BR102016020060A2 - vela de ignição - Google Patents

Abstract

trata-se de uma vela de ignição que inclui um isolador formado com um furo axial, um eletrodo central disposto em um lado frontal do furo axial, um invólucro de metal cilíndrico disposto ao redor de uma circunferência externa do isolador e um eletrodo terra tendo uma parte de extremidade de base unida a uma parte de extremidade frontal do invólucro de metal e uma parte de extremidade distal voltada para uma face de extremidade frontal do eletrodo central com um vão à esquerda entre as mesmas. o eletrodo terra inclui uma base de eletrodo tendo um teor de níquel de 96% em massa ou superior e uma camada protetora formada em um lado externo da base do eletrodo e tendo um teor de cromo de 15% em massa ou superior em uma superfície externa da mesma. em uma seção transversal do eletrodo terra tomada perpendicular à superfície externa da camada protetora, o número de contornos de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora é de 4 ou mais.

Description

“VELA DE IGNIÇÃO” ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001 ]A presente invenção refere-se a uma vela de ignição, em particular do tipo que possui um eletrodo terra que combina resistência à corrosão por álcool com resistência ao desgaste por centelha.

[002] As velas de ignição são usadas para motores de combustão interna, tais como motores automotivos. O desenvolvimento das estruturas e materiais das velas de ignição tem sido almejado à medida que os ambientes internos das câmaras de combustão dos motores de combustão interna se tornam mais severos com o aumento de desempenho dos motores de combustão interna. Por exemplo, os seguintes relatos foram feitos sobre os eletrodos terra das velas de ignição.

[003] Normalmente é utilizado um eletrodo terra contendo uma estrutura de única camada de liga de níquel. Com o aumento de desempenho dos equipamentos auxiliares, tal como o turbocompressor no motor de combustão interna, a quantidade de calor gerada pela combustão da mistura ar-combustível em uma câmara de combustão do motor de combustão interna se torna maior fazendo com que o eletrodo terra, que se projeta na câmara de combustão, receba uma grande quantidade de calor de combustão. Sob tal grande calor de combustão, o eletrodo terra de única camada de liga de níquel atinge uma alta temperatura e causa pré-ignição, conforme discutido na Publicação do Pedido de Patente JP em trâmite N2 H05-13146 (doravante designado como JPH05-13146A).

[004] Em vista deste problema de pré-ignição, a JP H05-13146 A propõe uma vela de ignição contendo um eletrodo terra com condutividade térmica aumentada de modo a, mesmo quando o eletrodo terra recebe o calor gerado pela combustão da mistura ar-combustível em uma câmara de combustão, diminuir a temperatura do eletrodo terra (vide, por exemplo, o parágrafo [0005] da JP H05-13146 A). Mais especificamente, o eletrodo terra da JP H05-13146 A possui uma estrutura híbrida incluindo um núcleo formado de liga de níquel ou níquel de alta condutividade térmica e uma parte de camada externa aplicada ao núcleo com uma espessura H de 0,25 a 0,35 mm e formado de liga de melhor oxidabilidade em alta temperatura do que a do núcleo (vide, por exemplo, a reivindicação 1 da JP H05-13146A).

[005] Além disso, a Publicação do Pedido de Patente JP em Trâmite Ne H04-43585 (doravante designado como JP H04-43585 A) propõe um eletrodo terra formado de um material de capeamento incluindo pelo menos dois tipos ou mais de ligas de níquel e cobre ou liga de cobre embutido longitudinalmente nas ligas de níquel para aprimoramento adicional da condutividade térmica e para facilidade de produção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] Nos últimos anos, houve uma demanda crescente para atender à grande variedade de combustíveis e aos ambientes hostis das câmaras de combustão dos motores de combustão interna. Dentre outras coisas, o ambiente interno da câmara de combustão tem se tornado rapidamente mais severo no motor a álcool. Em tal ambiente severo da câmara de combustão, é provável que o eletrodo terra da vela de ignição seja corroído pelo álcool combustível.

[007] Como resultado de pesquisas extensas realizadas a respeito da durabilidade do eletrodo terra, os presentes inventores descobriram que a probabilidade de corrosão do eletrodo terra pelo álcool combustível varia dependendo do teor de níquel no material do eletrodo terra. Em particular, o eletrodo terra pode atingir resistência à corrosão por álcool quando formado de uma liga de baixo teor de níquel, tal como Inonel (nome comercial). O eletrodo terra, porém, possui baixa resistência ao desgaste por centelha e curta vida útil quando o teor de níquel do eletrodo terra é baixo. De modo a assegurar a resistência ao desgaste por centelha, é concebível unir uma ponta de metal nobre a uma região de descarga de vela do eletrodo terra. No entanto, a ponta de metal nobre é cara. Para redução de custo da vela de ignição, é desejável conferir tanto resistência à corrosão por álcool quanto resistência ao desgaste por centelha ao eletrodo terra sem o uso de tal ponta de metal nobre de alto custo.

[008] É, por conseguinte, um objetivo da presente invenção é oferecer uma vela de ignição contendo um eletrodo terra que combine resistência à corrosão por álcool com resistência ao desgaste por centelha.

[009] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proporcionada uma vela de ignição compreendendo: um isolador tendo um furo axial formado no mesmo em uma direção de um eixo; um eletrodo central disposto em um lado frontal do furo axial; um invólucro cilíndrico de metal disposto na direção do eixo de modo a circundar uma circunferência externa do isolador; e um eletrodo terra tendo uma parte de extremidade de base unida a uma parte de extremidade frontal do invólucro de metal e uma parte de extremidade distai voltada para uma face de extremidade frontal do eletrodo central com uma abertura esquerda entre as mesmas, em que o eletrodo terra compreende: uma base de eletrodo tendo um teor de níquel de 96% em massa ou superior; e uma camada protetora formada em um lado externo da base do eletrodo e tendo um teor de cromo de 15% em massa ou superior em uma superfície externa da mesma; e em que, em uma seção transversal do eletrodo terra tomada perpendicularmente à superfície externa da camada protetora, o número de contorno de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora é de 4 ou mais.

[010] As seguintes configurações (i) a (viii) são preferidas para a vela de ignição acima, [011 ]0 número de contorno de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora é de 8 ou mais.

[012]A base do eletrodo contém pelo menos um tipo de elemento de terras raras em uma quantidade total de 0,05 a 0,5 % em massa.

[013] A base do eletrodo tem um tamanho de grãos de cristal de 150 μιτι ou menos, [014] Camada protetora contém pelo menos um tipo de elemento de terra rara em uma quantidade total de 0,01 a 0,5 % em massa.

[015] O eletrodo terra tem uma superfície lateral externa localizada mais distante do eletrodo central e das superfícies laterais localizadas adjacente à superfície lateral externa; e a camada protetora é formada nas partes das superfícies laterais em frente à face de extremidade frontal do eletrodo central.

[016] A camada protetora contém 5% em massa ou mais de cromo e tem uma espessura de 0,02 a 0,2 mm.

[017] A camada protetora é formada em pelo menos uma parte da superfície lateral externa em frente à face de extremidade frontal do eletrodo central.

[018] A camada protetora é formada em toda a superfície da base do eletrodo, exceto uma área em que a face de extremidade frontal do eletrodo central é projetada na direção do eixo.

[019] Na presente invenção, o eletrodo terra é provido da base do eletrodo e da camada protetora. A base do eletrodo tem um teor de níquel de 96% em massa ou mais, e apresenta alta condutividade térmica. O eletrodo terra, dessa forma, assegura boa capacidade de dissipação de calor e atinge alta resistência ao desgaste por centelha. Por outro lado, a camada protetora tem um teor de cromo de 15% em massa ou mais em sua superfície externa, caracterizado pelo fato de que o número de contorno de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora é de 4 ou mais. Esta configuração característica permite a rápida difusão do cromo do interior para a superfície externa do eletrodo terra, de modo que um filme de óxido de cromo pode se formar rapidamente na superfície externa do eletrodo terra. Assim, o eletrodo terra atinge alta resistência à corrosão por álcool. É, portanto, possível para o eletrodo terra combinar resistência à corrosão por álcool com resistência ao desgaste por centelha.

[020]Os outros objetivos e aspectos da presente invenção também serão compreendidos a partir da descrição seguinte.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[021 ]A FIG. 1 é uma vista esquemática, parcialmente em seção, de uma vela de ignição de acordo com uma primeira concretização da presente invenção.

[022] A FIG. 2A é uma vista em seção transversal ilustrando a vizinhança de um eletrodo terra na vela de ignição da FIG. 1.

[023] A FIG. 2B é uma vista em seção transversal do eletrodo terra tomada ao longo da linha A-A da FIG. 2A.

[024] A FIG. 2C é uma vista plana do eletrodo terra da FIG. 2A conforme visto a partir do lado central do eletrodo.

[025] A FIG. 3A é uma vista em seção transversal ilustrando a vizinhança de um eletrodo terra em uma vela de ignição de acordo com uma segunda concretização da presente invenção.

[026] A FIG. 3B é uma vista em seção transversal do eletrodo terra tomada ao longo da linha A-A da FIG. 3A.

[027] A FIG. 3C é uma vista plana do eletrodo terra da FIG. 3A conforme visto a partir do lado central do eletrodo.

[028] A FIG. 4A é uma vista em seção transversal ilustrando a vizinhança de um eletrodo terra em uma vela de ignição de acordo com uma terceira concretização da presente invenção.

[029] A FIG. 4B é uma vista em seção transversal do eletrodo terra tomada ao longo da linha A2-A2 da FIG. 4A.

[030] A FIG. 4C é uma vista plana do eletrodo terra da FIG. 4A conforme visto a partir do lado central do eletrodo. Descrição das Concretizações [031 ]A presente invenção será descrita a seguir com referência aos desenhos, [032] [Primeira Concretização] [033] A FIG. 1 é uma vista esquemática, parcialmente em seção, de uma vela de ignição 1 de acordo com uma primeira concretização da presente invenção. A vela de ignição 1 é usada para ignição da mistura ar-combustível em uma câmara de combustão de um motor de combustão interna automotivo. Daqui em diante, o termo “frontal” refere-se a um lado de descarga da vela (lado inferior da FIG. 1) com relação à direção de um eixo O da vela de ignição; e o termo “traseiro” refere-se a um lado (lado superior da FIG. 1) oposto ao lado frontal. Como mostra a FIG. 1, a vela de ignição 1 inclui um isolador substancialmente cilíndrico 3 tendo um furo axial 2 formado na direção do eixo O, um eletrodo central substancialmente em forma de haste 4 disposto em um lado frontal do furo axial 2, um terminal metálico 5 disposto em um lado traseiro do furo axial, uma parte de conexão 6 disposta entre o eletrodo central 4 e o terminal metálico 5 dentro do furo axial 2, um invólucro de metal substancialmente cilíndrico 7 disposto na direção do eixo Q de modo a circundar uma circunferência externa do isolador 3 e um eletrodo terra 8 tendo uma parte de extremidade de base 15 unida a uma parte de extremidade frontal do invólucro metálico 7 e uma parte de extremidade distai 16 voltada para uma face de extremidade frontal 33 do eletrodo central 4 com uma abertura G esquerda entre as mesmas.

[034] O isolador 3 tem uma forma substancialmente cilíndrica, com o furo axial 2 formado através do mesmo na direção do eixo O, e inclui uma parte de corpo traseira 11, uma parte de diâmetro grande 12, uma parte de corpo frontal 13 e uma parte de perna 14. A parte de corpo traseira 11 é formada para acomodar na mesma o terminal metálico 5 e isolador o terminal metálico 5 do invólucro de metal 7. A parte de diâmetro grande 12 está localizada em frente à parte de corpo traseira 11 e é formada para se projetar radialmente para fora. A parte de corpo frontal 13 está localizada em frente à parte de diâmetro grande 12 e é formada para ter um diâmetro externo menor do que o da parte de diâmetro grande 12 e acomodar na mesma a parte de conexão 6. A parte de perna 14 está localizada em frente à parte de corpo frontal 13 e é formada para ter diâmetros interno e externo menores do que os da parte de corpo frontal 13 e acomoda na mesma o eletrodo central 4. O isolador 3 é fixado ao invólucro de metal 7, com uma região de extremidade frontal do isolador 3 projetando-se a partir de uma extremidade frontal do invólucro de metal 7, O isolador 3 é feito de um material tendo resistência mecânica, resistência térmica e propriedades de isolamento elétrico.

[035] A parte de conexão 0 é disposta no furo axial 2 de modo a não somente fixar o eletrodo central 4 e o terminal metálico 5 no furo axial 2, mas também estabelecer conexão elétrica entre o eletrodo central 4 e o terminal metálico 5.

[036] O invólucro de metal 7 tem uma forma substanciamente cilíndrica para circundar e reter no mesmo o isolador 3. Uma parte de rosca 24 é formada em uma superfície circunferencial externa de uma parte de extremidade frontal do invólucro de metal 7 de modo que a vela de ignição 1 possa ser montada em um cabeçote do cilindro (não ilustrado) do motor de combustão interna por meio da parte de rosca 24. O invólucro de metal 7 inclui uma parte de vedação de gás em forma de flange 25 localizada na parte traseira da parte de rosca 24, uma parte de engate de ferramenta 26 localizada na traseira da parte de vedação de gás 25 para engate com uma ferramenta, tal como uma chave inglesa e uma parte crimpada 27 localizada na traseira da parte de engate de ferramenta 26. Há um espaço à esquerda entre uma superfície circunferencial interna de uma parte de extremidade frontal da parte de rosca 24 e uma superfície circunferencial externa da parte de perna 14. O invólucro de metal 7 pode ser feito, por exemplo, de um material de aço condutor, tal como aço de baixo teor de carbono.

[037] O terminal metálico 5 é adaptado para aplicar uma tensão elevada a partir de um dispositivo externo ao eletrodo central 4 para descarga de centelhas entre o eletrodo central 4 e o eletrodo terra 8. O terminal metálico 5 é inserido no furo axial 2, com uma região de extremidade traseira do terminal metálico 5 projetando-se a partir de uma extremidade traseira do isolador 3, e é fixado no furo axial 2 pela parte de conexão 6. O terminal metálico 5 pode ser feito de um material de metal, tal como aço de baixo teor de carbono.

[038] O eletrodo central 4 inclui uma parte de extremidade traseira 28 mantida em contato com a parte de conexão 6 e uma parte do tipo haste 29 estendendo-se em direção à parte frontal a partir da parte de extremidade traseira 28. O eletrodo central 4 é fixado no furo axial 2, com uma região de extremidade frontal do eletrodo central 4 projetando-se a partir de uma extremidade frontal do isolador 3, e é mantido isolado do invólucro de metal 7. A parte de extremidade traseira 28 e a parte do tipo haste 29 do eletrodo central 4 podem ser feitas de um material conhecido, tal como liga de níquel (Ni). Na primeira concretização, o eletrodo central 4 (parte de extremidade traseira 28 e a parte do tipo haste 29) tem uma estrutura de duas camadas incluindo uma camada externa 31 feita de liga de Ni etc. e um núcleo 32 feito de um material de condutividade térmica superior à do material de liga de Ni da camada externa 31 e coaxialmente embutido na camada externa 31. Como o material do núcleo 32, pode-se utilizar cobre (Cu), liga de Cu, prata (Ag), liga de Ag, níquel puro (Ni), ou similares. Como alternativa, o eletrodo central 4 pode ter uma estrutura de única camada de liga de Ni.

[039] A seguir, o eletrodo terra 8 (como os aspectos característicos da presente invenção) será explicado abaixo.

[040] As FIGS. 2A, 2B e 2C são vistas esquemáticas do eletrodo terra 8. Como mostram as FIGS. 2A, 2B e 2C, o eletrodo terra 8 é retangular em seção transversal e é curvado em uma parte central da mesma em uma forma substancialmente de “L” de modo que, enquanto a parte de extremidade de base 15 do eletrodo terra 8 é unida à parte de extremidade frontal do invólucro de metal 7, a parte de extremidade distai 16 do eletrodo terra 8 defronta-se com a face de extremidade frontal 33 do eletrodo central 4 por meio da abertura G. O eletrodo terra 8 tem uma superfície lateral externa 43 estendendo-se a partir da parte de extremidade de base 15 até a parte de extremidade distai 16 em um lado externo mais distante do eletrodo central 4, uma superfície lateral interna 45 estendendo-se a partir da parte de extremidade de base 15 até a parte de extremidade distai 16 em um lado interno mais próximo do eletrodo central 4, duas superfícies laterais 44a e 44b localizadas adjacentes e estendendo-se entre a superfície lateral externa 43 e a superfície lateral interna 45 e uma face de extremidade distai 46 localizada adjacente às quatro superfícies 43a, 44a, 44b e 45 acima. Na primeira concretização, a abertura G é definida como a distância mínima entre a face de extremidade frontal 33 do eletrodo central 4 e a superfície lateral interna 45 do eletrodo terra 8. Em geral, a abertura é estabelecida entre 0,3 a 1,5 mm.

[041 ]Na primeira concretização, o eletrodo terra 8 tem uma base de eletrodo 41 feita de um material metálico tendo um teor de Ni de % em massa ou superior e uma camada protetora 42 aplicada a um lado externo da base do eletrodo 41 e feita de um material metálico tendo um teor de cromo (Cr) de 15% em massa ou superior em uma superfície externa da mesma. Quando visto em seção transversal perpendicular à superfície externa da camada protetora 42, o número N de contorno de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora 42 é de 4 o mais, de preferência, 8 ou mais. (daqui em diante, o número N de contorno de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora 42 é algumas vezes chamado simplesmente de “número NT” ou “número de contornos de grão N”).

[042]Os presentes inventores consideraram que seria difícil conferir alta resistência à corrosão por álcool e resistência ao desgaste por centelha a um eletrodo terra, sem o uso de uma ponta de metal nobre, somente por meio da otimização da composição de material do eletrodo terra. Assim, os presentes inventores produziram uma amostra de protótipo de um eletrodo terra tendo uma estrutura de duas camadas na qual uma base de eletrodo de liga de alto teor de Ni com alta resistência ao desgaste por centelha é coberta por uma camada de revestimento de liga de baixo teor de Ni e alto teor de Cr com alta resistência à corrosão por álcool e realizaram um teste de durabilidade para examinar a durabilidade do eletrodo terra comparado com o álcool combustível. No entanto, ao contrário do que se esperava, este eletrodo terra de duas camadas foi corrido pelo álcool combustível em um curto tempo durante o teste de durabilidade. De modo a estudar a causa da corrosão do eletrodo terra pelo álcool combustível, a presente invenção realizou pesquisas sobre a diferença do eletrodo terra de duas camadas produzido conforme dito anteriormente em relação a um eletrodo terra de única camada de liga de alto teor de Cr e baixo teor de Ni.

[043]Como resultado, os presentes inventores descobriram que, antes e após a durabilidade, o tamanho de grão de cristal da camada de revestimento do eletrodo terra de duas camadas era maior do que o do eletrodo terra de única camada. Supõe-se que a razão para isso seja a seguinte; Durante a produção do eletrodo terra de duas camadas, o tratamento térmico é realizado sob condições de alta temperatura de modo a aumentar a adesão entre a base do eletrodo e a camada de revestimento. Pelo tratamento térmico de alta temperatura, o caminho para difusão de Cr do interior para a superfície do eletrodo solo diminui com o aumento no tamanho de grão de cristal da camada de revestimento de modo que a taxa de formação de uma película de óxido de Cr na superfície do eletrodo terra se torne menor no caso do eletrodo terra de duas camadas do que no caso do eletrodo terra de única camada. Devido a tal retardo na formação da película de óxido de Cr, o eletrodo terra de duas camadas é corroído pelo álcool combustível. Em particular, os presentes inventores perceberam que, quanto maior o teor de Ni da base do eletrodo, mais provável que o crescimento dos grãos de cristal ocorra na camada de revestimento, isto é, o aumento do teor de Ni da base do eletrodo leva a uma deterioração na resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra pelo crescimento dos grãos de cristais na camada protetora.

[044] Como resultado de pesquisas adicionais, os presentes inventores tiveram êxito na supressão do crescimento dos grãos de cristais na camada de revestimento (que corresponde à camada protetora 42) durante a produção do eletrodo terra de duas camadas e descobriram a taxa de crescimento de grãos de cristais preferível (isto é, o número de contornos de grãos N) para a formação rápida do filme de oxido de Cr.

[045] A saber, é possível permitir a difusão rápida do Cr do interior para a superfície externa do eletrodo terra 8 e, com isso, formar rapidamente a película de óxido de Cr na superfície externa do eletrodo terra 8 de modo que o eletrodo terra 8 atinja alta resistência à corrosão por álcool para o eletrodo terra 8 quando o número de contornos de grãos N é controlado para 4 ou mais (de preferência 8 ou mais). O número de contornos de grãos N pode ser ajustado controlando a taxa de processamento da base do eletrodo 41 antes do tratamento térmico, a temperatura e o tempo do tratamento térmico, o teor dos elementos de terras raras na base do eletrodo 41 e na camada protetora 42, entre outros.

[046] É plausível determinar o número de contornos de grãos N pelo seguinte método. O eletrodo terra 8 é cortado, em uma posição de 2 mm a partir da face de extremidade frontal 46 em direção à parte de extremidade de base 15, na direção perpendicular à superfície externa da camada protetora 42. Uma região periférica da seção transversal resultante (correspondendo à superfície externa da camada protetora 42) é observada por um microscópio metalúrgico, de modo a contar o número de contornos de grãos de cristais por 1 mm como N. Mesmo se um composto intermetálico, nitreto, óxido, carbeto, e outros depósitos, forem observados, esses compostos de depósito não são contados. O material de metal da camada protetora 42 tem um teor de Cr de 15% em massa ou superior em sua superfície externa. Quando a camada protetora 42 contém qualquer outro elemento além do Cr, é preferível que contenha Ni. Pela adição de Ni na camada protetora 42, é possível aumentar a adesão da camada protetora 42 à base de eletrodo de alto teor de Ni 41. O teor de Cr na superfície externa da camada protetora 42 pode ser de 100% em massa no máximo. Quando a camada protetora 42 tem um teor de Cr de 15% em massa ou superior em sua superfície, é possível formar a película de óxido de Cr forte na superfície externa do eletrodo terra 8 durante a operação do motor de combusta interna. Também é possível suprimir o crescimento dos grãos de cristais na camada protetora 42 durante a operação do motor de combustão interna quando a camada protetora 42 tem um teor de Cr de 15% em massa ou superior em sua superfície. Assim, a película de óxido de Cr é formada na superfície externa do eletrodo terra 8 de modo que o eletrodo terra 8 seja impedido de corrosão por álcool combustível quando o teor de Cr na superfície externa da camada protetora 42 é controlado para 15% em massa ou superior. De preferência, a camada protetora 42 tem um teor de Cr de % em massa ou menos em sua superfície. Quando o teor de Cr na superfície externa da camada protetora 42 é controlado para 40% em massa ou menos, a ocorrência de fissuras na superfície externa da camada protetora 42 é suprimida para impedir uma deterioração na resistência à corrosão por álcool da camada protetora 42.

[047]A camada protetora 42 pode conter, além de Ni a Cr, pelo menos um outro tipo de elemento de terras raras. Exemplos do elemento de terras raras incluem ítrio (Y), lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr), neodímio (Nd), promécio (Pm), samário (Sm), európio (Eu), gadolínio (Gd), térbio (Tb), disprósio (Dy), hólmio (Ho), érbio (Er), túlio (Tm), itérbio (Yb) e lutécio (Lu). É preferível que a camada protetora 42 contém pelo menos um elemento de terras raras em um quantidade total de 0,01 a 0,5 % em massa. Quando o(s) elemento(s) de terras raras está(ão) contido(s) na camada protetora 42 em uma quantidade de 0,01 % em massa ou mais, é possível difundir rapidamente o(s) elemento(s) de terras raras para uma interface entre a película de óxido de Cr e a camada protetora 42 e aumentar a adesão da película de óxido Cr à camada protetora 42. Também é possível suprimir o crescimento dos grãos de cristais durante a operação do motor de combustão interna quando o(s) elemento(s) de terras raras está(ão) contidos na camada protetora 42 em um quantidade de 0,01% em massa ou mais. Assim, a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra 8 é aperfeiçoada quando a quantidade do(s) elemento(s) de terras raras na camada protetora 42 é controlada para 0,01% em massa ou mais. Quando a quantidade do(s) elemento(s) de terras raras na camada protetora 42 é controlada para 0,5% em massa ou menos, é possível suprimir a ocorrência de fissuras na superfície externa da camada protetora 42 durante o curvamento do eletrodo terra 8 após fixar a parte de extremidade de base 15 do eletrodo terra 8 à parte de extremidade frontal do invólucro de metal 7.

[048]A camada protetora 42 é formada em pelo menos parte da superfície da base do eletrodo 41. O teor de Cr é o maior na superfície externa da camada protetora 42. Em uma região adjacente entre a base do eletrodo 41 e a camada protetora 42, o teor de Cr é diminuído gradualmente a partir da superfície externa para o interior da camada protetora 42 devido à difusão de Cr a partir da camada protetora 42 para a base do eletrodo 41. Supondo que a camada protetora 42 seja definida como uma região contendo 5% em massa ou mais de Cr, a espessura T da camada protetora 42 está preferivelmente no intervalo de 0,02 a 0,2 mm. Quando a espessura T da camada protetora 42 é de 0,02 mm ou mais, a oxidação da base do eletrodo 41 pelo oxigênio derivado de álcool é prevenida de modo a aprimorar a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra 8. Quando a espessura T da camada protetora 42 é de 0,2 mm ou menor, previne-se o fissuramento ou queda da camada protetora 12 de modo a suprimir uma deterioração na resistência ao desgaste por centelha do eletrodo terra 8. Assim, é possível aprimorar a resistência à corrosão ao álcool e manter uma boa resistência ao desgaste por centelha quando a espessura T da camada protetora 42 é controlada para 0,02 a 0,2 mm. Quando a camada protetora 42 é definida como a região contendo 5% em massa ou mais de Cr, uma região localizada dentro da camada protetora 42 e tendo um teor de Cr de menos de 5% em massa e um teor de Ni de menos de 96% em massa pode ser chamada de camada de difusão. A espessura da camada de difusão está preferivelmente no intervalo de 2 a 8 μιτι. Quando a espessura da camada de difusão é controlada para dentro deste intervalo, é possível aumentar a adesão entre a base do eletrodo 41 e a camada protetora 42 e manter boa resistência ao desgaste por centelha.

[049]É possível determinar o teor de Cr, o teor de elementos de terras raras e a espessura da camada protetora 42 pelos seguintes métodos com o uso de um espectrômetro de raios-X por dispersão de comprimento de onda (WDS) conectado a um microanalisador de sonda de elétrons de emissão de campo (FE-EPMA). O teor de Cr na superfície externa da camada protetora 42 é determinado por meio da análise de área em uma área quadrada de 1 mm na lateral, em uma posição de 2 mm a partir da face de extremidade frontal 46 em direção à parte de extremidade de base 15 no centro da camada protetora na direção de largura do eletrodo terra 8, sob as condições de uma tensão de aceleração de 15 kV e um diâmetro de mancha de 1 pm. Para determinar o teor de elemento de terras raras e a espessura da camada protetora 42, o eletrodo terra 8 é cortado, em uma posição de 2 mm a partir da face de extremidade frontal 46 em direção à parte de extremidade de base 15, na direção perpendicular à superfície externa da camada protetora 42. Então, o teor de elementos de terras raras da camada protetora 42 é determinado realizando-se uma análise de área em uma área quadrada de 1 mm no lado no centro da seção transversal da direção de espessura da camada protetora 42 sob as condições de uma tensão de aceleração de 15 kV e um diâmetro de mancha de 1 pm. A espessura T da camada protetora 42 é determinada realizando análise de linha na seção transversal a partir da superfície externa para o interior da camada protetora 42 sob as condições de uma tensão de aceleração de 20 kV e um diâmetro de mancha de 1 pm e medindo a região com um teor de Cr de 5% em massa ou mais a partir da superfície externa da camada protetora 42.

[050]É preferível formar a camada protetora 42 em qualquer parte de superfície da base do eletrodo 41 que tende a ser exposta ao álcool combustível na câmara de combustão e não contribua para a descarga de centelha. Na primeira concretização, a camada protetora 42 é formada em toda a superfície da base do eletrodo 41, exceto uma área de projeção 47 na qual a face de extremidade frontal 33 do eletrodo central 4 é projetada na direção do eixo O, como mostram as FIGS. 2A, 2B e 2C. Em particular, as partes das superfícies laterais 44a e 44b do eletrodo terra 8 localizadas em frente à face de extremidade frontal 33 do eletrodo central 4 são mais prováveis de serem expostas ao álcool combustível. Sendo assim, é particularmente preferível que a camada protetora 42 seja formada em pelo menos essas partes para aprimoramento da resistência à corrosão por álcool. Uma vez que a base do eletrodo 41 apresenta melhor capacidade de dissipação de calor e atinge maior resistência ao desgaste por centelha do que a camada protetora 42, é preferível que a base do eletrodo 41 seja exposta na área de projeção 47 sem a camada protetora 42 ser formada na camada de projeção 47.

[051 ]0 material de metal da base de eletrodo 41 tem um teor de Ni de 66% em massa ou superior. Quando o teor de Ni da base do eletrodo 41 é de 96% em massa ou superior, a quantidade de quaisquer outros elementos além de Ni na base do eletrodo 41 é de 4% em massa ou menos, de modo que a base do eletrodo 41 apresenta alta condutividade térmica. Assim, é possível, após receber o calor gerado pela descarga de centelha, permitir a condução rápida de tal calor a partir da parte de extremidade distai 16 para a parte de extremidade de base 15 e para o invólucro de metal 7, e, desse môo, manter boa capacidade de dissipação de calor e alta resistência ao desgaste por centelha.

[052]A base do eletrodo 41 pode conter, além de Ni, pelo menos um outro tipo de elemento de terras raras. Exemplos do elemento de terras raras incluem Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Em, Tm, Yb e Lu. É preferível que a base do eletrodo 41 contém pelo menos um elemento de terras raras em um quantidade total de 0,05 a 0,5% em massa. Quando o(s) elemento(s) de terras raras está(ão) contidos na base do eletrodo 41 em uma quantidade de 0,05% em massa ou mais, é possível difundir rapidamente o(s) elemento(s) de terras raras para uma interface entre a película de óxido de Cr e a camada protetora 42 e aumentar a adesão da película de óxido de Cr à camada protetora 42. Também é possível suprimir o crescimento dos grãos de cristais durante a operação do motor de combusta interna quando o(s) elemento(s) de terras raras está(ão) contidos na base do eletrodo 41 em uma quantidade de 0,05% em massa ou mais. Assim, a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra 8 é aprimorada quando a quantidade do(s) elemento(s) de terras raras na base do eletrodo 41 é controlada para 0,05% em massa ou mais. A resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra 8 pode ser aprimorada mesmo quando o(s) elemento(s) de terras raras está(ão) contido(s) somente na base do eletrodo 41 e não está(ão) contido (s) na camada protetora 42. De modo a manter o efeito de aprimoramento da resistência à corrosão por álcool, no entanto, é preferível conter o(s) elemento(s) de terras raras em cada uma da base de eletrodo 41 e da camada protetora 42 em uma quantidade tal que não torna a camada protetora 42 frágil. Quando a quantidade do(s) elemento(s) de terras raras na base do eletrodo 41 é controlada para 0,5% em massa ou menos, a base do eletrodo 41, a camada protetora 42 e o filme de óxido de Cr são impedidos de se tornarem frágeis. É factível determinar o teor de Ni e o teor de elementos de terras raras da base do eletrodo 41 pelos seguintes métodos com o uso de um espectrômetro de raios-X por dispersão de comprimento de onda (WDS) conectado a um microanalisador de sonda de elétrons de emissão de campo (FE-EPMA). O eletrodo terra 8 é cortado, em uma posição de 2 mm a partir da face de extremidade frontal 46 em direção à parte de extremidade de base 15, na direção perpendicular à superfície externa da camada protetora 42. O teor de Ni da base do eletrodo 41 é determinado realizando-se a análise de linha na seção transversal a partir de uma extremidade para a outra extremidade do eletrodo terra 8 sob as condições de uma tensão de aceleração de 20 kV e um diâmetro de mancha de 10 pm. O teor de elementos de terras raras da base do eletrodo 41 é determinado realizando-se a análise de área em uma área quadrada de 1 mm no lado no centro da seção transversal da direção da espessura do eletrodo terra 8 sob as condições de uma tensão de aceleração de 15 kV e um diâmetro de mancha de 10 pm.

[053]O tamanho dos grãos de cristais da base de eletrodo 41 é, preferivelmente de 150 pm ou menor. Quando o tamanho de grão de cristal da base de eletrodo 41 é de 150 pm ou inferior, o(s) elemento(s) de terras raras contido(s) na base do eletrodo 41 é(são) facilmente difundido(s) para a camada protetora 42 de modo que seja possível suprimir mais prontamente o crescimento dos grãos de cristais na camada protetora 42 e prevenir a diminuição no caminho para a difusão de Cr para a superfície do eletrodo terra 8. Além disso, o(s) elemento(s) de terras raras contidos na base do eletrodo 41 é(são) facilmente difundidos para a vizinhança da interface entre a película de óxido de Cr e a camada protetora 42 de modo que seja possível aumentar a adesão da película de óxido de Cr para a camada protetora 42. Assim, a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra 8 é aprimorada ainda mais quando o tamanho de grãos de cristal da base do eletrodo 41 é controlada para pm ou menos.

[054] O tamanho de grãos de cristal da base do eletrodo 41 pode ser ajustado controlando-se a taxa de processamento, as condições de tratamento térmico, entre outras.

[055] É possível determinar o tamanho dos grãos de cristais da base do eletrodo 41 pelo seguinte método. O eletrodo terra 8 é cortado, em uma posição de 2 mm a partir da face de extremidade frontal 46 em direção à parte de extremidade de base 15, na direção perpendicular à superfície externa da camada protetora 42. Uma fotomicrografia é obtida no centro da seção transversal na direção de espessura do eletrodo terra 8 por um microscópio metalúrgico. Na imagem microscópica assim obtida, seis segmentos de linha são desenhados em uma área quadrada de 1 mm de lado em intervalos de 0,2 mm em cada uma das direções vertical e horizontal (doze segmentos de linha são desenhados no total). O número de contornos de grãos de cristais cruzando-se com esses doze segmentos de linha é contado. Então, o tamanho de grão de cristal é determinado de acordo com a seguinte equação.

[056] Tamanho de grão de cristal (pm) = (1000 um x 12)/ {(Número contado de contornos de grãos de cristais) -12} [Segunda Concretização] [057] As FIGS. 3A, 3B e 3C são vistas esquemáticas de um eletrodo terra 108 de uma vela de ignição 101 de acordo com uma segunda concretização da presente invenção. A segunda concretização é de configuração similar à primeira concretização, exceto pela região de formação de uma camada protetora 142 no eletrodo terra 108. Assim, partes e porções da segunda concretização similares às da primeira concretização são designadas por numerais de referência similares para omitir explicações detalhadas das mesmas.

[058] Como mostram as FIGS. 3A, 3B e 3C, o eletrodo terra 108 tem uma superfície lateral externa 143, uma superfície lateral interna 145, as superfícies laterais 144a e 144b e uma face de extremidade frontal 146. Na segunda concretização, a camada protetora 142 é formada em partes da superfície lateral externa 143 e das superfícies laterais 144a e 144b localizadas axialmente em frente à face de extremidade frontal 133 do eletrodo central 104 e na face de extremidade frontal 146. Em outras palavras, a base do eletrodo 141 é exposta na superfície lateral interna 145, sem a camada protetora 142 ser formada na superfície lateral interna 145, na segunda concretização.

[059] É possível, na segunda concretização, quando o eletrodo terra 108 recebe o calor gerado pela descarga de centelha, conduzir mais rapidamente tal calor proveniente do eletrodo terra 108 para o invólucro de metal 107 se comparado ao caso em que a camada protetora é formada na superfície lateral interna do eletrodo terra.

[Terceira Concretização] [060] As FIGS. 4A, 4B e 4C são vistas esquemáticas de um eletrodo terra 208 de uma vela de ignição 201 de acordo com uma terceira concretização da presente invenção. A terceira concretização é de configuração similar à primeira concretização, exceto pela região de formação de uma camada protetora 242 no eletrodo terra 208. Assim, as partes e porções da terceira concretização similares às da primeira concretização são designadas por numerais de referência similares para omitir explicações detalhadas das mesmas.

[061] Como mostram as FIGS. 4A, 4B e 4C, o eletrodo terra 208 tem uma superfície lateral externa 243, uma superfície lateral interna 245, as superfícies laterais 244a e 244b e uma face de extremidade frontal 246. Na terceira concretização, a camada protetora 242 é formada somente em partes das superfícies laterais 244a e 244b localizadas axialmente em frente à face de extremidade frontal 233 do eletrodo central 204. Em outras palavras, a camada protetora 242 é formada somente nas partes de superfície do eletrodo terra 208 que tendem a ser expostas ao álcool combustível.

[062] É possível, na terceira concretização, quando o eletrodo terra 208 recebe o calor gerado pela descarga de centelha, conduzir ainda mais rapidamente tal calor proveniente do eletrodo terra 208 para o invólucro de metal 207 se comparado ao caso em que a camada protetora é formada em toda a superfície do eletrodo terra.

[063] A título de exemplo, um método de produção da vela de ignição 201 será explicado a seguir.

[064] O eletrodo terra 208 é produzido formando-se a camada protetora 242 na base do eletrodo 241. É possível formar a camada protetora 242 pelo processo de metalização com Cr ou pelo processo de cromagem.

[065] No caso de formar a camada protetora 242 pelo processo de metalização com Cr, o eletrodo terra 208 pode ser produzido como se segue.

[066] Um material espiral de liga de alto teor de Ni contendo 96% em massa ou mais de Ni é proporcionado como a base do eletrodo 241. Uma metalização Cr é aplicada como a camada protetora 242 ao material espiral enquanto o material espiral é sujeito à trefilação. O material espiral revestido com Cr é tratado termicamente a um temperatura predeterminada de 900 a 1100°C por 2 a 10 horas em uma atmosfera de gás de Ar. Durante esse tratamento térmico, uma camada de difusão é formada entre a base do eletrodo 241 e a camada protetora 241. Pela formação de tal camada de difusão, a adesão da camada protetora 241 à base do eletrodo 241 é aumentada. Como mencionado acima, a camada de difusão é definida como a região tendo um teor de Cr de menos de 5% em massa e um teor de Ni de menos de 96% em massa. O material espiral é cortado sob um comprimento predeterminado, produzindo assim o eletrodo terra 208.

[067] No caso de formar a camada protetora 242 pelo processo de metalização com Cr, o eletrodo terra 208 pode ser produzido como se segue.

[068] l)m material de alto teor de Ni contendo 96% em massa ou mais de Ni e tendo um comprimento de cerca de 2 a 3 cm é proporcionado como a base do eletrodo 241. A peça de material é submetida à trefilação, e então, submetida À cromagem em um forno grande para formar a camada protetora 242. Uma parte de extremidade do material cromado é cortada conforme apropriado, produzindo assim o eletrodo terra 208.

[069] A camada protetora 242 é formada em uma posição desejada na superfície da base do eletrodo 241 mediante a aplicação de máscara a tal posição desejada na superfície da base do eletrodo 241 durante o processo de revestimento com Cr ou o processo de cromagem ou por meio do corte de uma parte da camada protetora 242 após o processo de revestimento com Cr ou o processo de cromagem. A composição e a taxa de processamento do material espiral ou material de peça, as condições (tempo e temperatura) do tratamento térmico e as condições (composição do banho de revestimento etc.) do processo de revestimento com Cr ou as condições do processo de cromagem são controladas apropriadamente de modo a não somente manter a adesão da camada protetora 242 à base do eletrodo 241, mas também para ajustar o tamanho de grão de cristal da base do eletrodo 241, o número de contornos de grãos N da camada protetora 242, entre outros.

[070] Além disso, o invólucro de metal 207 é produzido em uma forma predeterminada mediante usinagem plástica. A parte de extremidade de base 215 do eletrodo terra 208 é unida à face de extremidade frontal do invólucro de metal 207 por solda a resistência elétrica, soldagem a laser, entre outros. Subsequentemente, uma revestimento com Zr ou revestimento com Ni é aplicada ao invólucro de metal 207. Após este revestimento, o tratamento com cromato trivalente pode ser realizado no invólucro de metal 207.

[071 ]0 eletrodo central 204 é produzido mediante a provisão de um material de camada externa em forma de copo (tal como liga e Ni) e um material de núcleo (tal como liga de Cu) de condutividade térmica superior à do material de camada externa, inserindo o material de núcleo no material de camada externa, e então submetendo à usinagem plástica (por exemplo, extrusão) o material de eletrodo resultante.

[072] O isolador 203 é produzido em uma forma predeterminada para sinterização de um material cerâmico.

[073] O eletrodo central 204 é inserido no furo axial 202 do isolador 203. Após isso, uma composição de matéria-prima para formação da parte de conexão 6 é preenchida e pré-comprimida no furo axial 202. Enquanto o material de metal 205 é encaixado sob pressão no furo axial 202 a partir do lado de extremidade traseira, a composição de matéria-prima supracitada é aquecida sob compressão e, com isso, sinterizada para formar a parte de conexão 6. Então, o isolador 203 no qual o eletrodo central 204 e o terminal metálico 205 foram encaixados é fixado no invólucro de metal 207 ao qual o eletrodo terra 208 foi unido.

[074] A vela de ignição 201 é completada curvando-se o eletrodo terra 208 em direção ao eletrodo central 204 de modo que a superfície lateral interna 245 da parte de extremidade distai 216 do eletrodo terra 208 defronte-se com a face de extremidade frontal 233 do eletrodo central 204.

[075] Vela de ignição 1, 101, 201 supracitada é aplicável a variados tipos de motores de combustão interna, tal como um motor a gasolina. Uma vez que o eletrodo terra 8, 108, 208 com alta resistência à corrosão por álcool e resistência ao desgaste por centelha é proporcionado na vela de ignição 1, 101, 201, a vela de ignição 1, 101,201 é particularmente adequada para uso em motores a álcool.

[076] A presente invenção não se restringe às concretizações específicas acima. Diversas alterações e modificações podem ser efetuadas nas concretizações acima dentro do escopo da presente invenção. Exemplos [077] A presente invenção será descrita em mais detalhes adiante por meio dos seguintes exemplos. (Preparação da Amostra) [078] As velas de ignição foram preparadas conforme mostram as FIGS. 3A, 3B e 3C como amostras de teste (amostras de N2 1 a 16 como amostras comparativas e amostras N5 17 a 60 como amostras de concretização). Aqui, a preparação de cada amostra foi realizada como se segue.

[079] Primeiro, um eletrodo terra de duas camadas foi produzido pelo seguinte procedimento. Um material espiral de liga de alto teor de Ni com um teor de Ni de 96% em massa ou superior foi proporcionado como uma base do eletrodo. Uma revestimento com Cr foi aplicada como uma camada protetora ao material espiral enquanto o material espiral foi sujeito à trefilação. O material espiral revestido com Cr foi tratado termicamente a 900 à 1200°C por 2 a 20 horas em uma atmosfera de gás Ar. O tamanho dos grãos de cristal na camada protetora foi ajustado à medida que apropriado mediante o controle da taxa de processamento e da composição do material espiral, das condições de revestimento com Cr e das condições de tratamento térmico. O material espiral foi cortado até um comprimento predeterminado. A revestimento com Cr foi submetida ao corte, obtendo assim o eletrodo terra no qual a revestimento com Cr foi disposta em uma área desejada nas superfícies laterais interna, externa e lateral (vide as FIGS. 3A, 3B e 3C).

[080] O eletrodo terra assim obtido foi unido a um invólucro de metal por solda a resistência. Por outro lado, um eletrodo central e um terminal metálico foram encaixados em um isolador. O isolador no qual o eletrodo central e o terminal metálico foram encaixados foi fixado no invólucro de metal ao qual o eletrodo central tinha sido unido. Finalmente, o eletrodo terra foi curvado em direção ao eletrodo central de modo que uma parte de extremidade distai do eletrodo terra se defronte com uma face de extremidade frontal do eletrodo central.

[081 ]Em cada amostra, o diâmetro de rosca da vela de ignição era de M14; o comprimento de projeção do isolador a partir da extremidade frontal do invólucro de metal era de 3 mm; o comprimento de projeção do eletrodo central desde a extremidade frontal do isolador era de 3 mm; o vão G entre a face de extremidade frontal do eletrodo central e a parte de extremidade distai do eletrodo terra era de 0,85 mm; o diâmetro da face de extremidade frontal do eletrodo central era de 2,5 mm; a largura das superfícies laterais interna e externa do eletrodo terra era de 2,8 mm e a largura das superfícies laterais do eletrodo terra era de 1,6 mm. (Análise de Composição e Medição Estrutural) [082] Em cada uma das amostras da vela de ignição, a composição do eletrodo terra (base do eletrodo e camada protetora), o número de contornos de grãos N e a espessura T da camada protetora e o tamanho de grão de cristal da base de eletrodo do eletrodo terra foram determinadas pelos métodos mencionados acima. O FE-EPMA utilizado neste teste foi o JXA-8500F, fabricado pela JEOL Ltd.

[083] (Teste de Durabilidade) [084] Cada uma das amostras de vela de ignição foi montada em um motor a álcool de 2000 cc e testada quanto à durabilidade do eletrodo terra operando o motor em uma condição de aceleração total 6000 rpm por no máximo 800 horas.

[085] (Avaliação da Resistência à Corrosão por Álcool) [086] Durante o teste de durabilidade, o aparecimento do eletrodo terra foi observado com uma lupa (ampliação de 100 vezes) a cada 100 horas de operação, a fim de verificar a ocorrência ou não-ocorrência de corrosão puntiforme no eletrodo terra. A resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra foi avaliada pelos seguintes critérios. A: corrosão puntiforme encontrada em 800 horas de operação B: corrosão puntiforme encontrada em 700 horas de operação C: corrosão puntiforme encontrada em 600 horas de operação D: corrosão puntiforme encontrada em 500 horas de operação E: corrosão puntiforme encontrada em 400 horas de operação F: corrosão puntiforme encontrada em 200 horas de operação G: corrosão puntiforme encontrada em 800 horas de operação (Avaliação da Resistência ao Desgaste por centelha) [087] O vão G entre a face de extremidade frontal do eletrodo central e a parte de extremidade distai do eletrodo terra foi medido com um medidor de espessura após o teste de durabilidade (800 horas de operação). A resistência à corrosão da tela do eletrodo terra foi avaliada pelos seguintes critérios. A: 1,21 mm <G B: 1,1 mm < G < 1,20 mm C: G < 1,10mm (Avaliação da Usinabilidade) [088] Após soldar por resistência elétrica o eletrodo terra ao invólucro de metal e encurvar o eletrodo terra para um ângulo de 45° pelo uso de um gabarito, a parte de extremidade de base do eletrodo terra foi observada com uma lupa (ampliação de 100 vezes) a fim de verificar a ocorrência ou não-ocorrência de fissuras no eletrodo terra. A usinabilidade do eletrodo terra foi avaliada pelos seguintes critérios. A: nenhuma fissura encontrada no eletrodo terra B: fissure encontrada na superfície lateral externa do eletrodo terra [089] As especificações (composição do material e configurações estruturais) e os resultados de avaliação das respectivas amostras são ilustradas na TABELA 1. REE: elemento(s) de terras raras Tabela 1 (continuação) REE: elemento(s) de terras raras Tabela 1 (continuação) REE: elemento(s) de terras raras [090]Como mostra a TABELA 1, todos os aspectos reivindicados foram satisfeitos em cada uma das amostras de vela de ignição de N2 17 a 60 (amostras de concretização). Nestas amostras de concretização, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como A a E; e a resistência ao desgaste por centelha dos eletrodos terra foi avaliada como A. Assim, os eletrodos terra das amostras de concretização tiveram alta resistência à corrosão por álcool e alta resistência ao desgaste por centelha. Em contrapartida, pelo menos um dos aspectos reivindicados não foi satisfeito nas amostras de vela de ignição de N2 1 a 16 (amostras comparativas). Nessas amostras comparativas, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como F ou G; e a resistência ao desgaste por centelha dos eletrodos terra foi avaliada como A a C. Os eletrodos terra das amostras comparativas não combinaram resistência à corrosão por álcool com resistência ao desgaste por centelha.

[091] Nas amostras de vela de ignição de N5 17 a 20 nas quais o número de contornos de grãos N das camadas protetoras foi de 4 a 7 (contornos/mm), a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como E. Nas amostras de vela de ignição de Ne 21 e 22 nas quais o número de contornos de grãos N das camadas protetoras foi de 8 a 90 (contornos/mm), a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como D. Fica aparente, com base nesses resultados, que a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra foi aprimorada mediante o controle do número de contornos de grãos N da camada protetora para 8 ou mais.

[092] Nas amostras de vela de ignição de N52 21 a 24 nas quais o teor de elemento de terras raras das bases de eletrodo foi de 0 a 0,04 % em massa, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como D. Nas amostras de vela de ignição de Ne 21 a 24 nas quais o teor de elemento de terras raras das bases de eletrodo foi de 0,05 a 0,5 % em massa, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como C. Fica aparente, com base nesses resultados, que a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra foi aprimorada mediante o controle do teor de elementos de terras raras da base do eletrodo para 0,05% em massa ou superior.

[093] Nas amostras de vela de ignição de Ne 25 a 28 nas quais o tamanho de grão de cristal das bases de eletrodo foi 160 a 250 pm, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como C. Nas amostras de vela de ignição de Ne 29 a 32 nas quais o tamanho de grão de cristal das bases de eletrodo foi de 150 pm ou menor, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como B, Fica aparente, com base nesses resultados, que a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra foi aprimorada mediante o controle do tamanho de grão de cristal da base do eletrodo para 150 pm ou inferior.

[094] Nas amostras de vela de ignição de Ne 29 a 32 nas quais o teor de elemento de terras raras das camadas protetoras foi de 0% em massa, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como B. Nas amostras de vela de ignição de 33 e 36 nas quais o teor de elementos de terras raras das camadas protetoras foi de 0,01 a 0,5 (% em massa), a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como A. Fica aparente, com base nesses resultados, que a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra foi aprimorada mediante o controle do teor de elementos de terras raras da camada protetora para 0,01% em massa ou superior.

[095] Nas amostras de vela de ignição de Ne 33 a 36 nas quais o teor de elemento de terras raras das camadas protetoras foi de 0,01 a 0,5% em massa, a usinabilidade dos eletrodos terra foi avaliada como A. Nas amostras de vela de ignição de Ne 57 a 60 nas quais o teor de elementos de terras raras das camadas protetoras foi de 0,6 a 3,5 % em massa, a usinabilidade dos eletrodos terra foi avaliada como B. Fica aparente, com base nesses resultados, que a usinabilidade do eletrodo terra foi aprimorada mediante o controle do teor de elementos de terras raras da camada protetora para 0,6% em massa ou superior.

[096] Nas amostras de vela de ignição de Ne 1 e 2 nas quais o teor T da camada protetora foi de 0,01 pm, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como A. Nas amostras de vela de ignição de N2 13 e 14 nas quais a espessura T da camada protetora foi de 0,02 a 0,2 pm, a resistência à corrosão por álcool dos eletrodos terra foi avaliada como F. Fica aparente, com base nesses resultados, que a resistência à corrosão por álcool do eletrodo terra foi aprimorada mediante o controle da espessura T da camada protetora para 0,02% pm ou superior.

[097] Nas amostras de vela de ignição de Ne 13 e 14 nas quais a espessura T da camada protetora foi de 0,02 a 0,2 pm, a resistência à corrosão por centelha dos eletrodos terra foi avaliada como B. Nas amostras de vela de ignição de N2 3 e 4 nas quais a espessura T da camada protetora foi de 0,21 a 0,5 pm, a resistência à corrosão por centelha dos eletrodos terra foi avaliada como C. Fica aparente, com base nesses resultados, que a resistência à corrosão por centelha do eletrodo terra foi deteriorada quando a espessura T da camada protetora se tornou 0,21 pm ou superior.

[098] O inteiro teor do Pedido de Patente JP Ne 2015-170981 (depositado em 31 de agosto de 2015) é aqui incorporado a título de referência.

[099] Embora a presente invenção tenha sido descrito com referência às concretizações e exemplos específicos acima, a presente invenção não se limita a essas concretizações e exemplos específicos e pode ser incorporada em várias formas. O escopo da invenção é definido com referência às reivindicações em anexo.

Descrição dos Numerais de Referência 1, 101,201: Spark Plug 2, 102, 302: Axial hole 3, 103, 203: Isolador 4, 104, 204: Eletrodo central 5: Terminal metálico 6: Parte de conexão 7, 107, 207: Invólucro de metal 8, 108, 208: Eletrodo terra 11: Parte de corpo traseiro 12: Parte de diâmetro grande 13: Parte de corpo frontal 14: Parte de perna 15, 115,215: Parte de extremidade de base 16,116,216: Parte de extremidade distai 25: Parte de rosca 26: Parte de engate de ferramenta 27: Parte crimpada 28: Parte de extremidade traseira 29: Parte do tipo haste 31, 131,231: Camada externa 32, 132, 232: Núcleo 33, 133, 233: Face de extremidade frontal 41,141,241: Base do eletrodo 42, 142, 242: Camada protetora 43, 143, 243: Superfície lateral externa 44a, 44b, 144a, 144b, 244a, 244b: Superfície lateral 45, 145, 245: Superfície lateral interna 46, 146, 246: Face de extremidade distai 47: Área de projeção G: Vão REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Vela de ignição, CARACTERIZADA por compreender: um isolador tendo um furo axial formado no mesmo em uma direção de um eixo; um eletrodo central disposto em um lado frontal do furo axial; um invólucro de metal cilíndrico disposto na direção do eixo de modo a circundar uma circunferência externa do isolador; e um eletrodo terra tendo uma parte de extremidade de base unida a uma parte de extremidade frontal do invólucro de metal e uma parte de extremidade distai voltada para uma face de extremidade frontal do eletrodo central com um vão à esquerda entre as mesmas, em que o eletrodo terra compreende: uma base de eletrodo tendo um teor de níquel de 96% em massa ou superior; e uma camada protetora formada em um lado externo da base do eletrodo e tendo um teor de cromo de 15% em massa ou superior em uma superfície externa da mesma; e em que, em uma seção transversal do eletrodo terra tomada perpendicular à superfície externa da camada protetora, o número de contornos de grão de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora é de 4 ou mais.

2. Vela de ignição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o número de contornos de grãos de cristal por comprimento em milímetro na superfície externa da camada protetora é de 8 ou mais.

3. Vela de ignição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a base do eletrodo contém pelo menos um tipo de elemento de terras raras em uma quantidade total de 0,05 a 0,5% em massa.

4. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a base do eletrodo tem um tamanho de grãos de cristal de 150 pm ou menor.

5. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada protetora contém pelo menos um tipo de elemento de terras raras em uma quantidade total de 0,01 a 0,5% em massa.

6. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o eletrodo terra tem uma superfície lateral externa localizada mais distante do eletrodo central e superfícies laterais localizadas adjacente à superfície lateral externa; e em que a camada protetora é formada em partes das superfície laterais em frente à face de extremidade frontal do eletrodo central.

7. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada protetora contém 5% em massa ou mais de cromo e tem uma espessura de 0,02 a 0,2 mm.

8. Vela de ignição, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada protetora é formada em pelo menos uma parte da superfície lateral externa em frente à face de extremidade frontal do eletrodo central.

9. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada protetora é formada em toda a superfície da base do eletrodo, exceto uma área em que a face de extremidade frontal do eletrodo central é projetada na direção do eixo.