火花塞制造技术

一种火花塞，包括金属外壳（１０）、固定在金属外壳（１０）中的绝缘体（２０）、固定在绝缘体（２０）中的中央电极（３０）、经由火花放电间隙（５０）与中央电极（３０）相对的接地电极（４０）以及形成在金属外壳（１０）和垫片（１２）表面上的保护涂层。保护涂层（１５）包括形成在金属外壳（１０）和垫片（１２）表面上的电镀薄膜（１５ａ）和随后层压在电镀薄膜（１５ａ）上的铬酸盐薄膜（１５ｂ）。铬酸盐薄膜（１５ｂ）无六价铬并且包含三价铬作为一种主要成分。铬酸盐薄膜（１５ｂ）具有不小于０．０５微米且不大于０．１８微米的薄膜厚度，并且铬酸盐薄膜（１５ｂ）包含一种比锌具有更强的抗氧化性的金属成分。另外，铬酸盐薄膜（１５ｂ）具有在从室温至１８０℃的范围内都等于或小于１ＧＰａ的薄膜硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括形成于金属构件表面上的保护涂层的火花塞，根据本专利技术，该保护涂层包括一层形成于该金属构件表面上的电镀薄膜，随后无六价铬的铬酸盐薄膜连续地层压到该电镀薄膜上。
技术介绍
一般而言，火花塞包括一个金属外壳、一个固定在金属外壳中的绝缘体、一个固定在绝缘体中的中央电极和经由一个火花放电间隙与中央电极相对的接地电极。根据这种火花塞，耐蚀保护涂层形成于金属构件的表面上，例如该金属构件为金属外壳或者为提供在该金属外壳外表面周围的垫片(例如，可以参见日本已经公开的编号为No.2000-252042的专利申请，与之相对应的美国专利为No.6,236,148)。该保护涂层包括提供于金属构件表面上的电镀薄膜和随后层压于电镀薄膜上的铬酸盐薄膜。铬酸盐薄膜为无六价铬的铬酸盐薄膜并且包含三价铬作为主要的成分。该铬酸盐薄膜替换了传统使用的铬酸盐薄膜，而传统使用的铬酸盐薄膜包含被认为会对环境带来不利影响的六价铬。根据这种保护涂层，铬酸盐薄膜具有0.2微米至0.5微米的足够薄膜厚度以保证对酸具有良好的抗腐蚀性。另外，该铬酸盐薄膜基本上不包含六价铬，并且从环境保护的角度来看该铬酸盐薄膜非常好。然而，本专利技术的专利技术者通过实验方法证实，安装工作期间，在金属外壳的螺纹拧紧部处传统保护涂层的铬酸盐薄膜会产生剥离，因为传统的铬酸盐薄膜具有0.2微米至0.5微米的较大薄膜厚度。而且，垫片具有折叠形状，这样它可以装配进金属外壳圆柱形外表面周围的螺纹拧紧部的近端中。因为垫片受到很大的弯曲应力，所以由于该弯曲应力铬酸盐薄膜会导致剥离或裂纹。抗腐蚀性会减弱。为了解决这个问题，可以减少铬酸盐薄膜的薄膜厚度，这样就可以抑制在弯曲应力等等作用下薄膜中导致的剥离或裂纹。然而，当薄铬酸盐薄膜受到损坏时它更容易被腐蚀。另外，硬铬酸盐薄膜具有导致剥离或裂纹的趋势。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术可应用于具有保护涂层的火花塞，其中该保护涂层包括形成在金属构件表面上的电镀薄膜以及随后层压在电镀薄膜上的无六价铬的铬酸盐薄膜。本专利技术的一个目的是，即使在铬酸盐薄膜厚度减小以消除铬酸盐薄膜在弯曲应力等作用下产生剥离或裂纹时，也可以保证足够的抗腐蚀性。为了达到上述和其它相关的目的，本专利技术提供了第一火花塞，其包括金属外壳、固定在金属外壳上的绝缘体、固定在绝缘体上的中央电极和经由火花放电间隙与中央电极相对的接地电极，以及形成在金属构件或的表面上的保护涂层。第一火花塞的保护涂层包括形成在金属构件表面上的电镀薄膜和随后层压到电镀薄膜上的铬酸盐薄膜。第一火花塞的铬酸盐薄膜无六价铬并且包含三价铬作为一种主要成分。另外，本专利技术的第一火花塞的特征在于铬酸盐薄膜具有不小于0.05微米且不大于0.18微米的薄膜厚度，并且铬酸盐薄膜包含一种比锌具有更强的抗氧化性的金属成分。首先，根据本专利技术的第一火花塞，铬酸盐薄膜的薄膜厚度不小于0.05微米且不大于0.18微米。因此，第一火花塞的铬酸盐薄膜比传统的铬酸盐薄膜薄，由此当在该薄膜上施加弯曲应力等时，它能够抑制剥离或裂纹的产生。另外，如果保护涂层由于剥离或裂纹而损坏，保护涂层会出现开孔，金属构件的表面经过该孔就暴露出来了。然而，根据本专利技术的第一火花塞，在这种情形下具有强抗氧化性的金属成分可以与锌发生反应并且由此形成或重构薄膜。换句话说，根据本专利技术的第一火花塞的保护涂层在它的再造保护薄膜的能力中具有自修复功能。如果铬酸盐薄膜的薄膜厚度大于0.18微米，铬酸盐薄膜就会太厚。因此，当薄膜受到弯曲应力等时在薄膜上将会出现许多剥离或裂纹。另一方面，如果铬酸盐薄膜的薄膜厚度小于0.05微米，那么铬酸盐薄膜就会因太薄并且总量太少而不能保证充分地获得上述薄膜再生作用。即，根据本专利技术的第一火花塞，铬酸盐薄膜的薄膜厚度设置成一个不小于0.05微米且不大于0.18微米的值。这样设置就有效地抑制了薄膜由于弯曲应力等而产生剥离或裂纹。即使保护涂层由于剥离或裂纹而损坏，比锌具有更强的抗氧化性的金属成分也可以再造或重构薄膜。本专利技术的专利技术者用实验方法证实了这个机构，该机构将会在后面参照图8进行描述。因此，本专利技术可用于具有保护涂层的火花塞，该保护涂层包括形成在金属构件表面上的电镀薄膜和随后层压到电镀薄膜上的无六价铬铬酸盐薄膜。即使铬酸盐薄膜厚度减小以消除铬酸盐薄膜在弯曲应力等作用下产生剥离或裂纹时，也可以保证令人满意的抗腐蚀性。在这种情形下根据本专利技术的第一火花塞，优选金属成分是从由钴、镍、钼、锰和镧系元素构成的组中选取的至少一种。另外，根据本专利技术的第一火花塞，优选金属成分是钴并且重量比Co/Cr不小于0.05且不大于0.4，还在于重量比Co/Cr表示包含在铬酸盐薄膜中的钴元素与铬元素的重量比。本专利技术是基于实验论证的(参见图9所示的实验数据)。当铬酸盐薄膜中的Co/Cr重量比不小于0.05且不大于0.4时，具有不小于0.05微米且不大于0.18微米的薄膜厚度的铬酸盐薄膜可以获得实际足够的抗腐蚀性。如果铬酸盐薄膜中的Co/Cr重量比小于0.05，Co的数量对薄膜再生所起到的作用就会很小而难以充分地获得上述的薄膜再生作用。另一方面，如果铬酸盐薄膜中的Co/Cr重量比大于0.4，Co的数量将会太大并且因此铬酸盐薄膜将会过硬。从较厚的薄膜易于导致许多剥离或裂纹的事实来看，上述薄膜再生作用将会消除。另外，本专利技术提供了第二火花塞，它包括金属外壳、固定在金属外壳上的绝缘体、固定在绝缘体上的中央电极和经由火花放电间隙与中央电极相对的接地电极以及形成在金属构件表面上的保护涂层。第二火花塞的保护涂层15包括形成在金属构件表面上的电镀薄膜和随后层压到电镀薄膜上的铬酸盐薄膜。第二火花塞的铬酸盐薄膜无六价铬并且包含三价铬作为一种主要成分。另外，本专利技术的第二火花塞的特征在于铬酸盐薄膜具有不小于0.05微米且不大于0.18微米的薄膜厚度，并且铬酸盐薄膜具有在室温下等于或小于1GPa的薄膜硬度。根据本专利技术的第二火花塞，铬酸盐薄膜的薄膜厚度不小于0.05微米且不大于0.18微米。因此，本专利技术的第二火花塞的铬酸盐薄膜比传统的铬酸盐薄膜薄。此外，根据本专利技术的第二火花塞，薄膜硬度在室温时等于或小于1GPa。因此，根据此专利技术的第二火花塞的铬酸盐薄膜较软。因此，当在这些薄膜上施加弯曲应力等时，可以抑制剥离或裂纹的产生。因此，本专利技术可用于具有保护涂层的火花塞，该保护涂层包括形成在金属构件表面上的电镀薄膜和随后层压到电镀薄膜上的无六价铬的铬酸盐薄膜。根据本专利技术的第二火花塞，即使在铬酸盐薄膜厚度减小以消除铬酸盐薄膜在弯曲应力等作用下产生剥离或裂纹时，也可以保证令人满意的抗腐蚀性。在这种情形下，根据本专利技术的第二火花塞，优选在从室温至180℃的范围内铬酸盐薄膜的薄膜硬度都等于或小于1GPa。根据此配置，用于铬酸盐薄膜的热处理温度可以设置为较高的值。因此，在发动机中铬酸盐薄膜的温度可以大约升高到180℃，当火花塞安装在发动机中时，铬酸盐薄膜也具有足够的抗腐蚀性。另外，根据本专利技术的上述第一或第二火花塞，优选金属构件是配备在金属外壳外表面周围的垫片。由于它的结构特征，垫片受到了较大的弯曲应力。因此，它能够有效地适应本专利技术的上述铬酸盐薄膜配置。另外，根据本专利技术的上述第一或第二火花塞，优选金属构件为金属外壳。因为很容易理解，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞，包括：金属外壳（１０）；固定在所述金属外壳（１０）中的绝缘体（２０）；固定在所述绝缘体（２０）中的中央电极（３０）；经由火花放电间隙（５０）与中央电极（３０）相对的接地电极（４０），和形成于金属构件（１０，１２）表面的至少一部分上的保护涂层（１５），所述保护涂层（１５）包括形成在金属构件表面上的电镀薄膜（１５ａ）和随后层压到电镀薄膜（１５ａ）上的铬酸盐薄膜（１５ｂ），其中所述铬酸盐薄膜（１５ｂ）无六价铬并且包含三价铬作为一种主要成分，其特征在于，所述铬酸盐薄膜（１５ｂ）具有不小于０．０５微米且不大于０．１８微米的薄膜厚度，并且所述铬酸盐薄膜（１５ｂ）包含一种比锌具有更强的抗氧化性的金属成分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木博文，天草圣二，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]