01-0.2％的活性元素，特別是約0.1-0.2％的活性元素。該活性元素還可包括任意組合的多種所述活性元素。

再一方面，本發明包括具有由所述合金組合物制成的電極的火花塞，該火花塞具有：一大致環狀的陶瓷絕緣體；圍繞該陶瓷絕緣體的至少一部分的一導電外殼；布置在該陶瓷絕緣體內、具有接線端和帶有中心電極點火表面的點火端的一中心電極；操作地附著至該外殼、具有與中心電極點火表面相鄰的接地電極點火表面的一接地電極，該中心電極點火表面和接地電極點火表面在其之間確定一火花間隙；其中，該中心電極點火表面或接地電極點火表面中的至少一個包括本發明的合金。

從對一個優選實施例的詳細說明，本發明的這些和其他特點和優點對于本領域技術人員將變得更為明白。下面描述伴隨該詳細說明的附圖。

附圖說明

結合下面的詳細說明和附圖，本發明的這些和其他特點和優點將得以更好地理解，其中相似的數字在這幾個視圖中用來表示相似的元件：

圖1是一個典型的火花塞的部分剖視圖，該火花塞包括具有高溫點火尖端的接地電極和中心電極，該點火尖端包括根據本發明的合金；

圖2是圖1的區域2的剖視圖；

圖3是圖1的區域3的剖視圖，示出了圖1所示的接地電極和中心電極配置的具有導熱芯的替代配置；

圖4是對本發明的合金和幾個對比例作加速壽命測試之后的間隙增長率圖；

圖5是對本發明的合金和幾個對比例作加速壽命測試之后的放大的間隙增長率圖；

圖6是Pt-Ni二元相圖的復制圖和存在于其中的某代表性相的圖；

圖7A是已制造狀態下的本發明的Pt-30Ni合金的鉚釘照片；

圖7B是300小時的加速壽命測試之后的本發明的Pt-30Ni合金的鉚釘照片；

圖7C是已制造狀態下的本發明的Pt-10Ni合金的鉚釘照片；

圖7D是300小時的加速壽命測試之后的本發明的Pt-10Ni合金的鉚釘照片；