具有由至少三元的合金制成的密封部的火花塞制造技术

一种火花塞，该火花塞带有壳、布置在该壳中的绝缘体、布置在该绝缘体中的中心电极、布置在壳处的搭铁电极以及带有至少一个密封元件，其中，所述至少一个密封元件被布置在壳处，特别是绝缘体和壳之间，其特征在于，所述至少一个密封元件由至少三元的合金制成，其中，该合金含有铜（Cu）作为主要组成部分。

Spark plug having a sealing portion made of an alloy of at least three

A spark plug with the spark plug shell, is arranged in the shell of an insulator, arranged in the insulator, a center electrode is arranged in the shell of the ground electrode and is provided with at least one sealing element, wherein the at least one sealing element is arranged in the shell, especially between insulator and shell, which is characterized in that at least one of the sealing element is made of alloy made of at least three yuan, of which, the alloy containing copper (Cu) as the main part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术基于按独立权利要求的前序部分所述的火花塞。在目前的火花塞中，在火花塞的不同的部位上使用密封部或密封元件，因此安装在马达机体中或火花塞孔中的火花塞相对于处在燃烧室内的气体是气密的。除了用于密封火花塞壳-火花塞孔过渡区的外部的密封部外，还存在至少一个内部的密封部，它也被称为内部的密封盘或内部的密封圈，它密封了在壳和绝缘体之间的间隙。基于对火花塞密封部以及特别是对内部的密封部的特殊的要求，例如耐温性和可变形性，在火花塞中使用例如由钢或铜或铝制成的金属密封部。内部的密封部应当在火花塞所承受的约-40℃至约350℃的整个温度范围内都可靠地密封了在火花塞壳和火花塞绝缘体之间的间隙。因此本专利技术所要解决的技术问题是，提供有更好的密封效果的火花塞。专利技术优势本专利技术基于这样的认识，即，对火花塞来说理想的密封元件，例如内部的密封部，由一种满足不同的要求、例如良好的可变形性、耐腐蚀性和耐温性的材料制成。使用在火花塞中的密封元件总体上应当是耐压的，尤其耐受直至200bar的压力，以便在马达运行中承受住燃烧室内支配的压力，以及应当优选气密地封闭在有待密封的部件之间的间隙，这就是说，在有待密封的部件之间的过渡区的泄漏速率理想地小于10-7mbar*l/s。每种由现有技术公开的用于火花塞的密封元件，尤其是用于内部的密封部的材料，都具有有利的以及不那么有利的或不期望的材料特性。材料铜和铝的特征例如在于良好的可变形性和很高的导热率以及相比钢的特别好的耐腐蚀性。与此相反，钢通常具有比铜或铝更高的硬度。如在大多数密封部中那样，在金属的密封元件中，密封效果也通过金属的密封元件在有待密封的部件之间的夹住达到。在此，密封元件必然变形。材料的可变形性在此取决于不同的材料特性，例如取决于断裂应变A或弹性模量E，以及取决于外部的条件，例如温度。在金属的密封元件中，典型地发生了在塑性变形的区域内的变形，其中，弹性变形的区域首先经历变形。断裂应变A在此是衡量材料在它破裂前能超过其弹性的变形区域变形到什么程度的量。弹性模量E是衡量材料对抗特别是弹性的变形或变形力的阻力的量。弹性模量越小，那么人们就可以更方便在第一近似中使材料变形。概念耐温通常指的是，材料或部件不会与温度相关地改变或恶化自己的初始功能，例如在密封元件中的密封。耐温性可以针对不同的方面加以评判，例如针对形状稳定性或针对化学稳定性或耐腐蚀性。总体上被证实有利的是，适用于内部的密封部的材料对直至至少550℃的温度而言都是耐温的。形状稳定性通常指的是，材料即使在温度变化时也保持其形状或几何特征。材料的硬度或材料的硬度的变化作为温度的函数是衡量形状稳定性的一个量。为了确定材料的硬度，存在不同的检验方法。在此说明的硬度值按维氏方法确定（DINENISO6507-1至6507-4）。化学稳定性或耐腐蚀性（DINENISO8044：1999腐蚀）通常指的是，材料即使在周边环境温度变化时相对于与其周边环境的物理化学的相互作用也是稳定的。其中，物理化学的相互作用可能导致材料的特性的改变，这种改变又可能导致材料的功能或由该材料制成的构件的功能受到巨大损害。对按本专利技术的材料来说，这就是说，用于密封元件的材料在典型在火花塞的运行中出现的条件下应当是耐氧化的和/或耐腐蚀的和/或形状稳定的，特别是在直至200bar的压力和直至400℃的温度下，因此所述密封材料在运行期间不会丢失其密封特性且火花塞具有更长的使用寿命。材料的良好的导热率附加地正好在该材料被使用在火花塞内的内部的密封部的情况中是有利的。火花塞吸收来自燃烧室的热量，在此，通过布置在绝缘体和已冷却的壳之间的密封元件实现了初级的导热，以便冷却中心电极和火花塞的绝缘体。由一种具有很糟的导热率的材料制成的密封元件可能以不期望的方式改变火花塞的热性能。带有独立权利要求的特征部分的特征的按本专利技术的火花塞相比现有技术具有这样的优势，即，火花塞的至少一个密封元件由一种材料制成，其中，该材料具有尽可能多的期望的材料特性。通过使至少一个密封元件由至少三元的合金制成且该合金含有铜（Cu）作为主要组成部分，获得了这样的优势，即，合金具有铜的期望的材料特性，例如良好的可变形性、良好的导热率和/或热膨胀系数。在合金中，铜是主要组成部分，这就是说，铜是合金中有最大的单独份额的元素。其它有利的设计方案是从属权利要求的主题。业已被证实有利的是，合金具有不少于40%的重量百分比的Cu份额。Cu份额优选不少于47%的重量百分比。在第一种有利的改型方案中可以规定，在合金中的Cu份额不大于70%的重量百分比。Cu份额尤其不大于64%的重量百分比。可以附加或备选地有利地规定，合金含有镍（Ni）。合金中的Ni份额有利地不少于7%的重量百分比，特别是不少于10%的重量百分比。可以附加或备选地考虑，合金中的Ni份额不大于30%的重量百分比，尤其不大于26%的重量百分比或不大于25%的重量百分比。通过将镍掺杂到合金中，改善了合金的耐腐蚀性和强度或硬度。总体上被证实有利的是，合金含有锌（Zn）。合金的Zn份额有利地不少于10%的重量百分比和/或不大于50%的重量百分比。特别有利的是合金中Zn份额不小于15%的重量百分比和/或不大于42%的重量百分比。通过将锌掺杂到合金中，提高了合金的强度或硬度。同时通过Zn份额降低了合金的材料成本。通过铜、镍和锌在合金中以所说明的量比的组合，获得了这样的技术效应，即，合金具有比钢更高的耐腐蚀性和更好的可变形性或更好的弹性以及具有比纯铜更高的强度或更高的硬度。特别是基于更高的耐腐蚀性而让合金适合使用在火花塞中，因为所述合金在火花塞运行期间抵挡住了燃烧室中很高的温度和侵略性的周边环境条件。在上面提到的浓度范围中，镍和锌在铜中是完全可溶解的，这就是说，形成了一种均质的合金（α-混晶），其不具有或几乎不具有带有变化的元素浓度的区域，因而合金的材料特性在空间上是恒定不变的。合金还可以含有其它的元素，例如铅（Pb）、铁（Fe）和/或锰（Mn）。铅在合金中的份额典型地为直至2.5%的重量百分比。铅改善了合金的可加工性，例如在车削、铣削、钻孔或其它对应DIN8589-0至DIN8589-17的加工技术中。通过将锰添加到合金中，减小了合金的退火脆性（Glühbrüchigkeit），这就是说，减小材料在高温下断裂的倾向。锰在合金中的份额例如为直至0.7%的重量百分比。在第二种有利的改型方案中可以规定，合金中的Cu份额不小于75%的重量百分比。Cu份额尤其不小于98%的重量百分比。可以附加或备选地有利地规定，合金含有铬（Cr），尤其其中，Cr在合金中的份额尤其不小于0.2%的重量百分比。也可以备选或附加地规定，合金中的Cr份额不大于1%的重量百分比，特别是不大于0.6%的重量百分比。可以附加或备选地有利地规定，合金含有钛（Ti），其中尤其，Ti在合金中的份额尤其不小于0.05%的重量百分比。也可以附加或备选地规定，合金中的Ti份额不大于0.15%的重量百分比，特别是不大于0.1%的重量百分比。可以附加或备选地有利地规定，合金含有硅（Si），其中尤其，Si在合金中的份额不小于0.01%的重量百分比或尤其不小于0.02%的重量百分比。也可以备选或附加地规定，合金中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞（1），该火花塞具有壳（3）、布置在该壳（3）中的绝缘体（2）、布置在该绝缘体（2）中的中心电极（8）、布置在所述壳（3）处的搭铁电极（9）以及具有至少一个密封元件（11），其中，所述至少一个密封元件（11）被布置在壳（3）处，特别是布置在所述绝缘体（2）和壳（3）之间，其特征在于，所述至少一个密封元件（11）由至少三元的合金制成，其中，该合金含有铜（Cu）作为主要组成部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.27 DE 102014217084.21.一种火花塞（1），该火花塞具有壳（3）、布置在该壳（3）中的绝缘体（2）、布置在该绝缘体（2）中的中心电极（8）、布置在所述壳（3）处的搭铁电极（9）以及具有至少一个密封元件（11），其中，所述至少一个密封元件（11）被布置在壳（3）处，特别是布置在所述绝缘体（2）和壳（3）之间，其特征在于，所述至少一个密封元件（11）由至少三元的合金制成，其中，该合金含有铜（Cu）作为主要组成部分。2.按照权利要求1所述的火花塞（1），其特征在于，Cu在所述合金中的份额不小于40%的重量百分比，尤其不小于47%的重量百分比。3.按照权利要求1或2所述的火花塞（1），其特征在于，所述合金含有镍（Ni），其中尤其，Ni在该合金中的份额尤其不小于7%的重量百分比，特别是不小于10%的重量百分比和/或不大于30%的重量百分比，特别是不大于25%的重量百分比。4.按照前述权利要求任一项所述的火花塞（1），其特征在于，所述合金含有锌（Zn），其中，Zn在该合金中的份额尤其不小于10%的重量百分比，特别是不小于15%的重量百分比，和/或不大于50%的重量百分比，特别是不大于42%的重量百分比。5.按照权利要求3至4任一项所述的火花塞（1），其特征在于，所述合金含有铅（Pb），特别是含有高达2.5%的重量百分比的铅。6.按照权利要求3至5任一项所述的火花塞（1），其特征在于，所述合金含有锰（Mn）和/或铁（Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：H克雷布斯，S拉特格贝尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE