[发明专利]由改进的电极材料制造的火花塞电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种由基于合金的电极材料制造的火花塞电极。

背景技术

由于对汽车发动机及其部件不断继续开发以提高效率和动力，所以也对发动机构件的材料提出了越来越高的要求。尤其是，在燃料混合物点燃时起重要作用的构件、即火花塞（并且尤其是火花塞电极）遭受到尤其是由于发动机室内的高温和富氧的大气引起的高负荷。这使得提供满足这些高要求的火花塞成为必需的。

此外，镍合金被用作火花塞电极的基底材料（Basismaterial），因为镍不仅具有对于合金的耐温性是必不可少的高熔化温度以及具有相对于腐蚀的高耐受性。尽管由纯贵金属构成的或基于贵金属的材料（如铂或者带有铱的铂合金）在对电火花侵蚀（funkenerosive）作用的耐磨性方面表现出提高的耐受性并且由此表现出非常长的电极使用寿命，但是由铂构成的火花塞电极材料在极大成本方面出于经济原因并不是对商业上通用的镍合金的合适的替换物。电火花侵蚀作用或侵蚀损耗在此被理解为电极的材料磨损（Materialabtrag），所述材料磨损由于光弧对电极表面产生影响而引起。

在常规的火花塞电极（例如由镍合金构成的火花塞电极）中，在工作条件下在车辆的发动机室中，镍表面的大部分以及在电极材料内部的镍的部分通过与周围的氧反应而氧化。由此形成了厚的、不仅绝热的而且阻止或减小导电性的氧化镍层，所述氧化镍层在一段时间之后由于与未被氧化的镍基底材料有缺陷的复合而易于腐蚀或易于电火花侵蚀。

发明内容

在进一步实施之前说明，所有下述的重量百分比数据只要未明确另外表征就总是与电极材料的组分的总重量有关。

根据本发明的具有权利要求1的特征的火花塞电极的特征在于极高的耐温性和明显减小的电火花侵蚀磨损或电极烧毁，并且具有独特的耐氧化性和耐腐蚀性。因此，提供了一种成本低廉的用于火花塞电极的电极材料，该电极材料允许迄今仅利用由贵金属和贵金属合金构成的电极材料已实现的更换间隔（Wechselintervalle）。根据本发明，这通过如下方式来实现：在电极材料的表面上形成的氧化层具有小于或等于通过下列等式限定的电阻的电阻R：

,

其中a在0.6到0.8的范围中并且优选地在0.65到0.75的范围中，或a完全特别优选地为0.7，并且其中b在3.1到3.3的范围中并且优选地在3.14到3.26的范围中，或b完全特别优选地为3.2，而且其中T是单位为开的温度。

在根据本发明的火花塞电极的表面上形成的氧化层具有最优的结构。最优的结构在此被理解为：氧化层具有均匀且稳定的复合结构，并且此外与在常规电极上形成的氧化层相比，该氧化层相对薄并且在表面上是平坦的。这能够实现在电极表面上的氧化层的小电阻。根据本发明，此外还降低了在氧化层与基本材料（Grundmaterial）（即未被氧化的电极材料）之间的过渡电阻，这导致附加地改进导电性。如果处于电极表面上的氧化层的电阻小，即等于或小于通过上面所限定的等式预先给定的电阻，则在燃烧室中火花放电时在电极表面之间形成的电压快速地从电极表面被导出到电极的内部，使得在电极表面上的局部负荷明显减小并且也仅仅持续极短的时间。将电流快速且均匀地从电极表面引导到火花塞电极内部的能力越高，则电阻越小。本发明的另一正面效应是：通过快速导出电流，此外还抵抗供应（ausliefern）给火花的材料的局部加热，使得又明显减小了电极材料趋于进一步形成氧化物的倾向性并且因此在电极表面上仅仅形成极其薄的并且均匀的氧化层。由电火花侵蚀和腐蚀引起的电极材料磨损由此明显降低，使得根据本发明的火花塞电极相对于由常规电极材料构成的这种火花塞电极的磨损率明显减小。根据本发明的电极材料即使在极端条件下的高温情况下（如在燃烧室中充满着的那样）也是稳定的并且是耐磨的。根据本发明的火花塞电极不含贵金属，但是与常规火花塞相比具有显著提高的寿命。特别优选地，电极材料的电阻也满足前面所限定的等式，使得存在在电极材料上形成的氧化层和电极材料的类似的（特别优选地相等的）电阻。

从属权利要求表现出本发明的优选扩展方案和改进方案。