專利名稱：耐火花磨損特性及放電特性優(yōu)異的火花塞電極用的材料的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成火花塞的中心電極和接地電極的材料，提供耐久性、特別是對火花磨損(spark wear)的耐久性得到確保的材料，即放電特性優(yōu)異的材料。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機用的火花塞要求即使在燃燒室內(nèi)的嚴酷環(huán)境下也能夠長時間使用，且耐磨損性優(yōu)異。為了滿足該要求特性,作為其主要構(gòu)件的中心電極和接地電極的構(gòu)成材料,使用由Ir、Pt、Ni及它們的合金構(gòu)成的材料(專利文獻I)。這些材料作為熔點高、即使在高溫·高氧化性的燃燒室內(nèi)也難以氧化磨損的優(yōu)異的火花塞電極用的材料被知曉?，F(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻專利文獻I:日本專利特開2009-295427號公報可是，火花塞電極用的材料開發(fā)大多關(guān)注如上所述的耐久性的提高，但在用于電極(放電電極)時，可以說其放電特性也很重要。特別是對于近幾年的汽車用發(fā)動機，內(nèi)部溫度的高溫化及精密的電子控制逐漸發(fā)展，放電特性雖然成為材料選擇的重要指標，但是在這方面的研討卻很少。而且，目前的關(guān)于火花塞電極用的耐久性的研討例，如上所述，大多將著重點放在熔點高、即使在高氧化氣氛下由氧化引起的磨損也少的材料的開發(fā)上?？墒牵鸹ㄈ姌O的磨損的主要原因中，除氧化磨損外，還存在由使用中不斷產(chǎn)生的火花引起的火花磨損。因此，目前的策略自身雖然沒有錯誤，但是可以說在此之上需要明確地增加關(guān)于對火花磨損的耐性的觀點。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題于是，本發(fā)明的目的是，提供耐氧化磨損性和火花磨損性優(yōu)異，還將使用時的放電特性考慮在內(nèi)的火花塞電極用的材料。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案解決上述問題的本發(fā)明為一種火花塞電極用材料，該火花塞電極用材料中含有5質(zhì)量％以上 30質(zhì)量％以下的Cu、0. I質(zhì)量％以上 15質(zhì)量％以下的Ir,余部為Pt。本發(fā)明的火花塞電極用材料是在鉬中添加Cu (銅)，再添加作為貴金屬的Ir (銥)而成的三元類合金。這樣，通過將Cu和Ir這兩種金屬復合合金化，能夠使放電電壓降低、提高對火花磨損的耐久性。這意味著僅添加Cu、Ir中的任一種時，都無法達到本發(fā)明的目的。即，僅添加Cu時，火花磨損性的改善效果弱，另一方面，對于僅添加有Ir的合金(相當于現(xiàn)有技術(shù))，無法期待放電電壓的降低效果。此外，本發(fā)明中對各合金金屬的添加量有限制。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果將各金屬的添加量設在合適的范圍外，則除了火花磨損性及放電特性劣化外，氧化磨損也變大。即，為了取得良好的火花磨損性、放電特性、氧化磨損性的平衡，必須對各合金金屬的添加量進行限制。以下，對本發(fā)明的Pt合金的構(gòu)成進行更詳細的說明。Cu主要具有降低合金材料的放電電壓的作用。將其添加量設為5 30質(zhì)量％，如果不足5質(zhì)量％則放電電壓不易降低，如果超過30質(zhì)量％則有因高溫氧化而容易磨損的傾向。此外，Cu含量較好是在8質(zhì)量％以上，特別好是在10質(zhì)量％以上。因為這樣特別有利于放電電壓降低。本發(fā)明的Pt合金除含有上述含量的Cu，還含有O. I質(zhì)量％以上 15質(zhì)量％以下的Ir。通過含有少量的Ir，可以進一步降低放電電壓，并且減少由火花放電引起的電極的磨損量。具體而言，與僅含有Cu的Pt合金相比，可以將火花放電后的磨損面積減少至約40%。此外，放電特性的不均性降低，電壓穩(wěn)定性提高。本發(fā)明具有以下特征Ir的含量即使是如上所述的少量，也會成為耐磨損性高且放電特性優(yōu)異的材料。將Ir的含量設為O. I質(zhì)量％以上 15質(zhì)量％以下。如果不足O. I質(zhì)量％ ,貝U不易獲得抑制由火花放電引起的磨損的效果，如果超過15質(zhì)量％則有合金不易加工的傾向。如果Ir在上述含量的范圍內(nèi)采用較高的濃度，則會成為抑制由火花放電引起的磨損的效果更高的材料，如果采用較低的濃度，則會成為高溫氧化特性更優(yōu)異的材料。因此，較好是考慮火花塞的使用條件，根據(jù)應該重視哪一種特性來選擇合適的Ir含量。具體而言，在重視抑制火花磨損的效果時，優(yōu)選Ir含量為O. 3質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選8質(zhì)量％以上。另一方面，在重視高溫氧化特性一方時，較好是12質(zhì)量％以下，特別優(yōu)選4. 5質(zhì)量％以下，進一步特別優(yōu)選I質(zhì)量％以下。還有，如果重視上述的兩者的平衡，則優(yōu)選將Ir的含量設為O. 3 I質(zhì)量％。以上說明的本發(fā)明的Pt合金可通過混合構(gòu)成金屬、進行熔化·鑄造來制造，將所得的Pt合金制成板材或線材后，通過切割成所需的長度的方法等加工成貴金屬條，從而能夠作為火花塞使用。發(fā)明的效果本發(fā)明的Pt合金是兼?zhèn)淠透邷匮趸p和耐火花磨損特性的火花塞材料。而且，本發(fā)明的Pt合金是放電電壓的不均勻少、穩(wěn)定性提高了的材料。 附圖
的簡單說明圖I是對應于Ir含量的耐磨損性·放電特性的評價結(jié)果。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的優(yōu)選的實施例進行說明。首先，作為預備試驗，為了確認因向Pt中添加Cu而引起的對放電特性的影響,進行了 Pt — Cu合金的特性評價。作為原材料,準備Pt及合金金屬(Cu)的小片(尺寸2 IOmm),按照規(guī)定的合金組成裝填入水冷銅模具中。接著，用高頻感應加熱法(懸浮熔煉法)在惰性氣氛中進行熔化 鑄造。熔化條件采用輸出功率40kW、頻率250kHz，使合金整體熔融以成為均勻的組成。合金熔融后，控制輸出功率，以200°C /分鐘的冷卻速度退火并排出殘存氣體，從而制造無空隙的大理石狀鑄錠(直徑15mm、厚度8mm)。接著，以使制得的大理石狀鑄錠與水冷銅模具相互接觸的方式排列，針對接觸部分照射氬弧以進行熔化·接合。進行大理石狀鑄錠的一體化之后，進行熱鍛，成型為12_見方的鑄錠。接著，進行溝槽滾壓、型鍛(swaging)加工、切塊拉伸加工,制成直徑O. 6mm的線材。在這些加工過程中，在截面減少率設為20%到50%的階段，進行1000°C 1200°C的熱處理。從該線材切割出長度O. 8mm的貴金屬片。在以上的加工的過程中，在被加工材料上沒有觀察到顯著的裂紋、斷線。此外，針對加工后的線材觀察金屬組織，結(jié)果為結(jié)晶粒徑相同的均質(zhì)的材料。針對所得的貴金屬片，進行如下所述的高溫氧化后的殘存率、放電特性的評價。[耐高溫氧化磨損性]對制造的貴金屬片的耐高溫氧化磨損性進行了評價。在大氣中于1200°C對片加熱50小時，通過測定試驗前后的重量，計算出殘存率。
權(quán)利要求
1.一種火花塞電極用材料，該火花塞電極用材料中含有5質(zhì)量％以上 30質(zhì)量％以下的Cu、0. I質(zhì)量％以上 15質(zhì)量％以下的Ir,余部為Pt。
全文摘要
本發(fā)明提供耐氧化磨損性、火花磨損性優(yōu)異，并且也考慮到使用時的放電特性的火花塞電極用的材料。本發(fā)明是一種火花塞電極用材料，該火花塞電極用材料中含有5質(zhì)量％以上～30質(zhì)量％以下的Cu、0.1質(zhì)量％以上～15質(zhì)量％以下的Ir，余部為Pt。通過將Cu和Ir這兩種金屬復合合金化，能夠使放電電壓降低并提高對火花磨損的耐久性，而僅添加Cu和Ir中任一方的金屬時，火花磨損性的改善效果弱，無法期待放電電壓的降低效果。
文檔編號C22C5/04GK102754292SQ201180008148
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者中村宗樹, 田中邦弘 申請人:田中貴金屬工業(yè)株式會社