BR102014011042A2 - método de produção de carcaça metálica para vela de ignição e método de fabricação de vela de ignição - Google Patents

Abstract

método de produção de carcaça metálica para vela de ignição e método de fabricação de vela de ignição. é revelado um método de produção de uma carcaça metálica para uma vela de ignição. o método inclui as etapas de: (a) preparar uma carcaça metálica; (b) lavar uma superfície da carcaça metálica com uma solução ácida; e (o) formar uma camada de revestimento de níquel na superfície lavada da carcaça metálica. quando a etapa de lavagem (b) é executada sem energização da carcaça metálica, a composição de solução ácida da solução ácida é controlada para satisfazer as seguintes condições: 0,9 x + y + z 24 e 10 cx + 25f3 610. quando a etapa de lavagem (b) é executada com energização da carcaça metálica, a composição de solução ácida da solução ácida é controlada para satisfazer as seguintes condições: 0,9 x + y + z 24 e 10 ã~ + 2513 6010. nas condições acima, x é uma concentração de ácido sulfúrico (% em massa) da solução ácida; y é uma concentração de ácido clorídrico (% em massa) da solução ácida; z é uma concentração de ácido nítrico (% em massa) da solução ácida _ é uma concentração de ferro (mg/l) da solução ácida; e [3 é uma concentração de cobre (mg/l) da solução ácida.

Description

“MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CARCAÇA METÁLICA PARA VELA DE IGNIÇÃO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE VELA DE IGNIÇÃO” ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001 ]A presente invenção refere-se a um método de produção de uma carcaça metálica para uma vela de ignição e um método de fabricação de uma vela de ignição.

[002] Uma vela de ignição é usada para ignificar uma mistura de ar-combustível em um motor de combustão interna tal como motor à gasolina. Em geral, uma carcaça metálica (alojamento) da vela de ignição é formada de um material à base de ferro, por exemplo, aço carbono. É prática comum, após soldar um eletrodo de aterramento à carcaça metálica, formar uma camada de revestimento de níquel em superfícies da carcaça metálica e no eletrodo de aterramento e formar opcionalmente uma camada de cromato na camada de revestimento de níquel com o propósito de aprimoramento de resistência à corrosão.

[003] Na fabricação da vela de ignição, o montagem resultante da carcaça metálica e do eletrodo de aterramento (doravante no presente documento chamado de “montagem de carcaça metálica”) é submetida a processamento secundário tal como flexão do eletrodo de aterramento e preensão da carcaça metálica. Durante tal processamento secundário, entretanto, há uma possibilidade de separação da camada de revestimento de níquel etc. da montagem de carcaça metálica. Foram propostas várias técnicas para impedir a separação da camada de revestimento de níquel etc. da montagem de carcaça metálica como, por exemplo, nos Documentos de Patente 1 a 4. Dentre outros, o Documento de Patente 1 revela o impedimento da separação da camada de revestimento de níquel etc. da montagem de carcaça metálica através do controle das condições do tratamento com cromato durante a formação da camada de cromato após a formação da camada de revestimento de níquel.

[004] Documento de Patente 1: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública n° 2011-187344 [005] Documento de Patente 2: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública n° H08-236263 [006] Documento de Patente 3: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública n° H10-064657 [007] Documento de Patente 4: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública n° 2006-236977 [008JSUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] Antes da formação da camada de revestimento de níquel, a carcaça metálica é comumente submetida a tratamento de lavagem com ácido com a finalidade de remover uma película de óxido e usinagem de pedaços da superfície da carcaça metálica. Se a remoção da película de óxido e a usinagem de pedaços não forem suficientes, ocorre a separação da camada de revestimento de níquel etc. da carcaça metálica durante o processamento secundário devido à adesão deficiente entre a carcaça metálica e a camada de revestimento de níquel.

[010] No Documento de Patente 1, há uma consideração dada ao controle das condições do tratamento com cromato, mas nenhuma consideração suficiente dada para o controle das condições do tratamento de lavagem com ácido, para a prevenção de separação da camada de revestimento de níquel.

[011] A presente invenção foi realizada para resolver os problemas supracitados e pode ser incorporada nos seguintes aspectos.

[012] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de produção de uma carcaça metálica para uma vela de ignição que compreende: preparar uma carcaça metálica; lavar uma superfície da carcaça metálica com uma solução ácida; e formar uma camada de revestimento de níquel na superfície lavada da carcaça metálica, em que a solução ácida tem uma composição que satisfaz as seguintes fórmulas: 0,9 < x + y + z < 24; e 10 < α + 25β < 610 em que x é uma concentração de ácido sulfúrico (% em massa) da solução ácida; y é uma concentração de ácido clorídrico (% em massa) da solução ácida; z é uma concentração de ácido nítrico (% em massa) da solução ácida; α é uma concentração de ferro (mg/l) da solução ácida; e β é uma concentração de cobre (mg/l) da solução ácida.

[013] É possível de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção remover confiável e eficientemente uma película de óxido e usinar pedaços da superfície da carcaça metálica e impedir de modo eficaz a formação de uma película passiva na superfície da carcaça metálica para aprimoramento na adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica, através do que a camada de revestimento de níquel pode ser impedida de ser separada da carcaça metálica.

[014] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um método de produção de uma carcaça metálica para uma vela de ignição que compreende: preparar uma carcaça metálica; lavar uma superfície da carcaça metálica, mediante a imersão da carcaça metálica em uma solução ácida, através da energização da carcaça metálica como um catodo; e formar uma camada de revestimento de níquel na superfície lavada da carcaça metálica, em que a solução ácida tem uma composição que satisfaz as seguintes fórmulas: 0,9 < x + y + z < 24; e 10 < α + 25β < 6010 em que x é uma concentração de ácido sulfúrico (% em massa) da solução ácida; y é uma concentração de ácido clorídrico (% em massa) da solução ácida; z é uma concentração de ácido nítrico (% em massa) da solução ácida; α é uma concentração de ferro (mg/l) da solução ácida; e β é uma concentração de cobre (mg/l) da solução ácida.

[015] Também é possível de acordo com o segundo aspecto da presente invenção remover confiável e eficientemente uma película de óxido e usinar pedaços da superfície da carcaça metálica e impedir efetivamente a formação de uma película passiva na superfície da carcaça metálica para aprimoramento na adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica, através do que a camada de revestimento de níquel pode ser impedida de ser separada da carcaça metálica. No segundo aspecto da presente invenção (em que a carcaça metálica é lavada com o tratamento de lavagem com ácido é executada com energização da carcaça metálica como um catodo), a película de óxido é removida suficientemente da superfície da carcaça metálica mesmo se o parâmetro de concentração de metal “α + 25β" for definido para um valor maior que o no primeiro aspecto da presente invenção (em que o tratamento de lavagem com ácido é executado sem energização da carcaça metálica). É preferencial satisfazer as seguintes fórmula: 35 < α + 25β < 1050 para remoção confiável e eficiente da película de óxido e usinagem de pedaços da superfície da carcaça metálica e aprimoramento adicional na adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica.

[016] Nos primeiro e segundo aspectos da presente invenção, é plausível executar o tratamento de lavagem com ácido e tratamento com revestimento de níquel na carcaça metálica antes ou após unir um eletrodo de aterramento à carcaça metálica.

[017] A presente invenção pode ser incorporada em várias formas além dos métodos de produção acima, por exemplo, na forma de uma carcaça metálica (como um produto), um método para fabricação de uma vela de ignição através da montagem de um eletrodo central e um isolante de cerâmica etc. em uma carcaça metálica e similares.

[018] Os outros objetivos e recursos da presente invenção também se tornarão entendidos a partir da seguinte descrição.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[019] A Figura 1 é uma vista em elevação, parcialmente em seção, de uma vela de ignição de acordo com uma primeira ou segunda modalidade da presente invenção.

[020]A Figura 2 é um fluxograma para a produção de uma carcaça metálica na fabricação da vela de ignição de acordo com a primeira ou segunda modalidade da presente invenção.

[021 ]A Figura 3 é uma vista esquemática de teste de adesão de revestimento em Experimentos de Verificação 1 e 2.

[022] A Figura 4 é um diagrama que mostra as concentrações ácidas de soluções ácidas usadas para o tratamento de lavagem com ácido no Experimento de Verificação 1.

[023] As Figuras 5A, 5B e 6 são diagramas que mostram os resultados do teste de adesão de revestimento no Experimento de Verificação 1.

[024] A Figura 7 é um diagrama que mostra as concentrações de ácido de soluções ácidas usadas para tratamento de lavagem com ácido no Experimento de Verificação 2.

[025] As Figuras 8A, 8B e 9 são diagramas que mostram os resultados do teste de adesão de revestimento no Experimento de Verificação 2.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[026] A presente invenção será descrita abaixo por meio das seguintes primeira e segunda modalidades.

Primeira Modalidade A-1. Estrutura de Vela de Ignição [027] A Figura 1 é uma vista em elevação, parcialmente em seção, de uma vela de ignição 100 de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. A vela de ignição 100 é para uso em um motor de combustão interna e tem um formato longitudinal ao longo de um eixo geométrico O do mesmo conforme mostrado na Figura 1. Na seguinte descrição, os termos “frente” e “traseira” se referem aos lados inferiores e superiores da Figura 1, respectivamente, em relação à direção do eixo geométrico Ο.

[028] Conforme mostrado na Figura 1, a vela de ignição 100 inclui um isolante de cerâmica 10, um eletrodo central 20, um eletrodo de aterramento 30, uma haste de terminal metálico 40 e uma carcaça metálica 50. O eletrodo central 20 é em formato de haste e inserido em um lado frontal do isolante de cerâmica 10 de tal modo que uma circunferência externa do eletrodo central 20 seja mantida pelo isolante de cerâmica 20 com uma porção de extremidade frontal do eletrodo central 20 que se projeta a partir de uma extremidade frontal do isolante de cerâmica 10. A haste de terminal metálico 40 é inserida em um lado traseiro do isolante de cerâmica 10 e é eletricamente conectada ao eletrodo central 20 dentro do isolante de cerâmica 10. A carcaça metálica 50 é encaixada em torno do isolante de cerâmica 10 de tal modo que uma circunferência externa do isolante de cerâmica 10 seja mantida pela carcaça metálica 50 em uma posição separada da haste de terminal metálico 40. 0 eletrodo de aterramento 30 é eletricamente conectado à carcaça metálica 50 e adaptado para definir um vão de descarga de centelha entre uma porção de extremidade frontal do eletrodo central 20 e uma porção de extremidade distai do eletrodo de aterramento 30.

[029] O isolante de cerâmica 10 é formado em um formato cilíndrico através do disparo de um material de cerâmica tal como alumina e tem, no centro do mesmo, um orifício axial 12 no qual o eletrodo central 20 e a haste de terminal metálico 40 são inseridos. Conforme mostrado na Figura 1, o isolante de cerâmica 10 inclui uma porção de corpo mediana 19 localizada em torno de uma posição axialmente mediana do mesmo e que tem um diâmetro externo ampliado, uma porção de corpo traseira 18 localizada na traseira da porção de corpo mediana 19 para fornecer um isolamento entre a haste de terminal metálico 40 e a carcaça metálica 50, uma porção de corpo frontal 17 localizada na frente da porção de corpo mediana 19 e que tem um diâmetro externo menor que o da porção de corpo traseira 18 e uma porção de perna 13 localizada na frente da porção de corpo frontal 17 e que tem um diâmetro externo menor que o da porção de corpo frontal 17 e que diminui gradualmente em direção à frente. O isolante de cerâmica 10 também tem uma porção de degrau 14 formada em uma superfície circunferencial interna da mesma dentro do orifício axial 12 e uma porção de degrau 15 formada em uma superfície circunferencial externa do mesmo em uma posição entre a porção de perna 13 e a porção de corpo frontal 17.

[030]A carcaça metálica 50 é formada em um formato cilíndrico para circundar e reter nisso parte do isolante de cerâmica 10 que se estende a partir de algum ponto da porção de corpo traseira 18 para a porção de perna 13. Na primeira modalidade, a carcaça metálica 50 é feita de aço com baixo teor de carbono. Uma camada de revestimento de níquel é aplicada a toda a superfície da carcaça metálica 50. Conforme mostrado na Figura 1, a carcaça metálica 50 inclui uma porção de engate de ferramenta 51, uma porção de rosca de montagem 52, uma porção de vedação 54, uma porção de preensão 53 e uma porção de deformação por compressão 58. A porção de engate de ferramenta 51 é engatável em uma ferramenta para montar a vela de ignição 100 sobre um cabeçote de motor 200 do motor de combustão interna. A porção de rosca de montagem 52 é formada com roscas de parafuso e aparafu-sada em um orifício de rosca de montagem 201 do cabeçote de motor 200. A porção de vedação 54 é em formato de flange e formada em um fundo da porção de rosca de montagem 52. Uma gaxeta anular 5, que é formada pela flexão de um material de placa, é disposta entre a porção de vedação 54 e o cabeçote de motor 200. Uma face de extremidade frontal 57 da carcaça metálica 50 é formada em um formato de círculo oco de tal modo que o eletrodo central 20 e a porção de perna 13 do isolante de cerâmica 10 se projetem a partir do centro oco da extremidade frontal face 57 da carcaça metálica 50. A porção de preensão 53 é localizada na traseira da porção de engate de ferramenta 51 e feita relativamente fina. A porção de deformação por compressão 58 é localizada entre a porção de engate de ferramenta 51 e a porção de vedação 54 e feita relativamente fina como no caso da porção de preensão 20. Os membros de anel anulares 6 e 7 são dispostos entre uma superfície circunferencial interna de parte da carcaça metálica 50 que se estende a partir da porção de engate de ferramenta 51 para a porção de preensão 53 e uma superfície circunferencial externa da porção de corpo traseira 18 do isolante de cerâmica 10. O espaço entre os membros de anel 6 e 7 é preenchido com um pó de talco 9. Na fabricação da vela de ignição 100, a porção de preensão 53 é presa radialmente para dentro em direção à frente. Quando a porção de deformação por compressão 58 é comprimida e deformada pela preensão da porção de preensão 53, o isolante de cerâmica 10 é empurrado em direção à frente dentro da carcaça metálica 50 através dos membros de anel 6 e 7 e o pó de talco 9 com a finalidade de comprimir o pó de talco 9 na direção do eixo geométrico O e aumentar a impermeabilidade a gás do interior da carcaça metálica 50. Adicionalmente, a carcaça metálica 50 tem uma porção de degrau 56 formada em uma superfície circunferencial interna da mesma em uma posição correspondente à porção de rosca de montagem 52 e pressionada através de um enchimento de placa anular 8 contra a porção de degrau 15 do isolante de cerâmica 10 de tal modo que o enchimento de placa 8 possa manter vedação impermeável a gás entre a carcaça metálica 50 e o isolante de cerâmica 20 e impedir o vazamento de gás combustível.

[031 ]0 eletrodo central 20 consiste em um corpo de eletrodo cilíndrico fundido 21 e um núcleo 22 que tem uma condutividade térmica mais alta que a do corpo de eletrodo 21 e embutido no corpo de eletrodo 21 conforme mostrado na Figura 1. Na primeira modalidade, o corpo de eletrodo 21 é feito de liga à base de níquel; e o núcleo 22 é feito de cobre ou liga à base de cobre. O eletrodo central 20 inclui uma porção de flange que projeta radialmente para fora 23 formada em uma porção de extremidade traseira do mesmo para, quando o eletrodo central 20 é inserido no isolante de cerâmica 10 a partir do lado traseiro, permitir o posicionamento apropri- ado do eletrodo central 20 no isolante de cerâmica através do contato da porção de flange 23 com a porção de degrau 14 do isolante de cerâmica 10. A porção de extremidade traseira do eletrodo central 20 é eletricamente conectada à haste de terminal metálico 40 através de um resistor de cerâmica 3 e um membro de vedação 4.

[032] O eletrodo de aterramento 30 é feito de um material metálico altamente resistente à corrosão tal como liga de níquel. Na primeira modalidade, a camada de revestimento de níquel também é aplicada à superfície do eletrodo de aterramento 30 como no caso da carcaça metálica 50. O eletrodo de aterramento 30 é soldado em uma porção de extremidade de base do mesmo na face de extremidade frontal 57 da carcaça metálica 50 e é flexionado em um formato de L de tal modo que a porção de extremidade distai do eletrodo de aterramento 30 se estenda em uma direção perpendicular à direção do eixo geométrico O e fique voltada para uma face de extremidade frontal do eletrodo central 20 em uma posição sobre uma extensão do eixo geométrico O. A-2. Método de Fabricação de Vela de Ignição [033] A Figura 2 é um fluxograma para a produção da carcaça metálica 50 na fabricação da vela de ignição 100.

[034] Como na etapa S100, a carcaça metálica 50 é preparada. Mais especificamente, a carcaça metálica 50 sem camada de revestimento de níquel é fornecida por usinagem. O eletrodo de aterramento 30, que ainda é em forma linear antes de ser flexionado formando um formato de L, é, então, soldado à carcaça metálica 50. Nesse estágio, uma substância orgânica tal como óleo de usinagem é aderida à superfície da carcaça metálica 50 etc.

[035] A montagem da carcaça metálica 50 e eletrodo de aterramento 30 resultante (chamada de “montagem de carcaça metálica” conforme mencionado acima) é submetida a tratamento com desengraxante na etapa S110. Por exemplo, o tratamento com desengraxante pode ser executado sob as seguintes condições. Através da diminuição do tratamento, a substância orgânica tal como óleo de usinagem é removida e limpa da superfície da montagem de carcaça metálica. Na superfície da carcaça metálica 50 limpa, existe uma película de óxido (doravante no presente documento simplesmente chamada de “película de óxido") de, por exemplo, 100 a 400 □ m em espessura que contém pedaços de usinagem ocasionados durante a usinagem da carcaça metálica 50 e ferro (Fe) derivado do material da carcaça metálica 50. [Condições de Tratamento com Desengraxante (como exemplo)] Composição de Banho com Desengraxante: 3 % em massa de NaOH solvente: água deionizada Temperatura de Tratamento: 55 ± 5 °C Tempo de Tratamento: 10 minutos [036]Subsequentemente, a montagem de carcaça metálica é submetida ao tratamento com lavagem com uma solução ácida na etapa S120. Esse tratamento de lavagem com ácido pode ser executado de acordo com as seguintes condições. Através do tratamento de lavagem com ácido, uma nova superfície fresca é exposta na montagem de carcaça metálica (carcaça metálica 50) mediante a remoção da película de óxido.

[Condições de Tratamento de Lavagem com Ácido (como exemplo)] Composição de solução ácida solvente: água deionizada 0,9 < x + y + z < 24 (1) 10 < α + 25β <610 (2) x (% em massa): concentração de ácido sulfúrico de solução ácida y (% em massa): concentração de ácido clorídrico de solução ácida z (% em massa): concentração de ácido nítrico de solução ácida α (mg/l): concentração de ferro de solução ácida β (mg/l): concentração de cobre de solução ácida Temperatura de Tratamento: 20 a 60 °C

Tempo de Tratamento: 1 a 20 minutos [037] Em particular, o tratamento de lavagem com ácido caracterizado pelo fato de que a composição da solução ácida satisfaz as fórmulas acima (1) e (2) na primeira modalidade.

[038] Na presente invenção, o parâmetro de concentração de ácido “x + y + z (a soma da concentração de ácido sulfúrico (x), concentração de ácido clorídrico (y) e concentração de ácido nítrico (z))” da solução ácida pode ser controlado com base nos resultados de medições das respectivas concentrações de ácido da solução ácida com o uso de um hidrômetro, através da neutralização de titulação ou por cromatografia de íon, etc. Adicional mente, o parâmetro de concentração de metal “a + 25β (a soma da concentração de ferro (a) e da concentração de cobre (β) multiplicada por 25)” da solução ácida pode ser controlada com base nos resultados de análise da solução ácida por espectrometria de emissão óptica de plasma indutiva-mente acoplada (ICP-OES).

[039] Na etapa S130, a montagem de carcaça metálica é submetida ao tratamento com lavagem com água deionizada. Por esse tratamento de lavagem com água, a solução ácida aderida à superfície da montagem de carcaça metálica é removida.

[040] Após isso, a montagem de carcaça metálica é submetida a tratamento com revestimento de níquel na etapa S140. Através do tratamento com revestimento de níquel, a camada de revestimento de níquel é formada na superfície da montagem de carcaça metálica (carcaça metálica 50 e eletrodo de aterramento 30). Na primeira modalidade, o tratamento com revestimento de níquel é executado através de revestimento com níquel eletrolítico com o uso de um barril giratório. O tratamento com revestimento de níquel pode ser alternativamente executado por qualquer outras técnica de revestimento taf como revestimento inerte (revestimento com barril). É plausível adotar condições de tratamento de revestimento comuns para o tratamento com revestimento de níquel. Por exemplo, o tratamento com revestimento de níquel pode ser executado de acordo com as seguintes condições. Um agente de brilho primário e um agente de brilho secundário podem ser adicionados ao banho de revestimento. Antes do tratamento com revestimento de níquel, tratamento com golpe de níquel pode ser executado para limpar a superfície da montagem de carcaça metálica e aprimorar a adesão da camada de revestimento de níquel à superfície da montagem de carcaça metálica. Após o tratamento com revestimento de níquel, o tratamento com cromato pode ser executado para formar uma camada de cromato sobre a superfície revestida com níquel da montagem de carcaça metálica.

[Condições de Tratamento com revestimento de níquel (como exemplo)] Composição de Banho de Revestimento. concentração de sulfato de níquel: 250 ± 20 (g/l) concentração de cloreto de níquel: 50 ± 10 (g/l) concentração de ácido bórico: 40 ± 10 (g/l) solvente: água deionizada Banho de revestimento pH: 3,7 ± 0,5 Temperatura de Tratamento (Temperatura de Banho): 55 ± 5 (°C) Densidade de Corrente de Catodo: 0,15 a 1,2 A/dm2 Tempo de Tratamento: 60 minutos [041] Através das etapas de processo acima S100 a S140, a montagem de carcaça metálica revestida com níquel (isto é, na qual a carcaça metálica 30 e o eletrodo de aterramento 50 são revestidos com a camada de revestimento de níquel) é obtida.

[042] A montagem de carcaça metálica obtida dessa forma é submetida ao processamento secundário tal como preensão e flexão após a inserção do eletrodo central 20 e do isolante de cerâmica 10 na carcaça metálica 50. Na etapa de preen-são, a porção de preensão 53 da carcaça metálica 50 é presa radialmente para dentro. Então, o eletrodo de aterramento 30 é flexionado formando um formato de L de tal modo que a porção de extremidade distai do eletrodo de aterramento 30 fique voltada para a face de extremidade frontal 57 da carcaça metálica 50 conforme mostrado na Figura 1 na etapa de flexão.

[043] Desse modo, a vela de ignição 100 é concluída, [044] Conforme explicado acima, o tratamento de lavagem com ácido é executado através do controle da composição da solução ácida para satisfazer as fórmulas (1) e (2) na primeira modalidade. 0,9<x + y+ z<24(1) 10 < α + 25β <610 (2) χ (% em massa): concentração de ácido sulfúrico de solução ácida y (% em massa): concentração de ácido clorídrico de solução ácida z (% em massa): concentração de ácido nítrico de solução ácida α (mg/l): concentração de ferro de solução ácida β (mg/l): concentração de cobre de solução ácida [045] Se a concentração de ácido da solução ácida for muito baixa, há uma possibilidade de que a película de óxido possa não ser removida suficientemente da superfície da carcaça metálica 50 pela solução ácida (íons de hidrogênio). Se a concentração de ácido da solução ácida for muito alta, há uma possibilidade de que uma película passiva possa ser formada na superfície da carcaça metálica 50 durante o curso do tratamento de lavagem com ácido (etapa S120) para o tratamento de lavagem com água (etapa S130). Na primeira modalidade, entretanto, é possível remover confiável e eficientemente a película de óxido da superfície da carcaça metálica 50 e impedir de maneira eficaz a formação da película passiva na superfície da carcaça metálica 50 através do controle do parâmetro de concentração de ácido “x + y + z” da solução ácida para dentro da faixa específica acima (1).

[046]Adicionalmente, a solução ácida contém, como impureza, metal, ferro e cobre dissolvidos da carcaça metálica 50 e fios de chumbo etc., respectivamente. Se a concentração de impureza de metal da solução ácida for muito baixa, há uma possibilidade de que a superfície da carcaça metálica 50 possa se deteriorar em lisura devido à dissolução excessiva da carcaça metálica 50 pela solução ácida (íons de hidrogênio). Se a concentração de impureza de metal da solução ácida for muito alta, há uma possibilidade de que a película de óxido possa não ser removida suficientemente da superfície da carcaça metálica 50 devido à dificuldade para a solução ácida (íons de hidrogênio) de alcançar a superfície da carcaça metálica 50. Entretanto, é possível na primeira modalidade remover suficientemente a película de óxido da superfície da carcaça metálica 50 e manter a lisura da superfície da carcaça metálica 50 através do controle do parâmetro de concentração de metal “α + 25β” da solução ácida para dentro da faixa específica acima (2).

[047JA camada de revestimento de níquel é maior em dureza que outras camadas de revestimento tal como camada de revestimento de zinco de modo que, no caso em que a película de óxido etc. existe de maneira não uniforme entre a camada de revestimento de níquel e o material base da carcaça metálica 50, ocorre prontamente a separação da camada de revestimento de níquel da superfície (material base) da carcaça metálica 50. Na primeira modalidade, o tratamento de lavagem com ácido permite a remoção suficiente da película de óxido da superfície da carcaça metálica 50 enquanto mantém a lisura da superfície da carcaça metálica 50 conforme explicado acima. Isso leva ao aprimoramento na adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica 50 de modo que a camada de revestimento de níquel possa ser impedida de ser separada da carcaça metálica 50 durante a etapa de preensão ou flexão após o tratamento com revestimento de níquel. B. Experimento de Verificação 1 [048] 0s efeitos da primeira modalidade (o controle de composição da solução ácida no tratamento de lavagem com ácido) foram verificados pelo seguinte experimento de verificação 1.

[049] No experimento de verificação 1, as amostras da montagem de carcaça metálica (100 amostras de teste para cada tipo) foram produzidas através das etapas de processo acima S100 a S140 através da variação da concentração de ácido (ácido sulfúrico, ácido clorídrico e ácido nítrico) e da concentração de impureza de metal (ferro e cobre) da solução ácida usada no tratamento de lavagem com ácido. As condições do tratamento de lavagem com ácido na etapa S120 são indicadas abaixo. As condições do tratamento com revestimento de níquel na etapa S140 foram valores medianos dos parâmetros de condição mencionados acima. » [Condições de Tratamento de Lavagem com Ácido] Composição de solução ácida solvente: água deionizada concentração de ácido sulfúrico (x): 0,6 a 30 % em massa concentração de ácido clorídrico (y): 0,6 a 30 % em massa concentração de ácido nítrico (z): 0,6 a 30 % em massa concentração de ferro (a): 0 a 625 mg/l concentração de cobre (β): 0 a 26 mg/l (as concentrações de ferro e cobre foram controladas através da imersão de blocos metálicos na solução ácida) Temperatura de Tratamento: 40 ± 5 °C Tempo de Tratamento: 2 minutos [050] A montagem de carcaça metálica obtida dessa forma foi testada em relação à adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica.

[051 ]A Figura 3 é uma vista esquemática que mostra o teste de adesão de revestimento. O teste de adesão de revestimento foi conduzido, após a execução de tratamento por calor na montagem de carcaça metálica a 900 ± 5°C por 15 minutos, através da submissão do eletrodo de aterramento à flexão conforme mostrado na Figura 3 e da observação da carcaça metálica visualmente ou com um ampliador de 10 vezes. Observa-se na presente invenção que o tratamento por calor foi executado a fim de colocar intencionalmente a carcaça metálica sob condições extremas antes da etapa de flexão e, por meio disso, testar ,a adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica para uso em vários ambientes. Os resultados do teste de adesão de revestimento foram avaliados pelos seguintes critérios.

[Critérios de Avaliação] [052] “^”: Não houve separação de revestimento observada em qualquer uma dentre 100 amostras de teste.

[053] “©": Não houve separação de revestimento observada de menos que 1 mm2 em tamanho em uma das 100 amostras de teste.

[054] “x”: Não houve separação de revestimento observada de 1 mm2 ou maior em tamanho em uma ou mais das 100 amostras de teste ou separação de revestimento menor que 1 mm2 em tamanho em duas ou mais das 100 amostras de teste.

[055] Os resultados do teste de adesão de revestimento e “©” significam boa adesão entre a carcaça metálica e a camada de revestimento de níquel.

[056] A Figura 4 é um diagrama que mostra as concentrações de ácido (x, y, z) da soluções ácidas usadas no experimento de verificação 1. Conforme mostrado na Figura 4, foram usados 31 tipos de composições de ácido (S01 a S31) para a preparação das respectivas amostras de teste.

[057] As Figuras 5A e 5B são diagramas que mostram os resultados do teste de adesão de revestimento no caso em que as concentrações de ferro e cobre (α, β) da solução ácida foram variadas em relação às composições de ácido S01 a S31. Conforme mostrado nas Figuras 5Ae 5B, as concentrações de ferro (a) das soluções ácidas foram definidas como 0, 100, 300, 600 ou 625 mg/l; e as concentrações de cobre (β) das soluções ácidas foram definidas como 0, 0,4, 12, 20, 24 ou 26 mg/l.

[058] Os resultados do teste de adesão de revestimento (que significam boa adesão de revestimento)” foram obtidos sob a satisfação da fórmula (1): 0,9 < x + y + z < 24 conforme mostrado in FIGS 4, 5A e 5B (células sombreadas na Figura 5A).

[059] Adicionalmente, foi experimentalmente concluído pelos presentes inventores que 1 ppm de cobre na solução ácida tem a mesma influência na adesão de revestimento as 25 ppm de ferro na solução ácida. Considera-se que a razão para isso é que o cobre tem uma pequena tendência à ionização de modo que, mesmo no caso em que o cobre é inferior em concentração que o ferro na solução ácida, o desempenho de remoção de óxido da solução ácida é prontamente influenciado pelo cobre. Esse achado levou à conclusão de que é importante controlar apropriadamente o parâmetro de concentração de metal “α + 25β”. Com base em tal conclusão, pesquisas foram feitas para examinar a faixa preferencial do parâmetro de concentração de metal "a + 25β” sob a satisfação da fórmula (1): 0,9 < x + y + z < 24.

[060JA Figura 6 é um diagrama no qual os resultados de teste de adesão de revestimento da Figura 5A são apresentados em relação ao parâmetro de concentração de metal “α + 25β”. Conforme mostrado na Figura 6 (células sombreadas na Figura 6), os resultados de teste de adesão de revestimento “© (que significa boa adesão de revestimento)” foram obtidos sob a satisfação da fórmula (2): 10 < α + 25β <610.

[061] Foi mostrado pelos resultados de teste acima que é possível alcançar boa adesão entre a carcaça metálica e a camada de revestimento de níquel pela satisfação das fórmulas: 0,9 <x + y + z<24e 10 < α + 25β < 610. C. Segunda Modalidade [062] A segunda modalidade é similar à primeira modalidade, exceto pelas condições do tratamento de lavagem com ácido na etapa S120 na produção da car- caça metálica 50. Na segundo modalidade, o tratamento de lavagem com ácido é executado com energização da carcaça metálica 50 como um catodo embora o tratamento de lavagem com ácido seja executado sem energização da carcaça metálica 50 na primeira modalidade. Mais especificamente, o tratamento de lavagem com ácido é executado através da lavagem eletrolítica com ácido com o uso de um barril giratório na segunda modalidade. Em comparação com o tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade, o tratamento de lavagem com ácido da segunda modalidade é caracterizado pelo fato de que: o limite superior do parâmetro de concentração de metal “α + 25β” da solução ácida é definido como um valor mais alto conforme indicado na seguinte fórmula (2’); e a carcaça metálica 50 é imersa e energi-zada como um catodo na solução ácida em uma densidade de corrente de 0,15 a 1,2 A/dm2.

[Exemplo de Condições de Tratamento de Lavagem com Ácido] Composição de solução ácida Solvente: água deionizada 0,9 <x + y + z< 24(1) 10 <α + 25β <6010(2’) x (% em massa): concentração de ácido sulfúrico de solução ácida y (% em massa): concentração de ácido clorídrico de solução ácida z (% em massa): concentração de ácido nítrico de solução ácida α (mg/l): concentração de ferro de solução ácida β (mg/l): concentração de cobre de solução ácida Temperatura de Tratamento: 40 ± 5 °C Tempo de Tratamento: 2 minutos Polaridade de Carcaça Metálica em Solução Ácida: catodo Densidade de Corrente de Catodo: 0,15a 1,2 A/dm2 [063]De preferência, a seguinte fórmula (3) é satisfeita entre a concentração de ferro (α: mg/l) e a concentração de cobre (β: mg/l) da solução ácida.

[064] 35 < α + 25β < 1050 (3) [065] Como as outras etapas de processo S100, S110, S130 e S140 são comuns para as primeira e segunda modalidades, será omitida uma explanação dessas etapas S100, S110, S130 e S140.

[066] Na segunda modalidade, o tratamento de lavagem com ácido é eletroli-ticamente executado através do controle da composição da solução ácida com a finalidade de satisfazer as fórmulas (1) e (2’) conforme explicado acima.

[067] Dessa forma, é possível na segunda modalidade remover confiável e eficientemente a película de óxido da superfície da carcaça metálica 50 e impedir de modo eficaz a formação da película passiva na superfície da carcaça metálica 50, através do controle do parâmetro de concentração de ácido “x + y + z” da solução ácida para dentro da faixa específica acima (1), como no caso da primeira modalidade.

[068] Também é possível na segunda modalidade remover suficientemente a película de óxido da superfície da carcaça metálica 50 e manter a lisura da superfície da carcaça metálica 50 através do controle do parâmetro de concentração de metal “α + 25β” da solução ácida para dentro da faixa específica acima (2’). O limite superior de o parâmetro de concentração de metal “α + 25β” é definido como mais alto no tratamento de lavagem com ácido da segunda modalidade que no tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade. É mais fácil que os íons de hidrogênio na solução ácida alcancem a superfície da carcaça metálica 50 devido à energização da carcaça metálica 50 como o catodo no tratamento de lavagem com ácido de o segundo modalidade que no tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade. Dessa forma, a película de óxido pode ser removida suficientemente da superfície da carcaça metálica 50 mesmo quando o parâmetro de concentração de metal “α + 25β” é definido como um valor mais alto na segunda modalidade.

[069] É possível remover mais confiável e eficientemente a película de óxido da superfície da carcaça metálica 50 para aprimoramento adicional na adesão entre a carcaça metálica 50 e a camada de revestimento de níquel através do controle do parâmetro de concentração de metal “α + 25β” da solução ácida para dentro da faixa específica preferencial (3), isto é, diminuindo a concentração de impureza de metal da solução ácida. D. Experimento de Verificação 2 [070] Os efeitos da segunda modalidade (o controle de composição da solução ácida no tratamento de lavagem com ácido) foram verificados pelo seguinte experimento de verificação 2.

[071 ]No experimento de verificação 2, as amostras da montagem de carcaça metálica (100 amostras de teste para cada tipo) foram produzidas através das etapas de processo acima S100 a S140 através da concentração de variação do ácido (ácido sulfúrico, ácido clorídrico e ácido nítrico) e concentração de impureza de metal (ferro e cobre) da solução ácida usada no tratamento de lavagem com ácido. As condições do tratamento de lavagem com ácido na etapa S120 são indicadas abaixo. As condições do tratamento com revestimento de níquel na etapa S140 foram valores medianos dos parâmetros de condição mencionados acima.

[Condições de Tratamento de lavagem com ácido] Composição de solução ácida solvente: água deionizada concentração de ácido sulfúrico (x): 0,6 a 30 % em massa concentração de ácido clorídrico (y): 0,6 a 30 % em massa concentração de ácido nítrico (z): 0,6 a 30 % em massa concentração de ferro (a): 0 a 6250 mg/l concentração de cobre (β): 0 a 260 mg/l (as concentrações de ferro e cobre foram controladas através da imersão de blocos metálicos na solução ácida) Temperatura de Tratamento: 40 ± 5 °C

Tempo de Tratamento: 2 minutos Polaridade de Carcaça Metálica em Solução Ácida: catodo Densidade de Corrente de Catodo: 0,3 A/dm2 [072] A montagem de carcaça metálica obtida dessa forma foi testada e avaliada em relação à adesão entre a camada de revestimento de níquel e a carcaça metálica da mesma maneira como no experimento de verificação 1.

[073] A Figura 7 é um diagrama que mostra as concentrações de ácido (x, y, z) das soluções ácidas usadas no experimento de verificação 2. Conforme mostrado na Figura 7, foram usados 31 tipos de composições de ácido (S32 a S62) para a preparação das respectivas amostras de teste.

[074] As Figuras 8Ae 8B são diagramas que mostram os resultados de teste de adesão de revestimento no caso em que as concentrações de ferro e cobre (α, β) da solução ácida foram variadas em relação às composições de ácido S32 a S62. Conforme mostrado nas Figuras 8Ae 8B, as concentrações de ferro (a) da soluções ácidas foram definidas como 0, 25, 1.000, 6.000 ou 6.250 mg/l; e as concentrações de cobre (β) da soluções ácidas foram definidas como 0, 0,4, 2, 16, 200, 240 ou 260 mg/l.

[075] 0s resultados de teste de adesão de revestimento “☆ e © (cada um significando boa adesão de revestimento)” foram obtidos sob a satisfação da fórmula (1): 0,9 <x + y + z<24 conforme mostrado nas Figuras 7, 8A e 8B (células sombreadas na Figura 8A).

[076] Adicionalmente, pesquisas foram feitas para examinar a faixa preferencial do parâmetro de concentração de metal “α + 25β” sob a satisfação da fórmula (1): 0,9 < x + y + z < 24.

[077] A Figura 9 é um diagrama no qual os resultados de teste de adesão de ί revestimento da Figura 8A são apresentados em relação ao parâmetro de concentração de metal “α + 25β”. Conforme mostrado na Figura 9 (células sombreadas na Figura 9), os resultados de teste de adesão de revestimento “© e & (cada um significando boa adesão de revestimento)" foram obtidos sob a satisfação da fórmula (2’): 10 < α + 25β < 6010. Em particular, os resultados de teste de adesão de revestimento (que significam melhor adesão de revestimento)” foram obtidos sob a satisfação da fórmula (3): 35 < α + 25β < 1.050 conforme mostrado na Figura 9 (cé- * lulas sombreadas na Figura 9).

[078] Foí mostrado pelos resultados de teste acima que é possível alcançar boa adesão entre a carcaça metálica e a camada de revestimento de níquel através da satisfação das fórmulas: 0,9 < x + y + z < 24 e 10 < α + 25β < 6010 e possível alcançar melhor adesão entre a carcaça metálica e a camada de revestimento de níquel através da satisfação das fórmulas: 0,9 < x + y + z < 24 e 35 < α + 25β < 1050. E. Modificações/Va ri ações [079] É plausível executar tanto o tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade quanto o tratamento de lavagem com ácido da segunda modalidade como tratamento de lavagem com ácido de dois estágios na etapa S120. Por exemplo, a montagem de carcaça metálica pode ser, após o tratamento com desen-graxante (etapa S110) e antes do tratamento de lavagem com água (etapa S130) e do tratamento com revestimento de níquel (S140), submetida ao tratamento de lavagem com ácido eletrolítico da mesma maneira que na segunda modalidade, lavada com água deionizada e, então, submetida a tratamento de lavagem com ácido da mesma maneira que na primeira modalidade. !

[080] No caso em que a película de óxido é formada com uma espessura grande na superfície da carcaça metálica 50, uma grande quantidade de impureza de metal tal como ferro e cobre se torna dissolvida na solução ácida durante o tratamento de lavagem com ácido. Em tal caso, o tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade podería resultar em um problema que a concentração da solução ácida de metal (ferro e cobre) alcança rapidamente seu limite superior de modo que a frequência de substituição da solução ácida se torne alta. Entretanto, o limite superior do parâmetro de concentração de metal “α + 25β” é definido como mais alto no tratamento de lavagem com ácido da segunda modalidade que no tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade. Dessa forma, é possível pelo tratamento de lavagem com ácido de dois estágios (isto é, combinação do tratamento de lavagem com ácido da primeira modalidade e do tratamento de lavagem com ácido da segunda modalidade) evitar um aumento na frequência de substituição da solução ácida e lavagem da superfície da carcaça metálica 50 mais de forma mais limpa mesmo no caso em que a película de óxido é formada com uma espessura grande na superfície da carcaça metálica 50.

[081] Também é plausível, após produzir a carcaça metálica 50 através das etapas de processo acima S100 a S140, unir o eletrodo de aterramento 30 à carcaça metálica 50. A saber, a carcaça metálica 50 pode ser produzida como uma única parte ou uma montagem da mesma com o eletrodo de aterramento 30 na presente invenção.

[082] Todos os conteúdos do pedido de patente japonês n° 2013-099037 (depositado em 9 de maio de 2013) são incorporados na presente invenção a título de referência.

[083] A presente invenção não é limitada aos aspectos, modalidades e modi-ficações/variações acima e pode ser incorporada em várias formas sem que se afaste do escopo da presente invenção. Por exemplo, é plausível substituir ou combinar apropriadamente qualquer um dos recursos técnicos dos aspectos, modalidades e modificações/variações acima da presente invenção a fim de resolver parte ou todos os problemas mencionados acima ou alcançar parte ou todos os efeitos mencionados acima. Qualquer um desses recursos técnicos, se não explicado como essencial no presente relatório descritivo, pode ser deletado conforme apropriado. O escopo da invenção é definido em referência às seguintes reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. Método de produção de uma carcaça metálica para uma vela de ignição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: preparar uma carcaça metálica; lavar uma superfície da carcaça metálica com uma solução ácida; e formar uma camada de revestimento de níquel na superfície lavada da carcaça metálica, em que a solução ácida tem uma composição que satisfaz as seguintes condições: 0,9 < x + y + z < 24; e 10 < α + 25β <610 em que x é uma concentração de ácido sulfúríco (% em massa) da solução ácida; y é uma concentração de ácido clorídrico (% em massa) da solução ácida; z é uma concentração de ácido nítrico (% em massa) da solução ácida; α é uma concentração de ferro (mg/l) da solução ácida; e β é uma concentração de cobre (mg/l) da solução ácida.

2. Método de produção de uma carcaça metálica para uma vela de ignição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: preparar uma carcaça metálica; lavar uma superfície da carcaça metálica, mediante a imersão da carcaça metálica em uma solução ácida, através da energização da carcaça metálica como um catodo; e, formar uma camada de revestimento de níquel na superfície lavada da carcaça metálica, em que a solução ácida tem uma composição que satisfaz as seguintes condições: 0,9 < x + y + z < 24; e 10 < α + 25β < 6010 em que x é uma concentração de ácido sulfúrico (% em massa) da solução ácida; y é uma concentração de ácido clorídrico (% em massa) da solução ácida; z é uma concentração de ácido nítrico (% em massa) da solução ácida; α é uma concentração de ferro (mg/l) da solução ácida; e i ] é uma concentração de cobre (mg/l) da solução ácida.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição da solução ácida satisfaz a seguinte condição: 35 < α + 25β < 1050 entre a concentração de ferro α (mg/l) e a concentração de cobre β (mg/l) da solução ácida.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: antes da lavagem, unir um eletrodo de aterramento à carcaça metálica.

5. Método de fabricação de uma vela de ignição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: produzir uma carcaça metálica pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4; e montar um eletrodo central e um isolante de cerâmica na carcaça metálica.