DE3841215C2

DE3841215C2 - Zündkerze für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3841215C2
Application number: DE3841215A
Authority: DE
Inventors: Takafumi Oshima
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2008-12-08
Also published as: DE3841215A1; JPH0192092U; US4967116A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze für eine Brennkraftma schine mit einem galvanischen Nickelüberzug auf dem Metallge häuse der Zündkerze.

Aus EP 94 127 A1 ist es bekannt, auf einem Überzug aus einer Nickel-Phosphor-Legierung, die auf irgendeinem Gegenstand auf gebracht ist, als Schutzfilm eine Chromatbeschichtung vorzuse hen.

Weiterhin ist es aus JP 59-197597 A in Patents Abstracts of Japan, C-271, 1985, Vol. 9/No. 66, bekannt, korrosionsbestän dige Stahlprodukte mit einer Nickel- und Chromatbeschichtung zu versehen.

Dettner/Elze, Handbuch der Galvanotechnik, Band II, 1966, Sei ten 91 bis 95, beschreibt die Eigenschaften eines galvanisch aufgebrachten Nickelüberzugs auf Eisen, Zink und Kupfer in Verbindung mit einer Chromschicht. Hierbei handelt es sich vor allem um eine dekorative Beschichtung, und es wird die Schutz wirkung unter Einwirkung von Seeklima oder Industrieklima be urteilt.

Schließlich ist aus DE 32 23 630 A1 bekannt, bei der Oberflä chenbehandlung von legiertem Stahl mit hohem Nickelgehalt ei nen Chromatfilm aufzubringen. Es wird darauf hingewiesen, daß ein derart legierter Stahl zur Herstellung von LBG-Tanks ein gesetzt werden kann. Der beschriebene Nickelstahl enthält in der Regel 36 bis 37% Ni, der im allgemeinen als INVAR be zeichnet wird. Der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses Stahls ist extrem gering und beträgt etwa ein Zehntel von Ni oder Fe.

Für das Metallgehäuse einer handelsüblichen Zündkerze wird ein kohlenstoffarmer Stahl verwendet mit C von 0,15 bis 0,2%, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient eines solchen Stahls erheblich größer ist als bei INVAR.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf dem hochbean spruchten Gewindeabschnitt einer Zündkerze eine Oberfläche mit ausgezeichneter Hitze- und Korrosionsbeständigkeit vorzusehen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch ge löst. Durch Vorsehen eines Nickelüberzugs, der nach der Akti vierungsbehandlung nur eine Dicke von 3 bis 8 µm hat, während der Chromatfilm eine Stärke von 0,1 bis 3 µm aufweist, erhält man eine korrosionsbeständige Oberfläche, ohne daß die Maßhal tigkeit des Gewindeabschnittes beeinträchtigt wird, und die auch beim Einschrauben der Zündkerze in den Zylinderblock nicht beeinträchtigt wird.

Die Bruchfestigkeit des Nickelüberzugs ist mit der des Stahl gehäuses vergleichbar, wodurch Beschädigungen auf dem Gewinde abschnitt vermieden werden. Der Chromatfilm kann eine Farbe haben, die er bei Bildung durch eine elektrolytische Chromat behandlung erhält. Poren und Risse, die in dem Nickelüberzug auftreten, können wirksam überdeckt werden.

Insgesamt ergibt sich bei einem geringen Kostenaufwand eine korrosionsbeständige Oberfläche, die auch bei hohen Temperatu ren und hohem Druck widerstandsfähig ist, wobei sich auch eine ausgezeichnete rostverhindernde Wirkung ergibt.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Zündkerze und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linien II-II in Fig. 1.

Die Zünd kerze 1 weist eine Anschlußelektrode 7, einen Isolator 3, ein Metallgehäuse oder eine Metallhülse 4, einen mit einem Gewinde versehenen Teil 5, über den die Zündkerze 1 in den Maschinenkopf einer Brennkraftmaschine oder einer ähnlichen Maschine geschraubt werden kann und der auf der der Anschluß elektrode gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, eine Mit telelektrode 2 und eine Masseelektrode 6 auf. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist das Metallgehäuse 4 mit einer Vernicke lungsschicht 9 versehen, die mit einem galvanischen elektro lytischen oder autokatalytischen bzw. stromlosen Verfahren auf der Oberfläche eines Stahlteils 8 ausgebildet ist, der als Basis des Metallgehäuses 4 geformt ist. Die Vernickelungs schicht 9 ist einer galvanischen oder elektrolytischen Chro matbehandlung dadurch unterworfen, daß sie nacheinander ent fettet, gewaschen, aktiviert und erneut gewaschen und an schließend beispielsweise in eine Chromat enthaltende Lösung getaucht wurde, wodurch die Oberfläche der Vernickelungs schicht 9 mit einer dünnen, elektrolytischen Chromatschicht 10 oder einem Chromatfilm 10 überzogen wurde, dessen Zusam mensetzung allgemein durch xCr₂O₂.yCrO₃.H₂O darstellbar ist.

Die Stärke des Chromatfilmes 10 kann nicht mehr als 3 µm, vorzugsweise 0,1 bis 2 µm, betragen, während im Gegensatz dazu die Vernickelungsschicht 9 eine Stärke im Bereich von 3 µm bis 8 µm hat. Der Chromatfilm 10 wird als farbiger elektrolytischer Chromatfilm aufgebracht. Wenn der Film 10 stärker als der oben erwähnte Grenzwert ist, stört er an dem zur Zündkerze passenden Grundelement, nämlich am Maschinenkopf bei einem Einschrauben des mit einem Gewinde versehenen Teils 5, so daß die Gefahr besteht, daß sich der Film 10 ablöst oder trennt. Nach dem Überziehen der Oberfläche der Vernickelungsschicht 9 mit dem elektrolytischen Chromatfilm 10 wird die Zündkerze gewaschen und anschließend getrocknet, um die Oberflächenbehandlung abzuschließen. Die Korrosionsbeständigkeit der Metallhülse einer Glühkerze, deren Oberflächenbehandlung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurde, wurde dadurch geprüft, daß das Metallgehäuse in eine Elektrolytlösung (20% Salzgehalt) getaucht wurde. Es dauerte 100 bis 150 Stunden, bis Rotrost entwickelt wurde (siehe Tabelle 1). Es wurde ein weiterer Korrosionstest durchgeführt, bei dem die Zündkerze über 90°C einer Umgebung mit hoher Temperatur und starkem Säuregehalt, nämlich einer oxidierenden Umgebung, ausgesetzt wurde, die Nitratgruppen enthält und einen pH-Wert gleich 2, wie beispielsweise bei Drainagewasser, hat. Selbst nach Ablauf von 48 Stunden oder mehr wurde kein Rost entwickelt (siehe Tabelle 2). Bei herkömmlichen Zündkerzen rosteten selbst diejenigen, die mit Nickel überzogen waren, in etwa 40 Stunden. Die Bruchfestigkeit der erfindungsgemäßen Zündkerze wurde gleichfalls gemessen. Bei einer Zündkerze mit einem Zinküberzug lagen die Bruchfestigkeitsdaten für Zündkerzen mit einem herkömmlichen Überzug im Bereich von 100 bis 120, während die Bruchfestigkeit der erfindungsgemäßen Zündkerze bis zu 150 betrug und daher im wesentlichen mit der Bruchfestigkeit (etwa 160) von Zündkerzen vergleichbar ist, bei denen kein Überzug vorgesehen ist (siehe Tabelle 3). Die erfindungsgemäße Zündkerze zeigt weiterhin eine markante Hitzebeständigkeit, wobei ihre ausgezeichneten Gesamteigenschaften deutlich hervortreten, wie es in Tabelle 4 dargestellt ist. In Fig. 2 ist im übrigen ein innerer Elektrodenteil 11 der Mittelelektrode 3 dargestellt.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Claims

Zündkerze für eine Brennkraftmaschine, mit einem Metall gehäuse (4) aus Stahl, das einen Gewindeabschnitt (5) zum Einschrauben in einen Zylinderkopf aufweist, und mit einem galvanischen Nickelüberzug (9) auf dem Metallgehäuse, wobei auf dem Nickelüberzug (9) ein farbiger elektrolyti scher Chromatfilm (10) im Anschluß an eine Aktivierungs behandlung des Nickelüberzugs (9) aufgebracht ist, wobei der Nickelüberzug (9) nach der Aktivierungsbehandlung eine Dicke von 3 bis 8 µm und der Chromatfilm eine Stärke von 0,1 bis 3 µm hat.