CN103119811B - 火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法 - Google Patents

火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103119811B
CN103119811B CN201180046169.5A CN201180046169A CN103119811B CN 103119811 B CN103119811 B CN 103119811B CN 201180046169 A CN201180046169 A CN 201180046169A CN 103119811 B CN103119811 B CN 103119811B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
electrode
spark plug
carbon
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180046169.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103119811A (zh
Inventor
田中智雄
柴田勉
鬼海高明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Publication of CN103119811A publication Critical patent/CN103119811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103119811B publication Critical patent/CN103119811B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39—Selection of materials for electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0084—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ carbon or graphite as the main non-metallic constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/04—Light metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/08—Iron group metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/16—Means for dissipating heat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • C22C2026/002—Carbon nanotubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

本发明中，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，进行冷加工而制造中心电极和接地电极的至少一方，该中芯通过将母材金属和碳以碳为80体积%以下的方式混合并压粉或烧结而成形。上述电极中的外皮与中芯的热膨胀系数差小，热传导良好且散热良好，从而得到耐久性优异的火花塞。

Description

火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法
技术领域
本发明涉及火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及火花塞的制造方法。
背景技术
内燃机的火花塞的中心电极或接地电极具有伴随内燃机的高性能化在更高温下使用的倾向，但若燃烧所产生的热量积蓄，则电极材料劣化，因此需要提高热传导性且散热变好。因此，提案有使用如下的电极：耐腐蚀性优异的镍合金作为外皮，热传导率比镍合金更高的金属作为中芯<例如，专利文献1>。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开平5-343157号公报
发明内容
发明所要解决的课题
铜由于热传导率高因而优选作为中芯材料，但与作为外皮的镍合金的热膨胀系数差大，因热应力会在外皮与中芯的界面产生间隙。为了防止外皮与中芯的界面的间隙，可以减小两者的热膨胀系数差，但外皮的镍合金由于承担耐腐蚀性因而不希望较大的变更其组成，考虑将中芯的铜与其他金属进行合金化而减小热膨胀系数。但是，由于合金化，与铜单独的情况相比热传导率降低，因此不优选。
另外，为了降低中芯的热膨胀系数，还考虑使陶瓷粉末分散，但在热传导率降低的基础上，陶瓷自身的硬度高，因此会导致切削夹具或切断夹具、成形金属模具等加工用夹具的寿命变短这样的不良情况。
另外，作为中芯材料，还考虑使用镍、铁等，这是因为热膨胀系数与镍合金接近，并且比铜便宜，但在热传导率方面比不上Cu。
因此，本发明的目的在于，在由镍合金的外皮和中芯构成的火花塞的电极中，减小外皮与中芯的热膨胀系数差，并且热传导率维持良好。另外，目的在于提供一种具有上述电极、且耐久性优异的火花塞。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明提供下述方案。
(1)一种火花塞的电极，是作为火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的电极，上述火花塞的电极的特征在于，
由在母材金属中使碳分散80体积%以下的量的复合材料构成的中芯的至少一部分通过由镍或以镍为主成分的金属构成的外皮包围。
(2)根据上述(1)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述母材金属从铜、铁、镍或者以铜、铁、镍的至少一种为主成分的金属中选出。
(3)根据上述(1)或(2)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述复合材料中的碳含量为10体积%以上80体积%以下。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项记载的火花塞的电极，其特征在于，上述复合材料中的碳含量为15体积%以上70体积%以下，并且上述复合材料的热膨胀率为5×10-6/K以上14×10-6/K以下。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳是从碳粉末、碳纤维以及碳纳米管中选出的至少一种。
(6)根据上述(5)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳粉末的平均粒径为2μm以上200μm以下。
(7)根据上述(5)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳纤维的平均纤维长度为2μm以上2000μm以下。
(8)根据上述(5)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳纳米管的长径部的平均长度为0.1μm以上2000μm以下。
(9)一种火花塞，包括：
绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，保持于上述轴孔；
主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及
接地电极，基端部与上述主体配件接合，在自身的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的特征在于，
上述中心电极和上述接地电极的至少一方为上述(1)至(8)中任一项所述的电极。
(10)一种火花塞的制造方法，该火花塞包括：
绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，保持于上述轴孔的上述轴线方向前端侧；
主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及
接地电极，基端部与上述主体配件接合，在该接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的制造方法的特征在于，
在制造上述中心电极或上述接地电极的至少一方的工序中，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，进行冷加工而制造上述中心电极或上述接地电极，该中芯通过将母材金属和碳以碳为80体积%以下的方式混合并压粉或烧结而成形。
(11)一种火花塞的制造方法，该火花塞包括：
绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，保持于上述轴孔的上述轴线方向前端侧；
主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及
接地电极，基端部与上述主体配件接合，在该接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的制造方法的特征在于，
在制造上述中心电极或上述接地电极的至少一方的工序中，制作碳的临时烧结体，使母材金属的溶融物浸入上述碳的临时烧结体而成形碳为80体积%以下的中芯，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳上述中芯后，通过冷加工制造上述中心电极或上述接地电极。
(12)一种火花塞的电极的制造方法，是制造火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的方法，上述火花塞的电极的制造方法的特征在于，
在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，冷加工成预定形状，该中芯通过将母材金属和碳以碳为80体积%以下的方式混合并压粉或烧结而成形。
(13)一种火花塞的电极的制造方法，是制造火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的方法，上述火花塞的电极的制造方法的特征在于，
制作碳的临时烧结体，使母材金属的溶融物浸入上述碳的临时烧结体而成形碳为80体积%以下的中芯，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳上述中芯后，冷加工成预定形状。
发明效果
本发明的火花塞的电极中的镍合金的外皮与中芯的热膨胀系数差较小，能够防止在外皮与中芯的界面产生间隙。并且，作为中芯材料，使用使具备与铜相比高出几倍的热传导率的碳分散于母材金属的复合材料，因此散热良好且耐久性优异。而且，加工性良好，对加工用夹具的负担也减少。
另外，本发明的火花塞成为电极的散热良好、耐久性优异的火花塞。
附图说明
[图1]表示火花塞的一例的剖视图。
[图2]图2(a)和图2(b)是表示制造中心电极时的工件的制造工序的图。
[图3]图3(a)～图3(c)是表示制造中心电极时的工件的挤压工序的半剖视图。
[图4]以与轴线正交的剖面表示接地电极的其他例的示意图。
具体实施方式
以下，关于本发明，示例中心电极的制造方法并进行说明。
图1是表示火花塞的一例的剖视图。如图所示，火花塞1由绝缘体2和主体配件9构成，该绝缘体2保持在轴孔3的前端侧具有凸缘部的中心电极4，在轴孔3的后端，电阻体8与端子电极6一起夹着导电性玻璃密封材料7而封入并保持在该轴孔3内，该主体配件9将该绝缘体2经由填充物13固定保持于台阶部12，并且在螺纹部10的前端将接地电极11配置在与保持于绝缘体2的中心电极4的前端相对的位置。
本发明中，中心电极4构成为通过由镍合金构成的外皮15包围在母材金属中分散有碳的中芯14。
对于外皮材料的镍合金没有限制，可以是Inconel(スペシャルメタルズ公司(Special Metals Corporation)的注册商标名)系，也可以是高Ni系(Ni≥96%)的材料。
中芯材料是在母材金属中使碳分散的复合材料。例如，碳纳米管的热传导率在室温下为3000～5500W·m-1·K-1，与铜的398W·m-1·K-1相比是很好的高热传导物质。另外，碳的热膨胀系数例如是较低的1.5～2×10-6/K，能够降低作为中芯整体的热膨胀系数而减小与作为外皮材料的镍合金的热膨胀系数差。
另外，作为碳的形态，除了上述碳纳米管以外，还可以使用碳粉末或碳纤维。其中，若考虑分散性或加工性，则碳纳米管中的长径部的平均长度为0.1μm以上2000μm以下，特别优选2μm以上300μm以下，碳粉末中的平均粒径为2μm以上200μm以下，特别优选7μm以上50μm以下，碳纤维中的平均纤维长度为2μm以上2000μm以下，特别优选2μm以上300μm以下。不论上述哪一种，若小于下限，则复合材料的母材金属与碳的界面面积增加，分割复合材料而延展性降低，或者难以得到强度上升的效果，结果是，加工成电极后在内部产生空孔。碳纳米管的下限值小于粒和纤维的理由是：碳纳米管由于呈管形状因而与复合材料母材金属的密合强度变高(锚固效应)，难以产生空孔。另外，若大于上限，则复合材料中的理论密度变小，具有加工成电极后在内部残存空孔的倾向，若该空孔进一步变多则加工性变差。
对于母材金属，优选热传导率高的铜，但也可以使用比铜便宜的镍和铁。镍和铁具有与作为外皮材料的镍合金的热膨胀系数差小的优点，另一方面具有与铜相比热传导率低的问题，但通过使热传导性优异的碳分散来提高作为中芯整体的热传导率。此外，母材金属可以分别单独使用铜、镍和铁，也可以混合使用它们。而且，铜、镍和铁也可以是以它们为主成分(即，含有最多)的合金，作为合金成分列举铬、锆、硅等。
复合材料中的碳含量是80体积%以下，优选10体积%以上80体积%以下，特别优选15体积%以上70体积%以下，考虑与作为外皮材料的镍合金的热膨胀系数差或热传导率，根据母材金属和碳的种类而适当选择。此外，复合材料中的热膨胀率优选5×10-6/K以上14×10-6/K以下，特别优选7×10-6/K以上14×10-6/K以下。
此外，复合材料的碳含量和热膨胀率可按照下述方法来测定。
(1)碳含量
测量复合体的体积和重量，浸渍于硫酸等酸性溶液而仅溶解出母材金属(例如铜)。残留的残渣是碳，根据其重量算出母材金属的重量。根据该母材金属的重量和密度(例如铜是8.93g/cm3)算出母材金属的体积，根据与原本的复合材料的体积的比算出碳含量。在此，在金属母材是合金的情况下，也可以对其组成进行定量分析，另外制作该组成的合金(例如，电弧溶解)，然后使用所测定的密度。
(2)热膨胀率
惰性气体中，在加热到200℃下，通过拉伸负荷法来测定。
为了制作复合材料，可以例如将母材金属的粉末和碳按照上述比率进行干式混合、压粉或烧结。作为压粉条件，100MPa以上的压力是适合的。另外，作为烧结条件，需要在母材金属的熔点以下进行，常压的情况下，该母材熔点的90%为指标。此外，只要在烧结时进行加压(HIP：例如1000气压900℃或热压力)，就能较低地设定烧结温度。
或者，也可以制作碳的临时烧结体，将临时烧结体浸渍于母材金属的溶融物而使母材金属浸入到临时烧结体。
为了制造中心电极4，首先，如图2(a)所示，在成为外皮15的由镍合金构成的杯体15a的孔部16中容纳成为中芯14的由复合材料构成的筒体14a。此外，杯体15a的孔部16的孔底17可以如图所示以预定的顶角θ扩展成扇状，也可以形成为平坦。并且，筒体14a容纳于杯体15a，从上部按压筒体14a，从而如图2(b)所示形成杯体15a和筒体14a一体化的工件20。
接下来，如图3(a)所示，将工件20插入到冲模30的插入部31，使用冲头32从上部按压并挤压，形成预定尺寸的小径部21。并且，如图3(b)所示，切断后端部22之后，对残留的小径部21进一步进行挤压成形，最终如图3(c)所示，在前端侧具有直径小于小径部21的细径部23，在后端以与绝缘体2的轴孔3的台阶部12卡定的方式形成有突出成凸缘状的卡定部41，从而制作中心电极4。该中心电极4具有镍合金构成的外皮15和复合材料构成的中芯14。另外，该挤压成形能够以低温进行。
通过上述挤压成形，图2(b)所示的工件20沿着轴线方向延伸，与之相伴筒体14a也延伸。因此，形成筒体14a的复合材料也在最初的状态即母材金属粉末与碳的压粉体或烧结体、或者使母材金属浸入碳的烧结体的状态下，连接的碳彼此分离而分散到母材金属中。
上述以中心电极4为例进行了说明，但接地电极11也可以构成为以同样的镍合金作为外皮15，以复合材料作为中芯14，在该情况下，将在镍合金构成的杯体15a中容纳复合材料构成的筒体14a的工件20挤压成棒状，以与中心电极4的前端相对的方式弯曲即可。
另外，如图4中与轴线正交的剖视图所示，接地电极11也可以是在复合材料构成的中芯14和镍合金构成的外皮15的两层构造上进一步在轴线的中心配置由纯Ni构成的中心材18而成的三层构造。纯Ni起到防止接地电极11变形的作用，且防止火花塞制造工序时的接地电极的弯曲、发动机装配后的接地电极突起。为了成为上述三层构造，在图2(b)所示的工件20中，可以以纯Ni为轴心，制作在其周围配置复合材料的筒体，将该筒体容纳于杯体15a的孔部16。
实施例
以下，列举实施例和比较例进一步说明本发明，但本发明并不受此限制。
(试验1)
使用表1所示的母材金属和碳(粉末、纤维)，改变碳含量(体积%)而制作复合材料。关于各复合材料，按照上述(1)碳含量和(2)热膨胀率的各测定方法，测定各自的值。将结果一并记载到表1中。
另外，如图2(a)和图2(b)所示，在由镍合金构成的杯体中容纳各复合材料而制作工件，挤压成形为中心电极和接地电极，该镍合金包括20质量%的铬、1.5质量%的铝和15质量%的铁，剩余部分由镍构成。并且，将所制作的中心电极和接地电极沿着其轴线切断，研磨剖切面并使用金属显微镜进行剖面观察，检查在外皮与中芯的边界是否产生间隙、在中芯是否产生空隙。将结果一并记载到表1中，但表中的“极大空隙”是指直径在100μm以上，“微小空隙”是指直径小于100μm，“微小间隙”是指长度小于100μm，“极大间隙”是指长度在100μm以上。
另外，使用所制作的中心电极和接地电极来制作火花塞试验体，安装到2000cc的发动机。并且，将发动机以5000rpm保持1分钟后、保持1分钟空转作为一个周期，重复该周期250小时而进行冷热周期试验。在试验后，将火花塞从发动机卸下，使用投影机测定中心电极与接地电极的间隔，求出与最初间隔相比的增加量。
另外，关于综合评价，在没有发生空隙或界面间隙的情况下记为“◎”，在观察到微小空隙或微小间隙但间隔增加量为140μm以下的情况下记为“〇”，在产生微小空隙或极小间隙但间隔增加量超过140μm小于200μm的情况下记为“△”，在间隔增加量为200μm以上或者发生极大空隙或极大间隙的情况下记为“×”。上述结果一并记载到表1中。
[表1]
如表1所示，通过将碳含量为10体积%以上80体积%以下的复合材料用于中芯，由于电极的散热变好，因而消耗量变少，间隔的增加变少。另外，抑制在中芯产生空隙或在外皮与中芯的界面产生间隙。与之相对，碳含量小于10体积%时，即使是将铜用于母材金属的情况，间隔也增加，还观察到产生空隙或间隙。另外，在碳含量超过80体积%的情况下间隔也增加，还发生空隙或间隙，特别是若碳含量达到85体积%则向电极的加工是困难的。因此，关于碳含量为85体积%的复合体，不进行间隔测定和剖切面的观察。
(试验2)
如表2所示，使用母材金属和平均粒径不同的碳粉末或平均纤维长度不同的碳纤维，以使碳含量达到40体积%的方式制作复合体。对于各复合材料求出其理论密度，将与实际的密度的比(理论密度比)一并记载到表2中。
另外，与试验1同样地，在由镍合金构成的杯体中容纳各复合材料，加工成中心电极和接地电极。此时，评价制成电极的加工性，结果如表2所示。关于评价，将所制作的中心电极和接地电极沿着其轴线切断，研磨剖切面并使用金属显微镜进行剖面观察，复合材料位置离镍电极(外皮)前端的距离相对于目标4mm，在4.5mm以内的情况下记为“◎”，在5mm以内的情况下记为“〇”，在5.5mm以内的情况下记为“△”，在超过5.5mm的情况下记为“×”。
而且，与试验1同样地使用金属显微镜观察剖切面，检查中芯有无空隙。并且，在表2中，在没有产生空隙的情况下记为“〇”，在产生了空隙的情况下将直径小于30μm设为“微小”，将30～50μm设为“小”，将超过50μm设为“大”。
[表2]
如表2所示，伴随碳尺寸变大而理论密度比变小，加工性也降低，还容易发生较大的空隙。特别是，若碳粉末中的平均粒径超过200μm，碳纤维中的平均纤维长度超过2000μm，则变得显著。
对本发明详细且参照特定的实施方式进行了说明，但只要不脱离本发明的主旨和范围，能够进行各种变更和修正，这对于本领域技术人员而言是自明的。
本申请基于2010年9月24日申请的日本专利申请(特愿2010-213830)，在此作为参照而引入其内容。
产业上的可利用性
根据本发明得到以下火花塞，在中心电极或接地电极中，外皮与中芯的热膨胀系数差小，热传导良好且散热良好，耐久性优异。
标号说明
1   火花塞
2   绝缘体
3   轴孔
4   中心电极
6   端子电极
7   导电性玻璃密封材料
8   电阻体
9   主体配件
10  螺纹部
11  接地电极
12  台阶部
13  填充物
14  中芯
15  外皮
14a 筒体
15a 杯体
20  工件

Claims (12)

1.一种火花塞的电极，是作为火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的电极，上述火花塞的电极的特征在于，
由在母材金属中使碳分散10体积％以上80体积％以下的量的复合材料构成的中芯的至少一部分通过由镍或以镍为主成分的金属构成的外皮包围。
2.根据权利要求1所述的火花塞的电极，其特征在于，
上述母材金属从铜、铁、镍或者以铜、铁、镍的至少一种为主成分的金属中选出。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞的电极，其特征在于，
上述复合材料中的碳含量为15体积％以上70体积％以下，
并且上述复合材料的热膨胀率为5×10-6/K以上14×10-6/K以下。
4.根据权利要求1或2所述的火花塞的电极，其特征在于，
上述碳是从碳粉末、碳纤维以及碳纳米管中选出的至少一种。
5.根据权利要求4所述的火花塞的电极，其特征在于，
上述碳粉末的平均粒径为2μm以上200μm以下。
6.根据权利要求4所述的火花塞的电极，其特征在于，
上述碳纤维的平均纤维长度为2μm以上2000μm以下。
7.根据权利要求4所述的火花塞的电极，其特征在于，
上述碳纳米管的长径部的平均长度为0.1μm以上2000μm以下。
8.一种火花塞，包括：
绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，保持于上述轴孔；
主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及
接地电极，基端部与上述主体配件接合，在自身的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的特征在于，
上述中心电极和上述接地电极的至少一方为权利要求1至7中任一项所述的电极。
9.一种火花塞的制造方法，该火花塞包括：
绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，保持于上述轴孔的上述轴线方向前端侧；
主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及
接地电极，基端部与上述主体配件接合，在该接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的制造方法的特征在于，
在制造上述中心电极或上述接地电极的至少一方的工序中，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，进行冷加工而制造上述中心电极或上述接地电极，该中芯通过将母材金属和碳以碳为10体积％以上80体积％以下的方式混合并压粉或烧结而成形。
10.一种火花塞的制造方法，该火花塞包括：
绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，保持于上述轴孔的上述轴线方向前端侧；
主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及
接地电极，基端部与上述主体配件接合，在该接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的制造方法的特征在于，
在制造上述中心电极或上述接地电极的至少一方的工序中，制作碳的临时烧结体，使母材金属的溶融物浸入上述碳的临时烧结体而成形碳为80体积％以下的中芯，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳上述中芯后，通过冷加工制造上述中心电极或上述接地电极。
11.一种火花塞的电极的制造方法，是制造火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的方法，上述火花塞的电极的制造方法的特征在于，
在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，冷加工成预定形状，该中芯通过将母材金属和碳以碳为10体积％以上80体积％以下的方式混合并压粉或烧结而成形。
12.一种火花塞的电极的制造方法，是制造火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的方法，上述火花塞的电极的制造方法的特征在于，
制作碳的临时烧结体，使母材金属的溶融物浸入上述碳的临时烧结体而成形碳为10体积％以上80体积％以下的中芯，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳上述中芯后，冷加工成预定形状。
CN201180046169.5A 2010-09-24 2011-08-24 火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法 Active CN103119811B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-213830 2010-09-24
JP2010213830 2010-09-24
PCT/JP2011/069076 WO2012039228A1 (ja) 2010-09-24 2011-08-24 スパークプラグの電極及びその製造方法、並びにスパークプラグ及びスパークプラグの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103119811A CN103119811A (zh) 2013-05-22
CN103119811B true CN103119811B (zh) 2014-09-10

Family

ID=45873718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180046169.5A Active CN103119811B (zh) 2010-09-24 2011-08-24 火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8853928B2 (zh)
EP (1) EP2621035B1 (zh)
JP (1) JP5336000B2 (zh)
KR (1) KR101403796B1 (zh)
CN (1) CN103119811B (zh)
WO (1) WO2012039228A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039229A1 (ja) * 2010-09-24 2012-03-29 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグの電極及びその製造方法、並びにスパークプラグ及びスパークプラグの製造方法
WO2014109335A1 (ja) * 2013-01-08 2014-07-17 日本特殊陶業株式会社 電極材料及びスパークプラグ
CN103840142B (zh) * 2014-03-06 2016-08-24 成羽 镍包铜复合材料的制造方法及其应用、蓄电池、火花塞
CN108270149A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 宁波卓然铱金科技有限公司 火花塞中心电极制造镍杯-铜芯合成机构
CN108330416B (zh) * 2018-02-02 2019-08-23 武汉理工大学 一种碳纤维-碳纳米管增强NiAl基自润滑复合材料及其制备方法
DE102019203911A1 (de) * 2019-03-21 2020-09-24 Robert Bosch Gmbh Zündkerzenelektrode, Zündkerze und Verfahren zur Herstellung einer Zündkerzenelektrode
KR102375078B1 (ko) * 2019-03-22 2022-03-15 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 압분 자심

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1021529C (zh) * 1990-04-24 1993-07-07 南京火花塞研究所 一种火花塞镍铜电极制造方法
US6121719A (en) * 1997-11-20 2000-09-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug having a multi-layered electrode
US6320302B1 (en) * 1999-01-11 2001-11-20 Honeywell International Inc. Copper core side wire to carbon steel shell weld and method for manufacturing
CN101043125A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 日本特殊陶业株式会社 内燃机用火花塞

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2815610B2 (ja) * 1989-05-09 1998-10-27 日本特殊陶業株式会社 点火栓の外側電極
JP2853111B2 (ja) 1992-03-24 1999-02-03 日本特殊陶業 株式会社 スパークプラグ
JPH0737678A (ja) * 1993-07-26 1995-02-07 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ用電極の製造方法
US7576027B2 (en) * 1999-01-12 2009-08-18 Hyperion Catalysis International, Inc. Methods of making carbide and oxycarbide containing catalysts
US6677698B2 (en) * 2000-12-15 2004-01-13 Delphi Technologies, Inc. Spark plug copper core alloy
US7223144B2 (en) * 2001-02-15 2007-05-29 Integral Technologies, Inc. Low cost spark plug manufactured from conductive loaded resin-based materials
US7224108B2 (en) * 2001-02-15 2007-05-29 Integral Technologies, Inc. Low cost spark plug manufactured from conductive loaded resin-based materials
JP4304921B2 (ja) * 2002-06-07 2009-07-29 住友電気工業株式会社 高熱伝導性放熱材料及びその製造方法
JP4706441B2 (ja) 2004-11-04 2011-06-22 日立金属株式会社 点火プラグ用電極材料
DE102006053917B4 (de) 2005-11-16 2019-08-14 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Für Verbrennungsmotoren benutzte Zündkerze
JP4753432B2 (ja) * 2005-11-16 2011-08-24 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用スパークプラグ
JP4700638B2 (ja) 2006-03-20 2011-06-15 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用スパークプラグ
JP2007291432A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Nissan Motor Co Ltd 金属基複合材及び金属基複合構造体
JP4682995B2 (ja) 2007-03-06 2011-05-11 株式会社デンソー プラズマ式点火装置およびその製造方法
JP4829329B2 (ja) * 2008-09-02 2011-12-07 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
WO2012039229A1 (ja) * 2010-09-24 2012-03-29 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグの電極及びその製造方法、並びにスパークプラグ及びスパークプラグの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1021529C (zh) * 1990-04-24 1993-07-07 南京火花塞研究所 一种火花塞镍铜电极制造方法
US6121719A (en) * 1997-11-20 2000-09-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug having a multi-layered electrode
US6320302B1 (en) * 1999-01-11 2001-11-20 Honeywell International Inc. Copper core side wire to carbon steel shell weld and method for manufacturing
CN101043125A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 日本特殊陶业株式会社 内燃机用火花塞

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012039228A1 (ja) 2014-02-03
EP2621035B1 (en) 2018-11-21
WO2012039228A1 (ja) 2012-03-29
KR101403796B1 (ko) 2014-06-03
JP5336000B2 (ja) 2013-11-06
US20130181596A1 (en) 2013-07-18
EP2621035A4 (en) 2014-12-03
CN103119811A (zh) 2013-05-22
EP2621035A1 (en) 2013-07-31
US8853928B2 (en) 2014-10-07
KR20130093122A (ko) 2013-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103119811B (zh) 火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法
EP2581999B1 (en) Spark plug
EP2063507A2 (en) Spark plug for internal combustion engine
US7804232B2 (en) Spark plug with high durability
CN103125055B (zh) 火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法
JP2014075296A (ja) スパークプラグ
EP3139457B1 (en) Spark plug and method for producing the same
JP2009054574A (ja) 内燃機関用のスパークプラグ
WO2012056599A1 (ja) スパークプラグ
JP5325947B2 (ja) スパークプラグ
EP2518170A1 (en) Spark plug
JP7350148B2 (ja) スパークプラグ用貴金属チップ、スパークプラグ用電極及びスパークプラグ
DE112018005234T5 (de) Festelektrolyt, dessen Herstellungsverfahren und Gassensor
JP6061307B2 (ja) スパークプラグ
JP5750490B2 (ja) スパークプラグ
JP6675340B2 (ja) 棒部材
JP5986265B1 (ja) スパークプラグ
JP6071426B2 (ja) セラミックヒータの製造方法
JP2004273218A (ja) スパークプラグの製造方法
JPS5855621A (ja) グロ−プラグ
JP2012004123A (ja) スパークプラグ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant