具有体积稳定的电极材料的火花塞制造技术

火花塞具有一个或多个至少部分地由含铝的Ni基合金制成的电极。该合金为体积稳定的合金，其包括在Ni基质γ相中分布的γ'-相Ni3A1沉淀物。该沉淀物在合金用于制造电极之前形成于合金中且因此一旦用于高温环境中防止额外的Ni3Al沉淀物形成于合金中。这会防止合金的体积减小，合金体积减小可能会导致增加的火花间隙和火花塞故障。体积稳定的合金可通过Ni-Cr-Al-Fe合金的固溶处理、淬火和热老化而制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体而言涉及火花塞，和用于内燃机的其它点燃装置，且特定而言涉及用于火花塞的电极材料。
技术介绍
火花塞能用于起始内燃机中的燃烧过程。火花塞通常在发动机气缸或燃烧腔室中通过产生横穿在两个或两个以上的电极之间限定的火花间隙的火花而点燃气体，诸如空气/燃料混合物。火花点燃气体造成负责发动机动力冲程的发动机气缸中的燃烧反应。高温、高电压，燃烧反应的快速重复和在燃烧气体中腐蚀性材料的存在能造成苛刻的环境，而火花塞必须在这样的环境中起作用。这种苛刻的环境会促进电极的侵蚀和腐蚀，而电极的侵蚀和腐蚀会随着时间不利地影响火花塞性能，可能导致不发火或某些其它不需要的状況。 举例而言，镍(Ni)和Ni基合金，包括镍-铁-铬合金，如在根据UNS N06600规定并以商标名称Inconel 600 >Nicrofer 7615 和Ferrochronin 600 销售的那些,被广泛地用作火花塞电极材料。但是，这些材料易于出现高温氧化和其它降解现象，其能导致电极的侵蚀和腐蚀，从而增加了在中心电极与接地电极之间的火花间隙。在电极之间增加的火花间隙可能最終引起火花塞的不发火。为了减轻火花塞电极的侵蚀和腐蚀，已经使用了各种类型的贵金属及其合金，诸如由钼和铱制成的那些。但这些材料较为昂贵。因此，火花塞制造商有时试图通过仅在电极的点火顶端或在火花在该处横穿火花间隙跳跃的火花部使用这样的材料来最小化电极所用的贵金属量。
技术实现思路
根据ー实施例，提供ー种火花塞，其可包括金属壳体，其具有轴向内孔；绝缘体，其具有轴向内孔且至少部分地安置于金属壳体的轴向内孔内；中心电极，其至少部分地安置于绝缘体的轴向内孔内；以及，接地电极，其附连到金属壳体的自由端。中心电极、接地电极或二者包括镍基体积稳定合金，包括镍(Ni)、招(Al)和预先成形的Ni3Al相。根据另ー实施例，提供ー种制造用于火花塞的中心电极或接地电极的方法，包括下步骤(a)提供Ni基合金，其包括镍(Ni)和铝(Al) ； (b)加热Ni基合金且使得Ni3Al相形成于Ni基合金中；以及(c)用Ni基合金形成中心电极或接地电极的至少一部分。在中心电极或接地电极暴露于内燃机的燃烧腔室的高温环境之前Ni3Al相形成于Ni基合金中。附图说明将在下文中结合附图来描述本专利技术的优选示范性实施例，其中相同的附图标记相似元件且在附图中 图I为可使用下文所述的电极材料的示范性火花塞的截面 图2为自图I的示范性火花塞的点火端的放大视图，其中，中心电极具有呈单件铆钉形式的点火顶端且接地电极具有呈平垫形式的点火顶端； 图3为可使用下文所述的电极材料的另ー示范性火花塞的点火端的放大视图，其中，中心电极具有呈单件铆钉形式的点火顶端且接地电极具有呈圆柱形顶端形式的点火顶端; 图4为可使用下文所述的电极材料的另ー示范性火花塞的点火端的放大视图，其中，中心电极具有位于凹口中呈圆柱形顶端形式的点火顶端且接地电极无点火顶端； 图5为可使用下文所述的电极材料的另ー示范性火花塞的点火端的放大视图，其中，中心电极具有呈圆柱形顶端形式的点火顶端且接地电极具有从接地电极的轴向端延伸的呈圆柱形顶端形式的点火顶端； 图6为比较贵金属合金的侵蚀率与示范性体积稳定的合金的侵蚀率的条形 图7为分散于Ni基质中的Ni3Al沉淀物的示意表示，沉淀物具有球形区域；以及 图8为分散于Ni基质中的Ni3Al沉淀物的示意表示，沉淀物具有立方体形区域。具体实施例方式本文所述的电极材料可用于火花塞中和其它点燃装置中，包括エ业塞，航空点燃器、电热塞或用于点燃发动机中的空气/燃料混合物的任何其它装置。这包括但明确地并不限于在附图中所示和在下文中所述的示范性火花塞。而且，应了解电极材料可用于点火顶端中，点火顶端附连到中心电极和/或接地电极或者电极材料可用于实际的中心电极和/或接地电极本身中，仅举出几种可能性。电极材料的其它实施例和应用也是可能的。參看图I和图2,示出了示范性火花塞10,其包括中心电极12、绝缘体14、金属壳体16和接地电极18。中心电极或基电极构件12安置于绝缘体14的轴向内孔内且包括点火顶端20,点火顶端20突伸超过绝缘体14的自由端22。点火顶端20为单件铆钉,其包括火花表面32且由耐侵蚀和/或耐腐蚀材料制成，类似于下文所述的电极材料。在此特定实施例中，单件铆钉具有台阶形状，其包括直径扩大的头部段和直径縮小的圆柱形杆部段。点火顶端20可焊接，结合或以其他方式牢固地附连到中心电极12上。绝缘体14安置于金属壳体16的轴向内孔内且由诸如陶瓷材料的材料构造成，其足以使得中心电极12与金属壳体16电绝缘。绝缘体14的自由端22可突伸超过金属壳体16的自由端24，如图所示的那样，或者其可缩回到金属壳体16内。接地电极或基电极构件18可根据附图所示的常规L形配置构造或者根据某些其它布置构造，且附连到金属壳体16的自由端24。根据此特定实施例，接地电极18包括侧表面26，侧表面26与中心电极的点火顶端20相对且具有附连于其上的点火顶端30。点火顶端30呈平垫的形式且包括火花表面34，其与中心电极点火顶端20限定火花间隙G使得它们提供火花表面32、34，用于发射和接收横穿火花间隙的电子。中心电极12和接地电极18通常可由Ni或固体Ni合金构成。电极12、18中的任一个或ニ者可包括由具有高导热率的材料构成的芯36，诸如铜，以帮助将热传导远离点火顶端部位。在此特定实施例中，中心电极点火顶端20和/或接地电极点火顶端30可由本文所述的电极材料制成，但其并非电极材料仅有的应用。举例而言，如图3所示的那样，示范性的中心电极点火顶端40和/或接地电极点火顶端42也可由电极材料制成。在此情况下，中心电极点火顶端40为单件铆钉且接地电极点火顶端42为圆柱形顶端，其远离接地电极的侧表面26延伸一段显著距离。电极材料也可用于形成在图4中示出的示范性中心电极点火顶端50和/或接地电极18。在此实例中，中心电极点火顶端50为位于凹ロ或盲孔52中的圆柱形部件，凹ロ或盲孔52形成于中心电极12的轴向端。火花间隙G形成于中心电极点火顶端50的火花表面与接地电极18的侧表面26之间，接地电极18的侧表面26也充当火花表面。图5示出电极材料的又一可能应用，其中圆柱形点火顶端60附连到中心电极12的轴向端且圆柱形点火顶端62附连到接地电极18的轴向端。接地电极点火顶端62与中心电极点火顶端60的侧表面形成火花间隙G，且因此是略微不同于附图所示的其它示范性火花塞的点火端配置。同样，应了解上文所述的非限制性火花塞实施例仅为电极材料的可能用途中的某 些实例，因为其可在任何点火顶端、电极、火花表面或用于点燃发动机中的空气/燃料混合物的其它点火端部件中使用或采用。举例而言，下面的部件可由该电极材料形成中心电极和/或接地电极；中心电极点火顶端和/或接地电极点火顶端，其呈铆钉、圆筒、杆、柱、丝、球、丘状物、圆锥、平垫、圆盘、环、套筒等形状；中心电极点火顶端和/或接地电极点火顶端，其直接附连到电极上或经由ー个或多个中间、居间或应カ释放层而间接地附连到电极上；中心电极点火顶端和/或接地电极点火顶端，其位于电极的凹口内、嵌入于电极表面内、或位于电极外側，诸如套筒或其它环形构件；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：马书伟，
申请(专利权)人：美国辉门菲德尔莫古点火系统有限公司，
类型：发明
国别省市：