火花塞制造技术

技术编号:13899279 阅读:168 留言:0更新日期:2016-10-25 11:54
本发明专利技术课题在于提供一种通过在中心电极及接地电极中的至少一方具备高温环境下的耐火花消耗性优异的端头而耐久性优异的火花塞。火花塞具备中心电极和与所述中心电极之间设有间隙地配置的接地电极,其特征在于,所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头,所述端头具有:以Ir为主成分的金属母材;及包含具有由通式ABO3表示的钙钛矿结构的氧化物(A是从周期表的第2族元素选择的至少1种,B是从金属元素选择的至少1种)的至少1种的氧化物颗粒,在观察所述端头的截面时,所述氧化物颗粒占据的面积的比例为1%以上且13%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及火花塞。尤其是涉及在接地电极及中心电极中的至少一方设有端头的火花塞。
技术介绍
火花塞使用于机动车发动机等内燃机的点火用。火花塞通常具备:筒状的主体配件;配置于该主体配件的内孔的筒状的绝缘体;配置于该绝缘体的前端侧内孔的中心电极;一端接合于主体配件的前端侧且另一端与中心电极之间具有火花放电间隙的接地电极。并且,火花塞在内燃机的燃烧室内,在形成在中心电极的前端部与接地电极的前端部之间的火花放电间隙进行火花放电,使填充在燃烧室内的燃料燃烧。然而,作为形成接地电极及中心电极的材料,通常使用Ni合金等。对于耐氧化性及耐消耗性,Ni合金与以Pt及Ir等贵金属为主成分的贵金属合金相比稍差,但是由于比贵金属廉价,因此作为形成接地电极及中心电极的材料而优选使用。然而,近年来,燃烧室内的温度处于高温化的倾向,当由Ni合金等形成的、接地电极的前端部与中心电极的前端部之间产生火花放电时,接地电极及中心电极相对的各自的前端部容易产生火花消耗。因此,开发出了如下的方法:在接地电极与中心电极相对的各自的前端部设置端头,利用该端头产生火花放电,由此提高接地电极及中心电极的耐消耗性。作为形成该端头的材料,多使用以耐氧化性及耐火花消耗性优异的贵金属为主成分的材料。例如,在专利文献1中,以提供“本专利技术涉及…抑制贵金属构件的火花消耗、氧化消耗、以及异常消耗并且也抑制了贵金属构件的发汗现象的耐久性更高的火花塞”(参见专利文献1的第4页第11~15行)
的情况为课题,作为用于解决该课题的方案而记载了“一种火花塞··上述贵金属构件以Ir为主成分,包含0.3质量%以上且43质量%以下的Rh、5.2质量%以上且41质量%以下的Ru、0.4质量%以上且19质量%以下的Ni”(参见专利文献1的权利要求1)。另外,在专利文献1中记载了“为了进一步提高确保其他的使用条件下的优越性的例如高温(900℃以上)下的耐氧化消耗性,可以在贵金属构件中包含例如Pt、Pd、Re、Os。或者在确保其他的使用条件下的优越性的例如火花塞(贵金属构件)为比较低的温度(600℃左右)的情况下,为了进一步提高耐氧化消耗性及耐火花消耗性,可以在贵金属构件中包含从Sr、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ti、Zr及Hf中选择的元素的氧化物(包括复合氧化物)。尤其是优选使用Y2O3、La2O3、ThO2、ZrO2”(参见专利文献1的第4页第39~47行)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本再公表2004-107517号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术课题在于提供一种通过在中心电极及接地电极中的至少一方具备高温环境下的耐火花消耗性优异的端头而耐久性优异的火花塞。用于解决课题的方案用于解决所述课题的方案中,(1)一种火花塞,具备中心电极和与所述中心电极之间设有间隙地配置的接地电极,其特征在于,所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头,所述端头具有:以Ir为主成分的金属母材;及包含具有由通式ABO3表示
的钙钛矿结构的氧化物(A是从周期表的第2族元素选择的至少1种,B是从金属元素选择的至少1种)的至少1种的氧化物颗粒,在观察所述端头的截面时,所述氧化物颗粒占据的面积的比例为1%以上且13%以下。作为所述(1)的优选的形态,可列举如下的形态。(2)所述金属母材含有Rh,所述金属母材的结晶粒界存在的所述氧化物颗粒的个数M相对于所述端头含有的所述氧化物颗粒的全部个数N之比(M/N)为0.85以下。(3)在所述(1)或(2)的火花塞中,所述金属母材的结晶粒的平均粒径为3~150μm。(4)在所述(1)~(3)中的任一个火花塞中,所述氧化物颗粒的平均粒径为0.05~30μm。(5)在所述(1)~(4)中的任一个火花塞中,所述金属母材含有1质量%以上且35质量%以下的Rh。(6)在所述(5)的火花塞中,所述金属母材含有5质量%以上且20质量%以下的Ru。(7)在所述(1)~(6)中的任一个火花塞中,所述金属母材含有0.4质量%以上且3质量%以下的Ni。(8)在所述(1)~(7)中的任一个火花塞中,所述氧化物是SrZrO3、SrHfO3、BaZrO3及BaHfO3中的至少一种。(9)在所述(1)~(8)中的任一个火花塞中,所述端头为圆柱状,其直径R最大为1mm。(10)在所述(1)~(9)中的任一个火花塞中,在以经过所述端头的轴线的面切割而得到的切割面中,长度F与长度L之比即F/L为0.6以上,该长度F是通过对所述端头和所述中心电极和/或所述接地电极进行熔融而形成的熔融部在从所述端头的一侧面至另一侧面的范围内的表示所述端头与所述中心电极和/或所述接地电极的接合面的直线上的长度,该长度L是所述端头的在与所述轴线正交的方向上的长度。专利技术效果根据本专利技术,所述端头具有以Ir为主成分的金属母材和具有由通式ABO3表示的钙钛矿结构的氧化物颗粒,观察所述端头的截面时的所述氧化物颗粒占据的面积相对于观察区域的整个面积的比例为1%以上且13%以下,因此本专利技术的端头的高温环境下例如800℃以上的环境下的耐火花消耗性优异,能够提供出耐久性优异的火花塞。当所述金属母材含有Rh时,高温环境下的金属母材的耐氧化性提高。当金属母材的耐氧化性提高时,能够抑制金属母材的氧化消耗造成的氧化物颗粒的脱落。由此,当所述金属母材含有Rh时,能够充分发挥端头具有氧化物产生的耐火花消耗性的提高效果。但是,即使含有Rh,所述金属母材的结晶粒界与金属母材的结晶粒内相比也容易发生氧化。因此,与金属母材的结晶粒内相比,容易氧化的金属母材的结晶粒界存在的氧化物颗粒容易脱落。当氧化物颗粒脱落时,具有氧化物产生的耐火花消耗性的提高效果下降。因此,所述金属母材的结晶粒界存在的所述氧化物颗粒的个数相对于所述端头含有的所述氧化物颗粒的全部个数之比为特定的值以下时,能够成为耐消耗性更优异的端头,其结果是,能够提供耐久性更优异的火花塞。当所述金属母材的结晶粒的平均粒径为3~150μm的范围内时,能够抑制金属母材的脱落,因此能够成为耐火花消耗性更优异的端头,其结果是,能够提供出耐久性更优异的火花塞。若所述氧化物颗粒的平均粒径为0.05μm以上,则能够抑制存在于端头的表面的氧化物颗粒的飞散,而且,若所述氧化物颗粒的平均粒径为30μm以下,则能够降低氧化物颗粒从端头脱落时的氧化物的损失。由此,若所述氧化物颗粒的平均粒径为0.05~30μm的范围内,则氧化物能够充分地有助于端头的耐火花消耗性的提高。其结果是,能够提供出耐久性更优异的火花塞。若所述金属母材含有1质量%以上的Rh,则能够进一步抑制上述的高温环境下的金属母材的氧化。而且,若所述金属母材含有35质量%以下的Rh,则端头的熔点不会过度下降,能够成为耐火花消耗性优异的端头,其结果是,能够提供出耐久性优异的火花塞。若所述金属母材含有1质量%以上且35质量%以下的Rh、且含有
5质量%以上的Ru,则上述的高温环境下的金属母材的结晶粒界处的耐氧化性进一步提高。若金属母材的结晶粒界的耐氧化性提高,则能够抑制金属母材自身的脱落或存在于粒界的氧化物颗粒的脱落。由此,通过所述金属母材含有5质量%以上本文档来自技高网
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火花塞

【技术保护点】
一种火花塞,具备中心电极和与所述中心电极之间设有间隙地配置的接地电极,其特征在于,所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头,所述端头具有:以Ir为主成分的金属母材;及包含具有由通式ABO3表示的钙钛矿结构的氧化物的至少1种的氧化物颗粒,其中,A是从周期表的第2族元素选择的至少1种,B是从金属元素选择的至少1种,在观察所述端头的截面时,所述氧化物颗粒占据的面积的比例为1%以上且13%以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.24 JP 2014-0324031.一种火花塞,具备中心电极和与所述中心电极之间设有间隙地配置的接地电极,其特征在于,所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头,所述端头具有:以Ir为主成分的金属母材;及包含具有由通式ABO3表示的钙钛矿结构的氧化物的至少1种的氧化物颗粒,其中,A是从周期表的第2族元素选择的至少1种,B是从金属元素选择的至少1种,在观察所述端头的截面时,所述氧化物颗粒占据的面积的比例为1%以上且13%以下。2.根据权利要求1所述的火花塞,其特征在于,所述金属母材含有Rh,所述金属母材的结晶粒界存在的所述氧化物颗粒的个数M相对于所述端头含有的所述氧化物颗粒的全部个数N之比即M/N为0.85以下。3.根据权利要求1或2所述的火花塞,其特征在于,所述金属母材的结晶粒的平均粒径为3~150μm。4.根据权利要求1~3中任一项所述的火花塞,其特征在于,所述氧化物颗粒的平均粒径为0.05~30μm。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:角力山大典金丸智纪
申请(专利权)人:日本特殊陶业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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