[发明专利]一种火花塞电极材料和制造方法以及使用该电极材料的火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的火花塞，具体地说，本发明涉及一种火花塞电极材料 和制造方法以及使用该电极材料的火花塞。

背景技术

火花塞是汽车及其它汽油机点火系统中的一个重要元件，它的产品性能在 很大程度上取决于火花塞电极材料，所以火花塞在产品更新换代上以其所使用 的点火电极材料为标志。

传统的火花塞电极材料是镍合金，近年来出现了铂合金、铱合金火花塞， 对铱合金火花塞电极的研究主要集中于改进材料的熔点、电阻、强度、硬度等 物理性能以及提高材料的加工性能等方面。

对于改进铱金火花塞电极材料的熔点、电阻、强度硬度等物理性能方面， 尤以合金添加剂提高铱金火花塞点火电极的强度、硬度来提高材料的耐磨损、 耐侵蚀性最具有代表性。例如，授予Kondo等人的美国专利No.4,540,910，该 专利公开了一种由70-90wt％的铂和30-10wt％的铱制成的中心电极点火端，增 加了合金的强度和稳定性；授予Katoh等人的美国专利No.5,990,602公开了 一种包括0.01-2％氧化钇的铂-铱合金。一种已知的用于降低铱的氧化损耗的 方法是以与铑组合的合金的形式使用铱，如Osamura等人的No.6,094,000美 国专利和公布的英国专利申请GB 202,302,367公开了一种铱-铑合金，铑含量 为1-60wt％。在No.5,998,913美国专利中，Matsutani公开了一种铱-铑-铼 或钌合金，以降低合金中铑的含量，通过加入含量至多达17wt％铼或钌，铑含 量可降到仅0.1wt％。

在提高材料的加工性能等方面，通过拉伸测试表明铱的延展性是有限的， 许多添加了该二元铱基二元两相合金仍然是很脆。此外，即使加入Ni，W，Ta或 Ni-Al能改变晶向从而改变其断裂模式，但是在压缩和延展性方面却没有明显的 改进，因此需通过加入合适的元素来改变其高温性能和延展性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种火花塞电极材料和制造方法以及 使用该电极材料的火花塞，该电极材料具有优良的高温强度特性和良好的延展 性，并能有效改善铱在高温下的抗氧化能力。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

提供了一种火花塞电极材料，是由铱元素和铂元素组成的合金，其关键在 于，所述铱元素和铂元素的重量百分比为90～98％∶10～2％。

作为优选，所述火花塞电极材料为片材或丝材。

作为优选，所述火花塞电极材料也可以是圆形截面或矩形截面的丝材。

本发明提供了一种火花塞电极材料的制造方法，包括以下步骤：

(1)采用纯度≥99.99wt％的铱、铂原料，将该铱和铂按照重量百分比为90～ 98∶10～2的比例，采用熔炼法或粉末冶金法制备成合金熔锭；

(2)在1773℃～2073℃温度下，对所述合金熔锭进行开坯加工；开坯时沿 加工方向保持50％以上的变形率，直至形成组织均匀、晶粒较细小的锭坯；

(3)将步骤(2)中制得的坯料进行热轧，轧制温度为1373℃～1773℃；

(4)采用平辊在1273℃～1473℃温度下，将所述铱铂合金轧制成厚度≤0.5 毫米的片材，再分条成0.8mm宽的丝材；或者是将步骤(2)中热轧后的加热锭坯 进行多次热拉拨成圆形截面或矩形截面的丝材，道次变形率为5％～10％。

作为更优的实施方式，在所述步骤(2)中的开坯加工为锻造开坯或挤压开 坯。

作为更优的实施方式，热轧时用钼片覆盖坯料表面。

作为更优的实施方式，在所述步骤(4)中，当所述铱铂合金被轧制成厚度≤ 0.5毫米的片材后，在室温下继续轧制成箔材，冷加工变形率≥80％，再将箔材 分条成0.8mm宽的丝材。

作为更优的实施方式，所述合金熔锭进行开坯加工时，使用耐热钢作为模 具材料。

作为更优的实施方式，在轧制和拉拨时，使用钨钢作为模具材料，并用石 墨乳液润滑。

本发明还提供了一种火花塞，所述火花塞的中心电极和/或接地电极的点火 尖端为铱元素和铂元素组成的合金，所述铱元素和铂元素的重量百分比为90～ 98％∶10～2％。