專利名稱：點火塞及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點火塞，其包括一內(nèi)導(dǎo)體、一包裹所述內(nèi)導(dǎo)體的絕緣套、一包裹所述絕緣套的點火塞本體以及用于形成點火間隙的第一、二電極，其中第一電極為中心電極， 其與所述內(nèi)導(dǎo)體電氣連接；第二電極為接地電極，其與所述點火塞本體電氣連接，且至少在第一、二電極其中一電極上設(shè)有貴金屬區(qū)域，該貴金屬區(qū)域緊鄰點火間隙并主要由鉬金、銥金或者兩者的合金組成，另外還包括至少一種脆性金屬。
背景技術(shù)：
如上所述這種類型的點火塞在專利文件EP 2 012 397 A2中已經(jīng)被公開。在已被熟知的這種點火塞中，貴金屬區(qū)域通過一鑄模件組成。所述鑄模件被焊接于一下部的接地電極(ground electrode)上。作為組成鑄模件的貴金屬材料，鉬金、銥和由此組成的合金都可作為該貴金屬材料。在之前的文件中還提到了一些作為進一步的技術(shù)改進可被使用的合金成分，而在所述的這些合金成分中包括一些脆性金屬，特別是銠、銥、鋨、釕和鎢。利用這些貴金屬材料組成的點火電極，可保持良好的防燒毀(burn-off)的性能， 從而可使得點火塞得到長時間的服務(wù)壽命。作為合金成分的脆性金屬的使用使得貴金屬區(qū)域的金屬也呈現(xiàn)脆性，而且其處理也相當?shù)膹?fù)雜。其形成過程熱別是鑄模生產(chǎn)過程特別復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種更容易生產(chǎn)制造的點火塞。本發(fā)明目的通過如下過程實現(xiàn)，主要包括鉬金和/或者銥組成的基礎(chǔ)金屬的貴金屬區(qū)域，在貴金屬區(qū)域外側(cè)設(shè)置一脆性金屬的覆層，該覆層金屬的脆性大于基礎(chǔ)金屬。本發(fā)明所述的點火塞更容易制作完成。使用一相對有韌性的材料制作貴金屬區(qū)域的基礎(chǔ)金屬，這類金屬在制作過程中相對容易制作和成型。一旦所述貴金屬區(qū)域形成了其最終的外形，將在其外部涂覆一脆性金屬覆層。所述覆層主要包括一脆性金屬，特別是銠、 銥、鋨、釕和鎢或者這些物質(zhì)的混合物，這些金屬材料相當脆且難于通過一些金屬成型方式進行加工，脆性金屬通過覆層來制作更為簡單，其脆性程度不會受到涂覆的影響。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，貴金屬區(qū)域的基礎(chǔ)金屬主要由鉬金組成，且覆層主要由銠金屬組成。特別地，用含有20%銠材料的覆層涂覆于貴金屬區(qū)域表面時更為合適。令人意想不到的是，本發(fā)明在運行點火塞時可得到更高的使用壽命。通過本發(fā)明所述的點火塞具有意想不到的抗燒毀能力，特別是通過冶金融化的貴金屬區(qū)域制作成的火花塞使用壽命的增加，這也是除了更容易制作外更顯而易見的一個優(yōu)點。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，所述覆層還包含一稀土金屬，特別是釔、鑭和/或者鈰等金屬，通過添加這些稀土金屬，其抗燒毀性能得到更進一步的改善。更進一步，當所述覆層為電鍍層時，所述的脆性金屬，特別是銠，通過電鍍可更簡單的完成制作。特別地，已知的“墊料鍍工藝(pad-plating process)”被應(yīng)用于在其一端設(shè)置有一海綿吸水的材料，內(nèi)部包含有電解溶液，從該電解溶液中，金屬逐漸涂覆于貴金屬區(qū)域的表面，所述電鍍覆層因此簡單地、有效率地自動覆蓋，金屬覆層的層厚在0. 1到1微米的范圍內(nèi)，特別是0. 1到0.5微米的范圍內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種前序部分所述類型的點火塞的制造方法。為了做到這些，主要包括鉬金、銥或者兩者合金的基礎(chǔ)金屬形成一貴金屬區(qū)域，將貴金屬區(qū)域形成最終外形，隨后該貴金屬區(qū)域外部涂覆脆性金屬覆蓋。此方法具有如下優(yōu)點，在制造過程中該貴金屬區(qū)域的基礎(chǔ)金屬仍然是相對比較有延展性的，換而言之，基礎(chǔ)金屬在加工和成型過程中比較容易加工。在所述基礎(chǔ)金屬中不需要包含脆性金屬，只有一旦當所述貴金屬區(qū)域形成其最終形狀后，再在基礎(chǔ)金屬的表面覆蓋一脆性金屬覆層。故所述脆性金屬覆層只是在所述貴金屬區(qū)域不在需要進行其他成型工序后才添加上去。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，可能可以證明所述貴金屬區(qū)域，一旦形成其最終的形狀后，在其表面涂覆覆層且隨后將其設(shè)置于電極上并與電極相連。此實施方式具有如下優(yōu)點，貴金屬區(qū)域在于電極相連前已經(jīng)完全制作完成。作為本發(fā)明優(yōu)選的另一實施方式，在所述貴金屬區(qū)域設(shè)置于電極上且在覆蓋覆層前與電極相連，隨后將覆層覆蓋于此貴金屬區(qū)域附屬的電極上。為了做到這點，至少貴金屬區(qū)域被一脆性金屬覆蓋。可以在所述貴金屬區(qū)域的周邊區(qū)域也覆蓋覆層。從而保證在連接區(qū)域，特別是合金區(qū)域，在電極和貴金屬區(qū)域之間也覆蓋有覆層。更進一步還可證明，當所述貴金屬區(qū)域的基礎(chǔ)金屬設(shè)置于電極上并與之相連時，至少所述貴金屬區(qū)域已經(jīng)形成了其最終的形狀，且至少在所述貴金屬上已覆蓋有覆層，在所述貴金屬區(qū)域附著于電極后完成加工的過程中，此程序是特別有益處的。利用激光或者電弧焊接工藝將所述貴金屬區(qū)域連接于電極上是特別適合的。鑒于隨后將所述貴金屬區(qū)域附著于電極上的激光或者電弧焊接程序，電阻焊工藝或許也可作為將所述貴金屬區(qū)域附著于電極上的優(yōu)選工藝。一設(shè)有覆層的貴金屬區(qū)域能被用于固定一圓形電極以及被用于固定一中心電極， 它并不伴隨著這些說法，即所述點火塞也能包括一相應(yīng)于兩個電極設(shè)置的貴金屬區(qū)域。本發(fā)明更多的優(yōu)點和特征被描述于在下述的實施例中。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明
圖1是本發(fā)明實施例中點火塞的部分結(jié)構(gòu)剖面及放大示意圖。附圖標記1、火花塞；2、內(nèi)導(dǎo)體；3、絕緣套；4火花塞本體；5、螺紋；6、中心電極； 7、接地電極；8、中心電極貴金屬區(qū)；9、接地電極貴金屬區(qū)；10、點火間隙；11、合金區(qū)域；12、
表面；A、距離。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明的點火塞1包括一內(nèi)導(dǎo)體2，一包裹所述內(nèi)導(dǎo)體2的絕緣套3，絕緣套3的外部設(shè)有包裹該絕緣套3的點火塞本體4，點火塞本體4的外表面設(shè)有一螺紋5。該點火塞包括兩個電極，第一電極6和第二電極7，第一電極6為中心電極，與內(nèi)導(dǎo)體2電氣連接，第二電極7為一接地電極，與點火塞本體4電氣連接。一貴金屬區(qū)域8附設(shè)于第一電極6上，且有一貴金屬區(qū)域9附設(shè)于第二電極7上。第二電極7以前電極的方式安裝于第一電極6的上方，從而貴金屬區(qū)域8與貴金屬區(qū)域9彼此以一距離A相對，且形成一點火間隙10。該點火塞1可以一種常用的方式通過螺紋5用于內(nèi)燃機內(nèi)，該點火塞1的電極6、 7由此可用于內(nèi)燃機的燃燒室內(nèi)來給燃氣混合物質(zhì)點火。本發(fā)明實施例利用所述貴金屬區(qū)域9上的第二電極7，此實施例在用于貴金屬區(qū)域8上的第二電極6時也是同樣有效的，為了防止出現(xiàn)重復(fù)，在此不進行單獨的描述。一耐熱的鎳基合金特別適用于第二電極7，例如因康鎳合金(inconel)，特別是因康鎳合金600 (Inconel 600)。其他特別適合的合金為鎳基合金，包括1. 5到2.5 %重量的硅，1.5到3 %重量的鋁，多至0.5 %重量的錳和0.05到0.2 %重量的鈦與0.1到0.3 %重量的鋯和其他鎳基材料組成，其中鋯可整體或者部分地用鉿來替代。其他特別適合鎳基合金包括1.5到2.5 %重量的硅，1.5到3 %重量的鋁，小于0.5 %重量的錳和0.005到 0. 2 %重量的釔與0. 05到0. 3 %重量的鑭和其他鎳基材料組成。貴金屬區(qū)域9由主要包括鉬金或者鉬基合金的基礎(chǔ)金屬形成。鉬金具有較好的延展性能較容易的進行成型加工。特別地，具有延展性的金屬例如鈀和/或者錸也可作為該合金成分，另外，脆性金屬也可作為該合金的成分，特別是銥，加入這樣份量的量不會損壞其良好的可加工性能。在點火塞1的制造過程中第二電極7被設(shè)置于貴金屬區(qū)域9上，一個單獨預(yù)制的基礎(chǔ)材料也被用于貴金屬區(qū)域9，該單獨預(yù)制的基礎(chǔ)金屬設(shè)置于第二電極7上，且與之進行電氣連接，在固定設(shè)置后，該貴金屬區(qū)域9通過電阻焊接與第二電極7固定聯(lián)接，隨后，該貴金屬區(qū)域9通過激光或者電弧焊焊接于第二電極7上，隨后將在所述貴金屬區(qū)域9和第二電極7間產(chǎn)生一合金區(qū)域11。隨后，一由脆性金屬組成的覆層設(shè)置于貴金屬區(qū)域9的表面12上，該覆層主要由銠組成。作為本發(fā)明更進一步的改進，該覆層可包括更多的均有更高熔點的成分，例如稀土金屬。該覆層通過一圖中未示出的墊料進行設(shè)置，該設(shè)置方法在其一端設(shè)置一柔性吸水的墊料，在該柔性吸水的墊料中包含有電解液，該電解液內(nèi)包含有組成該覆層的金屬。將該柔性吸水的墊料定位于表面12上，通過在墊料與第二電極7間施加一電壓來進行覆層的涂覆。由此合金區(qū)域11也被覆層覆蓋到，覆層的厚度在0. 1到0. 5微米的范圍內(nèi)。通過用于所述貴金屬區(qū)域9的原有結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，可證明通過在覆蓋覆層前使得貴金屬區(qū)域9的表面12達到其最終的成型帶來的好處，特別是在進行激光焊接前和電阻焊后，該表面12突出于第二電極7上。該貴金屬區(qū)域可通過一壓軋成型的工藝得到其最終的形狀。當然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種點火塞，包括一內(nèi)導(dǎo)體(2)、一包裹所述內(nèi)導(dǎo)體(2)的絕緣套(3)、一包裹所述絕緣套(3)的點火塞本體(4)以及用于形成點火間隙的第一、二電極(6、7)，其中第一電極(6) 為中心電極，其與所述內(nèi)導(dǎo)體(2)電氣連接；第二電極(7)為接地電極，其與所述點火塞本體(4)電氣連接，且至少在第一、二電極(6、7)其中一電極上設(shè)有貴金屬區(qū)域(8、9)，該貴金屬區(qū)域(8、9)緊鄰點火間隙(10)并主要由鉬金、銥金或者兩者的合金組成，另外還包括至少一種脆性金屬，其特征在于所述貴金屬區(qū)域(8、9)包括一主要由鉬金和/或者銥金組成的基礎(chǔ)金屬，所述基礎(chǔ)金屬包括一由脆性金屬組成的金屬覆層，該覆層的脆性大于基礎(chǔ)金屬的脆性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點火塞，其特征在于所述覆層為一電鍍覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的點火塞，其特征在于所述金屬覆層主要包括銠、銥、鋨、 釕、鎢或者這些金屬元素中數(shù)種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的點火塞，其特征在于所述金屬覆層包括稀土金屬，特別是釔、鑭和/或者鈰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的點火塞，其特征在于所述金屬覆層的層厚在 0. IMm到IMm的范圍內(nèi)，特別是在0. IMm到0. 5Mm的范圍內(nèi)。
6.一種制造如權(quán)利要求1所述的點火塞的方法，其特征在于主要由鉬金和/或者銥組成的基礎(chǔ)金屬形成貴金屬區(qū)域(8、9)，將貴金屬區(qū)形成最終形狀，隨后在所述貴金屬區(qū)域 (8、9)外部涂覆脆性金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的點火塞制造方法，其特征在于所述貴金屬區(qū)域(8、9)一旦形成其最終形狀，在其外部涂覆脆性金屬后，將其設(shè)置于第一電極(6)和第二電極(7)上并與之電氣連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的點火塞制造方法，其特征在于所述貴金屬區(qū)域(8、9)分別設(shè)置于第一電極(6)和第二電極(7)上，且與未設(shè)置脆性金屬涂覆前即與基礎(chǔ)金屬電氣連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的點火塞制造方法，其特征在于由基礎(chǔ)金屬組成的所述貴金屬區(qū)域(8、9)分別設(shè)置于第一電極(6)和第二電極(7)上且與其電氣連接，然后至少將所述貴金屬區(qū)域(8、9)形成最終形狀，接下來至少在所述貴金屬區(qū)域(8、9)的外部進行涂覆。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的點火塞制造方法，其特征在于在點火塞(1)工作過程中，貴金屬區(qū)域(8、9)的所述覆層和其下部的基礎(chǔ)金屬會在點火火花的作用下部分融化成一由覆層材料和基礎(chǔ)金屬材料組成的混合形態(tài)，，且在點火火花熄滅后重新固化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種點火塞，包括一內(nèi)導(dǎo)體、一包裹所述內(nèi)導(dǎo)體的絕緣套、一包裹所述絕緣套的點火塞本體以及用于形成點火間隙的第一、二電極，其中第一電極為中心電極，其與所述內(nèi)導(dǎo)體電氣連接；第二電極為接地電極，其與所述點火塞本體電氣連接，且至少在第一、二電極其中一電極上設(shè)有貴金屬區(qū)域，該貴金屬區(qū)域緊鄰點火間隙并主要由鉑金、銥金或者兩者的合金組成，另外還包括至少一種脆性金屬。貴金屬區(qū)域包括一主要由鉑金和/或者銥金組成的基礎(chǔ)金屬，基礎(chǔ)金屬包括一由脆性金屬組成的金屬覆層，該覆層的脆性大于基礎(chǔ)金屬的脆性。
文檔編號H01T13/39GK102394474SQ20111019895
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月17日
發(fā)明者W·科爾 申請人:博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司