一种点火装置的电极制造方法及图纸

一种点火装置的电极，该电极由低镍合金制成，具有优良的耐高温氧化、硫化、腐蚀性磨损、变形和断裂等性能，该电极包含至少９０％重量的镍；锆；硼；以及铝、镁、硅、铬、钛、锰中的至少一种元素。锆／硼的重量比范围可在大约５－１５０之间变化，还可包括重量占合金０．０５－０．５％的锆，０．００１－０．０１％的硼。通过掺入与锆大致相同的量的铪可提高合金的耐氧性，该合金包括重量占合金０．００５－０．２％的铪。包含铝和硅的低镍合金电极以及包含铬、硅、锰和钛的低镍合金电极最适于用作火花塞电极。这些电极合金还包含作为痕量元素的钴、铌、钒、钼、钨、铜、铁、碳、钙、磷或硫中的至少一种，总体具有特定的最大含量值。点火装置可以是包含陶瓷绝缘体、传导外壳、中心电极和接地电极的火花塞。中心电极和接地电极中的一个或两个是由本发明专利技术的低镍合金制成。这些电极包含一核心，该核心的热传导能力比低镍合金的更大，比如铜或银或它们的合金。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由低镍合金(dilute nickel alloy)制成的耐热、耐氧化、耐硫化、抗 裂的高性能电极，该合金包含合金添加元素锆和硼，更具体的，是一种用于点火装置的电 极，例如内燃机的火花塞，火炉等等。
技术介绍
火花塞是一种延伸到内燃机的燃烧室的火花点火装置，通过产生火花来引燃空气 燃料混合物。发动机工艺的最新发展是通过提高工作温度来改进发动机的效率。但是该较 高工作温度使得火花塞电极逼近材料性能的临界值。目前，UNS N06600规定的镍_铁_铬 镍基合金，例如以Inconel 60(T， Nicrofer 7615*和Ferrochronin 60(T作为商品名称而销售的那些，以及各种低镍合金，作为火花塞的电极材料被广泛应用。低镍合金是高含量 镍合金，通常镍的含量占合金重量的90%以上，另外掺入少量的各种合金元素，例如硅、铝、 钇、铬、钛、钴、鸨、钼、铌、钒、铜、f丐、锰等，来提高纯镍的高温性能，包括提高耐高温氧化、硫 化和相关的腐蚀性磨损，以及由于设备操作中的反复热机械应力引起的变形、开裂和断裂。 众所周知，低镍合金的耐高温氧化性能随着工作温度的升高而降低。由于高度氧 化的燃烧环境，包括由高温氧化和硫化引起的变形和断裂在内的腐蚀性磨损产生并在最高 工作温度时恶化。在工作温度的上限(例如140(T F)时，抗拉强度、蠕变断裂强度和疲劳 强度都极大地降低，这将导致电极变形、开裂和断裂。由于电极设计、特定操作条件和其他 因素的影响，这些高温现象各自或共同导致火花塞间隙的不良扩大，导致点火装置和相关 发动机的性能的降低。在极端的情况下，由高温现象引起的电极的变形和断裂可能导致电 极、点火装置和相关发动机的故障。在诸如赛车用发动机等竞技型应用中，这些故障类型和 故障影响尤其成问题。 据此，需要开发一种由低镍合金制成的高性能电极，该电极具有优良的耐高温氧 化、硫化和相关的腐蚀性磨损性能，以及优良的高温抗拉强度、蠕变断裂强度、疲劳强度、抗 开裂和断裂性能。
技术实现思路
—方面，本专利技术包括一种点火装置的电极，该电极具有优良的耐高温氧化、硫化和 相关的腐蚀性磨损性能，以及优良的高温抗拉强度、蠕变断裂强度、疲劳强度、抗开裂和断 裂性能，该电极由低镍合金制成，该低镍合金包含至少90%重量的镍；锆；硼；以及铝、镁、 硅、铬、钛、锰中的至少一种元素。其中作为少量合金元素的铝、硅、铬、钛、锰可以任意组合 和相对量掺入，也可六种元素全部掺入。与单独掺入锆或硼相比，同时掺入锆和硼能够协 同作用于提高合金的性能。锆和硼的重量比Zr/B大约为5-150，优选为50-100，更优选为 70-80。根据电极合金的需要，锆和硼的量可以是任意的，这些组分的优选的上限为锆的重 量大约占2.74%或更少，硼的重量大约占3.50%或更少。锆的量优选为比硼的量多。包含 少量元素的低镍合金中，最有效的锆的重量范围占合金的O. 005-0. 5%，硼的重量范围占合金的0. 001-0. 01%，该少量元素是铝和硅；铝、硅和钇；铬、硅、锰和钛的组合。 另一方面，为了提高耐氧性，本专利技术的低镍电极还可掺入稀土合金添加元素，该稀 土合金添加元素包括钇、镧、铈和钕中的至少一种稀土元素。另一方面，为了进一步提高耐 氧性，本专利技术的电极还可包含铪。 另一方面，本专利技术的低镍电极还可包含痕量元素，该痕量元素包含钴、铌、钒、钼、 钨、铜、铁、碳、钙、磷或硫中的至少一种。 另一方面，本专利技术的低镍电极包含作为少量合金元素的硅和铝。含有作为少量合 金元素的硅和铝的本专利技术的一种低镍电极的一个例子是一种合金，该合金包含重量占合 金1. 0-1. 5 %的铝；1. 0-1. 5 %的硅；0. 005-0. 5 %的锆；0. 001-0. 01 %的硼和实质是镍的 剩余组分。更具体地说，含有作为少量合金元素的硅和铝的本专利技术的一种低镍电极是一 种合金，该合金包含1.0-1.5%的铝；1.0-1.5%的硅；0. 005-0. 5%的锆；0. 001-0. 01%的硼；0. 1-0. 2%的钇和作为剩余组分的镍和痕量元素。更具体，含有作为少量合金元素的硅 和铝的本专利技术的一种低镍电极是一种合金，该合金包含1.0_1.5%的铝；1.0_1.5%的硅；0. 005-0. 5%的锆；0. 001-0. 01%的硼；0. 1-0. 2%的紀；0. 005-0. 2%的铪和作为剩余组分的镍和痕量元素。 另一方面，本专利技术的低镍电极可包含作为少量合金元素的铬、硅、锰和钛。含有作 为少量合金元素的铬、硅、锰和钛的本专利技术的一种低镍电极的一个例子是一种合金，该合金 包含重量占合金1.65-1. 90%的铬；0. 35-0. 55%的硅；1.80-2. 10%的锰；0. 20-0. 40% 的钛；0. 005-0. 5%的锆；0. 001-0. 01 %的硼和实质是镍的剩余组分。更具体地说，含有 作为少量合金元素的铬、硅、锰和钛的本专利技术的一种低镍电极是一种合金，该合金包含1. 65-1. 90%的铬；0. 35-0. 55%的硅；1. 80-2. 10%的锰；0. 20-0. 40%的钛；0. 005-0. 5% 的锆；0. 001-0. 01%的硼；0. 005-0. 2%的铪和作为剩余组分的镍和痕量元素。 另一方面，该点火装置是一种火花塞，该火花塞具有一大致环形的陶瓷绝缘体；围绕陶瓷绝缘体的至少一部分的一传导外壳；设置于陶瓷绝缘体内的一中心电极，该电极具 有一接线柱端和一具有中心电极点火表面的点火端；操作连接于外壳的一接地电极，该电 极具有一接地电极点火表面，该表面临近所述中心电极点火表面，所述中心电极点火表面 和所述接地电极点火表面之间形成一火花隙；其中，所述中心电极或接地电极中的至少一 个是本专利技术的电极。 火花塞还可具有一点火尖端，该点火尖端附着在中心电极或接地电极中的至少一 个上，其中，该点火尖端含有金、金合金、钼族金属或钨合金中的一种。铂族金属点火尖端可 包含铂、铱、铑、钯、钌和铼中的至少一种元素，包括这些金属的任意组合而成的合金。铂族 金属还可包含作为合金添加元素的镍、铬、铁、锰、铜、铝、钴、鸨、钇、锆、铪、镧、铈和钕中的至少一种元素。 另一方面，火花塞具有一运行于阳极或阴极之一的中心电极和一运行于接地电位 的接地电极。 本专利技术的合金和含有由该合金制成的电极的火花塞克服了火花塞和合金的现有 技术中的某些缺点和不足，提供一种低镍合金材料，该材料显示出良好的耐高温氧化/硫 化、腐蚀、变形和断裂的性能。附图说明 为了更清楚地说明本专利技术的上述和其他特征及优点，以下结合附图对本专利技术进行 详细描述，其中 图1是根据本专利技术的典型的火花塞的局部截面视图，包含外壳和由镍-铁-铬镍基合金制成的中心电极； 图2是图1中区域2的截面视图； 图3是图1中区域2的截面视图，示出了具有热传导核心的另一种电极配置； 图4是根据本专利技术的典型的具有高温点火尖端的火花塞的局部截面视图，包含外 壳和由镍_铁_铬镍基合金制成的中心电极； 图5是图4中区域5的截面视图； 图6是图4中区域5的截面视图，示出了图4中具有热传导核心的另一种电极配置。具体实施例方式如图1-6所示，本专利技术是一种用于点燃燃料/空气混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火装置的电极，所述电极由合金制成，所述合金包含：至少９０％重量的镍；锆；硼；以及铝、硅、铬、钛、锰中的至少一种元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾里纳勒维纳，詹姆斯D吕科瓦基，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔点火公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]