HU220806B1 - Kerámia izzítógyertya - Google Patents

Description

A találmány tárgya kerámia izzítógyertya, amely főleg dízelmotorokhoz alkalmazható.

Mint ismeretes, a kerámia izzítógyertyának általában fémből készült hüvelye és külső fémburkolata van, amelynek a mellső vége tartórészként van kialakítva, ez befelé nyúlik és a fémből készült hüvely hátsó részét tartja. Továbbá, a kerámia izzítógyertyának általában kerámia fűtőeleme és elektródája van, amely a hengeres fémburkolatba nyúlik a hátsó végén és attól kellően le van szigetelve. Két külső csatlakozóhuzal kapcsolódik kivezetőhuzalokhoz oly módon, hogy a külső csatlakozóhuzalok egyik vége a kivezetőhuzalok egyik végeihez vannak forrasztva, a külső csatlakozóhuzalok másik végei viszont villamosán kapcsolódnak a fő fémburkolathoz, illetve az elektródához. Ilyen megoldás ismert például a DE-4433505 számú szabadalmi leírásból.

A fenti kerámia izzítógyertya gyártása a következő műveleti lépésekből áll, amelynél ezüstalapú forrasztóanyagot is alkalmaznak:

(1) A fő test magában foglalja a fűtőanyagot és a két kivezetőhuzalt, ezek egyik vége a fűtőanyag megfelelő végeihez kapcsolódik, amely kerámia porban van ágyazva (például Si₃N₄-ben), és ez a por magában foglalja a fűtőelem fő testét, abban például szinterezéssel van ágyazva, amelynek során forró préseléssel állítják elő a kerámia fűtőelemet;

(2) A két külső csatlakozóhuzal egyik végeit a kivezetőhuzalok szabaddá tett végeihez forrasztják, mielőtt a kerámia fűtőelemet behelyezik és rögzítik a fémhüvelyben;

(3) A fentebb ismertetett módon összeállított egységet behelyezik a fő fémburkolatba, ennek során a fémhüvely hátsó végét hozzáforrasztják a fő fémburkolat tartórészének belső falához;

(4) A csatlakozó elektródát rögzítik a fő fémburkolathoz szigetelőtest és anya révén.

Megjegyezzük azonban, hogy a gyakorlati tapasztalatok szerint a fenti technológiával gyártott hagyományos kerámia izzítógyertya alkalmazása során a következő problémákkal kell számolni:

A kivezetőhuzaloknak azok a szakaszai, amelyek forrasztáskor kezelésnek vannak kitéve, könnyen oxidálódnak a 800-1100° C közötti forrasztási hőmérsékleteken. A gyakorlati tapasztalatok szerint az ilyen kerámia gyújtógyertyák kivezetőhuzalai fokozott mértékben korrodálódnak a gyújtógyertya használata közben. Továbbá, ilyen kerámia gyújtógyertyánál további probléma, hogy a normális használat közbeni ellenállás jelentős mértékben megváltozik a kezdeti ellenálláshoz képest, ami viszont a motor üzemzavarát idézheti elő.

A jelen találmánnyal célunk a fentiekben vázolt hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített izzítógyertya létrehozása, amelynél a kivezetőhuzalok úgy kapcsolódnak villamosán a külső csatlakozóhuzalokhoz, illetve tekercsekhez, hogy eközben megakadályozzuk az oxidációs korróziót, továbbá, amelynél a használat közbeni ellenállás-változást kiküszöböljük és növeljük az izzítógyertya élettartamát.

A kitűzött feladatot a jelen találmány szerint olyan kerámia izzítógyertyával oldottuk meg, amelynek legalább egy kivezetőhuzala van, ez futőellenálláshoz csatlakozik; továbbá legalább egy külső vezetőtekercse van, amely a kivezetőhuzalt az izzítógyertya elektródájához vagy fő fémburkolatához villamosán kapcsolja. Továbbá a tekercs a kivezetőhuzalhoz ezüstalapú forrasztóanyaggal van forrasztva. Lényege, hogy az ezüstalapú forrasztóanyag nagy tisztaságú, legalább 80 tömeg%-ban ezüstöt tartalmazó anyag.

A találmány szerinti kerámia izzítógyertya további célszerű kiviteli alakjának két, első és második kivezetőhuzalja, valamint legalább két, első és második külső vezető- és kapcsolótekercse, és kerámia fűtőeleme van, ennek fűtőteste magában foglalja az első és második kivezetőhuzalokat. A kivezetőhuzalok volffámot tartalmaznak és első és második véggel rendelkeznek, valamint fűtőellenállással vannak ellátva a kivezetőhuzalok első végeihez kapcsolódó végeiken. Továbbá kerámia alapanyaga van, amely magában ágyazza a fűtőtestet. A kivezetőhuzalok második végei a kerámia alapanyag felületén szabadon vannak hagyva. A tekercsek harmadik végekkel, valamint negyedik végekkel rendelkeznek; a harmadik végek a nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyaggal a kivezetőhuzalok második végéhez, a tekercsek negyedik végei viszont a fémburkolathoz, illetve az elektródához vannak villamosán kapcsolva.

A találmány szerinti kerámia izzítógyertya további előnyös kiviteli alakjának fémhüvelye van, továbbá a fémburkolat hengeres elemként van kialakítva. Ennek a mellső vége tartórészként van kiképezve, ez befelé helyezkedik el és a fémhüvely hátsó részét tartja, továbbá az elektróda a hátsó végével a fémburkolatban, attól leszigetelten van elrendezve. A kerámia fűtőelem a fémhüvelybe van behelyezve, továbbá az első és a második külső tekercsek negyedik végei a fémburkolathoz, illetve az elektródához villamosán kapcsolódnak.

Célszerűen az első kivezetőhuzal második vége a kerámia alapanyag hátsó részénél szabadon van hagyva, viszont a második kivezetőhuzal második vége a kerámia alapanyag közbenső részén van szabadon elrendezve. A kerámia fűtőelem a fémhüvelyben úgy van elrendezve, hogy a kivezetőhuzalok második végeinek szabadon lévő felületeit a fémburkolat fedje.

A találmány szerinti kerámia izzítógyertya további előnyös kiviteli alakjánál az első külső vezetőtekercs harmadik vége első nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyaggal van forrasztva az első kivezetőhuzal második végének szabadon hagyott felületéhez. Az első külső vezetőtekercs negyedik vége az elektródához villamosán van csatlakoztatva, viszont a második vezetőtekercs negyedik vége második nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyaggal van forrasztva a fémburkolathoz.

Célszerűen a második nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyag ezüsttartalma nagyobb, mint az első nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyagé. Előnyösen az első és a második külső vezetőtekercsek tiszta nikkelhuzalból és/vagy nikkelötvözetű huzalból és/vagy nikkelbevonatú huzalból vannak kialakítva. Előnyösen a második külső vezetőtekercs tiszta nikkelhuzalból van kialakítva.

A találmány szerinti megoldás révén a kivezetőhuzalok forrasztás közben megvédhetők az oxidációs kor2

HU 220 806 Bl róziótól, amelyet az ezüsttől eltérő forrasztóanyagok idéznek elő (így például a réz), ezáltal a korrózió okozta forrasztási hibák kiküszöbölhetők. Ennek következményeként a kivezetőhuzalok és a külső kapcsolótekercsek, illetve huzalok közötti villamos kapcsolat jelentősen javítható.

A találmány szerinti kerámia izzítógyertya legfontosabb előnye, hogy a kezdeti ellenállás igen kis szabálytalanságokat mutat, ugyanakkor a használat közbeni ellenállás változását minimálisra csökkentettük, ami egyébként a hagyományos izzítógyertyának a változó hőterhelés miatt komoly problémát okozott. így következésképpen az izzítógyertya élettartamát jelentősen növeltük, ugyanakkor a dízelmotor üzemi viszonyait közvetve jelentősen javítottuk.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti izzítógyertya példakénti kiviteli alakjának oldalnézete részben metszve;

- a 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás részletének nézete, viszonylag nagyobb léptékben;

-a 3. ábrán az 1. ábra szerinti megoldás további részlete metszetben látható, viszonylag nagyobb léptékben.

Amint az 1. ábrán látható, a találmány szerinti A izzítógyertya főbb részei a következők: 1 fémhüvely, hengeres fő 2 fémburkolat, kerámia 3 fűtőelem és 4 elektróda. A fő 2 fémburkolatnak a mellső végén 21 tartórésze van, amelynek az a rendeltetése, hogy az 1 fémhüvely hátsó 11 részét tartsa. A kerámia 3 fűtőelem az 1 fémhüvelybe van behelyezve. A 4 elektróda a hengeres fő 2 fémburkolatba van behelyezve, és attól villamosán le van szigetelve.

Az 1 fémhüvely falvastagságát a jelen esetben 0,6 mm-re választottuk és hőálló fémből készítettük. Az 1 fémhüvely hátsó 11 része a 21 tartórész belső 211 falához van forrasztva, amely forrasztáshoz ezüstalapú forrasztóanyagot alkalmaztunk.

A hengeres külső 2 fémburkolat a jelen esetben szénacélból készült, amelynek a mellső részét képezi a 21 tartórész, amely befelé nyúlik. A hátsó végénél 22 hátlaprész van kialakítva, amely a becsavarószerszámmal kapcsolódhat. Továbbá, a közbenső részén 23 csavarmenet van kialakítva, amelynek segítségével az A izzítógyertya becsavarható a külön nem ábrázolt dízelmotor hengerfejébe úgy, hogy annak vége a motor égésterébe nyúljon.

A kerámia 3 fűtőelem az alábbiakban ismertetésre kerülő eljárás szerint készült, ennek kerámia 31 alapanyaga, a jelen esetben két, első és második 34 és 33 kivezetőhuzalai és U alakú 32 fütőellenállása van, ez utóbbiak a kerámia 31 alapanyagban vannak ágyazva. A 32 futőellenállás a jelen esetben a kerámia 31 alapanyagban úgy van ágyazva, a 32 fűtőellenállás és a kerámia 31 alapanyag felülete közötti távköz 0,3 mmes, vagy ennél nagyobb. Ennek megfelelően a 32 fűtőellenállás nem csupán meg van óvva az oxidációtól még 800-1500 °C közötti izzítási hőmérsékleteken is, hanem igen nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezik.

A 33 és 34 kivezetőhuzalok a jelen esetben volfrámhuzalként vannak kialakítva, amelyek átmérőjét

0,3 mm-re választottuk, ezek első végeit 331, illetve

341 hivatkozási számmal jelöltük, amelyek a 32 futőellenállás 321, illetve 322 végéhez kapcsolódnak. A 33 és 34 kivezetőhuzalok második 332, illetve 342 végei a kerámia 31 alapanyag felületén szabadon hagyva helyezkednek el, mégpedig annak a középső, illetve a hátsó részén. A második 33 kivezetőhuzal második 332 vége villamosán kapcsolódik egy külső vezető 51 tekercshez, amely tiszta nikkelhuzalból külső kapcsolóhuzalként van kialakítva, és amely a 2 fémburkolathoz az fémhüvelyen keresztül kapcsolódik. (Az 51 tekercsre az alábbiakban „második” tekercsként is hivatkozunk.)

Az első 34 kivezetőhuzal második 342 vége villamosán kapcsolódik a vezető 52 és 53 tekercsekhez, amelyek hőálló nikkelötvözetű huzalból készültek külső csatlakozóhuzalként, továbbá villamosán csatlakoznak a 4 elektródához. (Az 52 tekercset „első”, az 53 tekercset pedig „harmadik” tekercsként is említjük alább.)

A 4 elektródának 41 csavarmenete van, és a hengeres 2 fémburkolathoz van rögzítve 61 szigetelésen és 62 anyán keresztül. így a 4 elektróda a 2 fémburkolathoz képest le van szigetelve. Az 1. ábrán 63 hivatkozási számmal anyát jelöltünk, amely külön nem ábrázolt villamos csatlakozószerelvényt rögzít a 4 elektródához.

A találmány szerintii izzítógyertya különböző dízelmotorokhoz vagy gázturbinákhoz használható, amelynek során a hengeres 2 fémburkolat vége menetesen kapcsolódik a motorhoz, éppen ezért a külső csatlakozóvezetékként szereplő 51, 52 és 53 tekercsek célszerűen tiszta nikkelhuzalból készülnek. Továbbá, a jelen esetben első ezüstalapú forrasztóanyagot alkalmaztunk a vezető 51, 52 és 53 tekercsek forrasztásához; ehhez célszerű olyan anyagot választani, amelynek az ezüsttartalma nagyobb, mint a 33 és 34 kivezetőhuzalok második 332,

342 végének forrasztásához használt másik ezüstalapú forrasztóanyagé.

A kerámia 3 fűtőelem a találmányunk szerint a következőképpen gyártható:

Először megválasztjuk a 32 futőellenállás alapanyagát, amely tartalmazhat 58,4 tömeg% WC-t és 41,6 térfogat% szigetelő kerámiaanyagot, amely 89 tömegrész Si₃N₄-et, 8 tömegrész Er₂O₃-t, 1 tömegrész V₂O₃-at és tömegrész WO₃-at tartalmaz.

Ezt követően diszpergálószert és oldószert adunk az alapanyaghoz, majd keverés közben - és adott esetben a kerámia alapanyag aprítása közben - szerves kötőanyagot adagolunk, és így szemcsés anyagot hozunk létre.

A szemcsés anyagot ezután befecskendezéses formázással alakítjuk, ennek során a 33 és 34 kivezetőhuzalok első 331 és 341 végeit ágyazni fogja a 32 fűtőellenállás anyaga (2. ábra). Ezzel tehát egyesített 300 fűtőtestet hoztunk létre, amely magában foglalja az U alakú szinterezetlen 32 futőellenállást is.

Most a kerámiaanyag készítésére térünk ki:

A kerámiapor alapanyaga 3,5 térfogat% MoSi₂ és 96,5 térfogat% szigetelő kerámiát tartalmaz, amely ma3

HU 220 806 BI gában foglal 89 tömegrész Si₃N₄-et, 8 tömegrész Er₂O₃-t, 1 tömegrész V₂O₃-t és 2 tömegrész WO₃-t.

A fenti komponensek közül először diszpergálószert és vizet adagolunk a MoSi₂-hez, Er₂O₃-hoz, V₂O₃-hoz és WO₃-hoz. Ezután aprítjuk a keveréket, majd Si₃N₄-et adagolunk hozzá, és a keveréket újra aprítjuk. Ezt követően szerves kötőanyagot adagolunk az újból aprított keverékhez, és így szemcsés anyagot hozunk létre. Ezt a kerámiaport használjuk azután a félben osztott présszerszámban való formázáshoz.

A fentiekben ismertetett módon egyesített 300 fűtőtestet ezután az önmagában ismert osztott présszerszámba helyezzük. Ezután betöltjük a fenti kerámiaport, majd elvégezzük a préselést.

A préseléssel formázott testet úgy kapjuk, hogy N₂ gáz alkalmazása mellett karbonból készült formában meleg préselést végzünk 1750 °C hőmérsékleten, és a préseléshez 1,96 · 10⁴ kPa (200 kg/cm²) értékű nyomást alkalmazunk. így tehát fonó préseléssel szinterezett testet állítunk elő, amely közelítőleg körkörös rúd alakú, és az egyik vége félgömb alakú.

A kerámia szinterezett test külső felülete készre munkálandó úgy, hogy az előírt hengeres méretet kapjuk, ugyanakkor fontos szempont a találmány szerint, hogy a 33 és 34 kivezetőhuzalok második 332 és 342 végei szabadon hozzáférhetők legyenek, azaz a kerámia 31 alapanyag felületén helyezkedjenek el. Ezzel a kerámia 3 fűtőelem gyártása befejeződött.

Ezután a kerámia 3 fűtőelemen hőkezeléssel üvegréteget hozunk létre azon a szakaszon, ahol a 3 fűtőelemet az 1 fémhüvely tartja, és azon a kerületi szakaszon, ahol a 3 fűtőelem kapcsolódik a külső csatlakoztató huzalként szereplő 51 és 52 tekercsekhez, kivéve a 33 és 34 kivezetőhuzalok szabadon hagyandó felületét.

Ezt követően a kerámia 3 fűtőelemet behelyezzük az 1 fémhüvelybe. Ezután a külső csatlakoztató huzalként szereplő 51 és 52 tekercseket hozzáforrasztjuk a 33 és 34 kivezetőhuzaloknak a második 332 és 342 végeihez az alább ismertetésre kerülő módon, amihez nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyagot alkalmazunk; ez például 80 tömeg% AG - 20 tömeg% Cu, vagy 85 tömeg% AG - 15 tömeg% Cu összetételű lehet, de adott esetben alkalmazhatunk tiszta ezüst forrasztóanyagot is.

A kerámia 3 fűtőelemet is magában foglaló egységet ezután behelyezzük a hengeres 2 fémburkolatba. Az 1 fémhüvely hátsó 11 részét ezüstalapú forrasztóanyaggal hozzáforrasztjuk a fő 2 fémburkolat 21 tartórészének belső 211 falához.

Ezután a 4 elektródát 61 szigetelésen keresztül a 62 anyával rögzítjük a 2 fémburkolathoz. Ezzel tehát az A izzítógyertya összeszerelése befejeződött.

Az alábbiakban a forrasztóanyagok folyatást tesztjeit ismertetjük részletesebben (lásd 1. táblázat). A kísérleteink során a tiszta ezüst, 85 tömeg% ezüst és 15 tömeg% réz, 80 tömeg% ezüst és 20 tömeg% réz, 72 tömeg% ezüst és 28 tömeg% réz (BAg-8), valamint 50 tömeg% ezüst és 50 tömeg% réz forrasztóanyagok folyóképességét vizsgáltuk, mégpedig 980-1100 °C közötti forrasztási hőmérsékleteken.

A kísérletek során a 33 és 34 kivezetőhuzalokhoz tiszta volfrámhuzalokat és hőálló nikkelötvözetű huzalokat (1,5 tömeg% szilícium, 2,0 tömeg% mangán, 1,5 tömeg% króm és a fennmaradó rész nikkel) használtunk, a vezető 51 és 52 tekercsekhez pedig hőálló nikkelötvözetből készült huzalokat alkalmaztunk, amelyeket nikkellel vontunk be (például 3 pm-es vastagságban), vagy tiszta nikkelből készült huzalokat alkalmaztunk.

Tiszta ezüst forrasztóanyag, valamint a hőálló nikkelötvözetből készült huzalokkal kombinált vezető 51 és 52 tekercsek alkalmazása esetén a forrasztóanyag gyenge folyóképességét tapasztaltuk, mivel a hőálló nikkelötvözetből készült huzalok a felületükön olyan komponenst tartalmaznak, amely taszítja a tiszta ezüst forrasztóanyagot. Éppen ezért nikkellel bevont hőálló nikkelötvözetű huzalokat, vagy tiszta nikkelből készült huzalokat célszerű alkalmazni a vezető 51 és 52 tekercsekhez, ha tiszta ezüst forrasztóanyagot akarunk alkalmazni.

A forrasztóanyag a legjobb folyóképességét (azaz amikor a forrasztóanyag teljesen megfolyik) a táblázatban „@”-val jelöltük, a jó folyóképességet (ilyen esetben a forrasztóanyag szinte megfolyik) „o” jellel jelöltük, míg a gyenge folyóképességet (azaz amikor a forrasztóanyag nem folyik meg) „x” jellel jelöltük az 1. táblázatban.

Az 1. táblázatban látható eredményeink szerint a nikkelbevonatú (3 pm-es vastagságú bevonat) hőálló nikkelötvözetből készült huzal, vagy a tiszta nikkelből készült huzal alkalmazása célszerű az 51 és 52 tekercsekhez.

A hőálló nikkelötvözet huzalok esetében a tiszta ezüst folyóképessége nem eléggé jó, mivel a hőálló nikkelötvözet huzal krómot is tartalmaz, ami pedig taszítja az ezüstöt.

A kísérleti tapasztalataink szerint a nikkellel bevont hőálló nikkelötvözet huzal folyóképessége gyenge a tiszta nikkelből készült huzalhoz képest, mivel a hő következtében a bevonatban egyenetlenségek jöhetnek létre és/vagy a bevonat néha lehámlik.

HU 220 806 Β1

7. táblázat

Tekercsanyagok és forrasztóanyagok folyóképessége (φ: kiváló, o: jó, x: gyenge)

Forrasztóanyag-hőmérséklet	980 °C és 1100 °C
Tekercshuzal anyaga
Forrasztóanyag	Nikkelötvözet	Nikkellel bevont ötvözet	Tiszta nikkel
Ag5O~Cu5O	0	0	©
Ag72-Cu28	0	0	©
Ag80-Cu20	o	0	©
Ag85-Cul5	0	0	©
Tiszta ezüst	X	0	©

(Kivezetések: tiszta volfrámhuzalok)

A találmány szerinti megoldás alkalmazása esetén az oxidációs korrózió mértékére a kísérleteink során az alábbi tapasztalatokat szereztük (lásd 2. táblázat).

Ezeknél a kísérleteinknél tiszta nikkelből készült huzalokat alkalmaztunk a vezető 51 és 52 tekercsekhez (ezek külső csatlakozóhuzalokként szerepelnek). A vezető 51 és 52 tekercseknek a tiszta volffámból készült 33 és 34 kivezetőhuzalokhoz való forrasztásakor („negatív” oldal és „pozitív” oldal) forrasztóanyagként tiszta ezüstöt, vagy 85 tömeg% ezüstből és 15 tömeg% rézből, vagy 80 tömeg% ezüstből és 20 tömeg% rézből, vagy 72 tömeg% ezüstből és 28 tömeg% rézből (BAg- 30 8), vagy 50 tömeg% ezüstből és 50 tömeg% rézből álló forrasztóanyagokat alkalmaztunk. Minden forrasztóanyaghoz öt-öt mintát vettünk figyelembe, és ezeket vizsgáltuk, hogy az alkalmazás közben milyen mértékű oxidációs korrózióból származó ellenállás lép fel, más- 35 részt, hogy az ellenállás változik-e a használat során.

A mintákat tíz-tíz alkalmazási ciklusnak vetettük alá, ezek mindegyikében 60 másodperces időtartamig 6 V-os feszültséget alkalmaztunk, majd hirtelen vízben lehűtöttük.

A tíz kísérleti ciklus után a kísérleti daraboknál 1,5 tömeg%-tól 1 tömeg% közötti ellenállás-változást tapasztaltunk a kísérletek előtti ellenállásértékekhez képest (ennek értéke 700 mQ volt), ezt a táblázatban „o”val jelöltük. Azokat a kísérleti darabokat, amelyeknél az ellenállás +1 tömeg%-ban, vagy ennél kisebb mértékben változott, azt a táblázatban „©”-val jelöltük, végül pedig azokat a kísérleti darabokat, amelyeknél az ellenállás-változás nagyobb volt, mint 1,5 tömeg% a tíz ciklus előtt, „x” jellel jelöltük.

A kísérlet után, amikor az 51 és 52 tekercseket lefejtettük a kerámia 3 fűtőelemről, a forrasztóanyagot és a 33 és 34 kivezetőhuzalok megfelelő részét ugyancsak lefejtettük az 51 és 52 tekercsekkel együtt. Áram hatására bekövetkező oxidációs korróziót a 33 és 34 kivezető- 55 huzalok fényessége alapján becsültük. Ez más szavakkal annyit jelent, hogy ha a lehámozott kivezetőhuzal fényesen csillogott, akkor azt „©” jellel jelöltük, ha az csillogás nélküli sötét színű volt, akkor azt „o” jellel, ha pedig az megfeketedett, akkor „x” jellel jelöltük.

A kísérleti adatainkat a 2. táblázat tartalmazza, 20 amelyből kitűnik, hogy az alkalmazott forrasztóanyagok áram hatására egyrészt kiváló ellenállást tanúsítottak az oxidációval és a korrózióval szemben, ugyanakkor elhanyagolhatóan kicsi volt az ellenállás-változása a tiszta ezüst és a 80 tömeg% ezüstöt tartalmazó forrasz25 tóanyagoknak.

2. táblázat

Forrasztóanyagok hatása a volfrámhuzalok oxidációval szembeni ellenállására (@: kiváló, o: jó, x: gyenge)

Forrasztóanyag	Oxidációs korrózió volfrámhuzalnál	Ellenállás-változás
Ag50-Cu50	X	X
Ag72-Cu28	X	X
Ag80-Cu20	0	0
Ag85-Cul5	0	0
Tiszta ezüst	©	©

(Tekercsanyag: tiszta nikkel)

A forrasztási tesztek összehasonlító eredményeit a 3. táblázat tartalmazza.

Amint a 3. táblázatból kitűnik, a hőálló nikkelötvö45 zetből készült huzal, a nikkellel bevont (3 pm) hőálló nikkelötvözetből készült huzalok és a tiszta nikkelből készült huzalok kerültek alkalmazásra a vezető 51 és 52 tekercsekhez. Forrasztóanyagként tiszta ezüstöt, valamint 85 tömeg% ezüstből és 15 tömeg% rézből, 80 tö50 meg% ezüstből és 20 tömeg% rézből, 72 tömeg% ezüstből és 28 tömeg% rézből (BAg-8), és 50 tömeg% ezüstből és 50 tömeg% rézből készült ötvözeteket alkalmaztunk. A kísérleteink során tiszta volffámból készült 33 és 34 kivezetőhuzalokat alkalmaztunk. A forrasztási hőmérsékletként 980 °C-t választottunk, és a forrasztást N₂ védőgázban végeztük.

A forrasztóanyag folyóképességének vizsgálatakor a mintadarabokat ellenőriztük a 33 és 34 kivezetőhuzalok oldalán és a vezető 51 és 52 tekercsek oldalán. 60 A kísérletek során a legjobb folyóképességi tulajdonsá5

HU 220 806 Bl gokat mutató forrasztóanyagokat (amely forrasztóanyagok teljesen megfolytak) „©” jellel, a jó folyási tulajdonságokat mutató anyagokat (amelyek lényegében megfolytak) „o” jellel, végül pedig a gyenge folyóképességű forrasztóanyagokat (amelyek lényegében nem 5 folytak meg) „x” hivatkozási jellel jelöltük.

A tiszta volfrámból készült 33 és 34 kivezetőhuzalok áram hatására bekövetkező oxidációs korróziójának meghatározása a következőképpen történt:

Tíz vizsgálati ciklust választottunk, ezek mindegyt- 10 kében 60 másodpercig 6 V-os feszültséget alkalmaztunk, majd a mintadarabot vízben hirtelen lehűtöttük. Azokat a mintadarabokat, amelyek az 1,5 tömeg%-nyi ellenállásukat 1 tömeg%-ra csökkentették a teszt előtti ellenállásértékhez képest (ennek értéke: 700 mQ), eze- 15 két „o” jellel jelöltük, azokat az anyagokat viszont, amelyek az 1 tömeg%-ban, vagy ennél kisebb mértékben változtatták meg ellenállásukat „©” jellel jelöltük, végül azokat az anyagokat, amelyek ellenállása nagyobb volt, mint 1,5 tömeg% a tíz ciklus előtt, „x” hivatkozási jellel jelöltük.

Az összehasonlító elemzéshez a következő szempontokat vettük figyelembe:

- Azok a mintadarabok, amelyek két vagy több „(3)” jelet kaptak, kiváló (©) minősítésűek,

- azokat viszont, amelyek két vagy több „o” jelet kaptak, Jónak (o)” minősítettük, és végül

- azokat a mintadarabokat, amelyek legalább egy „x” minősítést kaptak, ezeket „gyenge (x)” minősítéssel láttuk el.

Megjegyezzük, hogy ha a vezetőtekercset nikkelötvözetű huzalból készítettük és forrasztóanyagként tiszta ezüstöt alkalmaztunk, akkor a folyóképesség általában gyenge (x) minősítést kapott. Viszont az ellenállásváltozás ilyen esetben is kis értékű volt és nem volt számottevő oxidációs korrózió. Ennek megfelelően, jóllehet ebben az esetben az „x” minősítés gyengét jelent, az összesítő értékelés végül is elfogadható (Δ) volt.

3. táblázat

A különböző vezetőtekercs-anyagok különböző forrasztóanyagokkal kapott eredmények

Vezetőtekercs- anyag	Forrasztóanyag	Forrasztóanyag folyóképessége	Ellenállás-változás áram hatására bekövetkező oxidáció korróziós teszt	Értékelés	Jegy
W-vezető	Vezetőtckercs
Ni-ötvözet	Ag50-Cu50	0	0	X	X	*1
	Ag72-Cu28	0	0	X	X	*1
	Ag80-Cu20	0	0	0	0
	Ag85Agl5	0	0	0	0
	tiszta	©	X	0	Δ	*2
Ni-bevonatú	Ag50-Cu50	0	0	X	X	*1
Ni-ötvözet	Ag72Cu28	0	0	X	X	*1
huzal	Ag80-Cu20	0	0	0	0
	Ag85-Agl5	0	0	Q	0
	tiszta	©	0	©	©
Tiszta Ni-huzal	Ag50-Cu50	0	©	X	X	♦1
	Ag72-Cu28	0	©	X	X	*1
	Ag80-Cu20	0	©	0	0
	Ag85-Agl5	0	©	0	0
	tiszta	©	©	©	©

*1: a W-vezető oxidálódott-korrodálódott áram hatására *2: a forrasztóanyag gyenge folyóképességű.

Végül megjegyezzük, hogy a fentiekben ismertetett 50 kiviteleken túlmenően a találmány számos más kiviteli alakban is megvalósítható, ezek közül néhányat ismertetünk az alábbiakban:

a) A 32 futőellenállás lehet fémből készült fütőtekercs is, például W-Re-huzal vagy volfrámhuzal, ezen 55 túlmenően alkalmazhatunk nemfémes fűtőelemeket is, például WC és Si₃N₄ keverékét.

b) A 33 és 34 kivezetőhuzalok készülhetnek volfrámötvözetből, például volffám-szilícium-ötvözetből, vagy volfrám-nikkel-ötvözetből is a fentiekben említett 60 kiviteli lehetőségek mellett (tiszta volfrámból készült huzalok helyett).

c) Az alkalmazott kerámia lehet például a kereskedelemben „Sialon”, ,ΛΙΝ” néven ismert anyag, vagy hasonlók, a fentiekben említett Si₃N₄ mellett.

d) A nikkelbevonatú huzalok a fenti ismertetésben olyan nikkelötvözetű huzalok voltak, amelyeket nikkellel vontunk be. Megjegyezzük azonban, hogy vasból vagy vasötvözetből készült huzalokat is alkalmazhatunk, amelyeket nikkellel vonhatunk be.

HU 220 806 Β1

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Kerámia izzítógyertya, főleg dízelmotorokhoz, amelynek legalább egy kivezetőhuzala (33, 34) van, ez fiűtőellenálláshoz (32) csatlakozik; továbbá legalább egy külső vezetőtekercse (51, 52) van, amely a kivezetőhuzalt (33, 34) az izzítógyertya (A) elektródájához (4) vagy fő fémburkolatához (2) villamosán kapcsoló kialakítású, továbbá a külső vezetőtekercs (51, 52) a kivezetőhuzalhoz (33, 34) ezüstalapú forrasztóanyaggal van forrasztva, azzal jellemezve, hogy az ezüstalapú forrasztóanyag nagy tisztaságú, legalább 80 tömeg%ban ezüstöt tartalmazó anyag.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kerámia izzítógyertya, azzal jellemezve, hogy két, első és második kivezetőhuzala (34, 33), valamint legalább két, első és második külső vezetőtekercse (52, 51) van, továbbá az izzítógyertyának (A) kerámia fűtőeleme (3) van, ennek fűtőteste (300) magában foglalja az első és második kivezetőhuzalokat (34, 33), ezek volfrámot tartalmaznak, első véggel (341, 331) és második véggel (342, 332) rendelkeznek, valamint futőellenállással (32) vannak ellátva a kivezetőhuzalok (34, 33) első végeihez (341, 331) kapcsolódó végeiken, továbbá kerámia alapanyaga (31) van, amely magában ágyazza a fűtőtestet (300), továbbá a kivezetőhuzalok (34, 33) második végei (342,332) a kerámia alapanyag (31) felületén szabadon vannak hagyva, továbbá a külső vezetőtekercsek (52, 51) harmadik végekkel (523, 513) és negyedik végekkel (524, 514) rendelkeznek; a harmadik végek (523,

   513) a nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyaggal a kivezetőhuzalok (34, 33) második végéhez (342, 332), a külső vezetőtekercsek (52, 51) negyedik végei (524,

   514) viszont a fémburkolathoz (2), illetve az elektródához (4) vannak villamosán kapcsolva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti kerámia izzítógyertya, azzaljellemezve, hogy fémhüvelye (1) van, továbbá a fémburkolat (2) hengeres elemként van kialakítva, amelynek a mellső vége tartórészként (21) van kiképezve, ez befelé helyezkedik el és a fémhüvely (1) hátsó részét tartja, továbbá az elektróda (4) a hátsó végével a fémburkolatban (2), attól leszigetelten van elrendezve; a kerámia fűtőelem (3) a fémhüvelybe (1) van behelyezve.
4. 4. A 3. igénypont szerinti kerámia izzítógyertya, azzal jellemezve, hogy az első kivezetőhuzal (34) második vége (342) a kerámia alapanyag (31) hátsó részénél szabadon van hagyva, továbbá a második kivezetőhuzal (33) második vége (332) a kerámia alapanyag (31) közbenső részén szabadon hagyva van elrendezve, továbbá a kerámia fűtőelem (3) a fémhüvelyben (1) úgy van elrendezve, hogy a kivezetőhuzalok (34, 33) második végeinek (342, 332) szabadon lévő felületeit a fémburkolat (2) lefedi.
5. 5. A 4. igénypont szerinti kerámia izzítógyertya, azzal jellemezve, hogy az első külső vezetőtekercs (52) harmadik vége (523) első nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyaggal van forrasztva az első kivezetőhuzal (34) második végének (342) szabadon hagyott felületéhez, továbbá a második külső vezetőtekercs (51) negyedik vége (514) második nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyaggal van forrasztva a fémburkolathoz (2).
6. 6. Az 5. igénypont szerinti kerámia izzítógyertya, azzal jellemezve, hogy a második nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyag ezüsttartalma nagyobb, mint az első nagy tisztaságú ezüstalapú forrasztóanyagé.
7. 7. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti kerámia izzítógyertya, azzal jellemezve, hogy a tekercsek (51,52) tiszta nikkelhuzalból és/vagy nikkelötvözetű huzalból és/vagy nikkelbevonatú huzalból vannak kialakítva.
8. 8. A 2-7. igénypontok bármelyike szerinti kerámia izzítógyertya, azzal jellemezve, hogy a második külső vezetőtekercs (51) tiszta nikkelhuzalból van kialakítva.