[发明专利]具有电镀的含镍和锌的保护层和含硅的密封层的火花塞壳体以及具有该壳体的火花塞和制造该壳体的方法

说明书

本发明涉及用于火花塞(1)的壳体(2)，其具有沿着所述壳体(2)的纵轴X的钻孔，由此所述壳体(2)具有外侧(205)和内侧(204)，并且其中在所述壳体(2)的外侧(205)的至少一部分上布置电镀施加的含镍和锌的保护层(210)，并且在所述含镍和锌的保护层(210)上布置密封层(220)，其中所述密封层(220)包含硅。

本发明涉及用于火花塞的壳体和具有至少一个这样的壳体的火花塞，以及制造该壳体的方法。

现有技术

当今的火花塞具有由钢制成的壳体，该钢在发动机中存在的条件下经受腐蚀，尤其生锈。因此，长期以来火花塞的壳体就用保护层涂覆，该保护层应保护钢壳体免受腐蚀。非常广泛使用含镍和/或含锌的保护层。含镍和锌的保护层比纯锌涂层具有更高的耐腐蚀性和耐热性，并且同时比纯镍涂层成本更低。然而，含镍和锌的保护层的腐蚀防护由于保护层中的缺陷而降低。这些缺陷可从含镍和锌的保护层的表面一直到达壳体的表面，并因此充当腐蚀壳体本身的侵蚀路径。

例如，从EP 2 546 938 A1和EP 2 605 348 A1已知，通过将含铬的密封层施加到含镍的保护层上并因此密封缺陷，使得含镍的保护层中的这种问题可最小化。

含铬的密封层例如可以由含CrVI的介质沉积在壳体表面上。在此形成具有结合的3价铬的密封层。然而可能发生的是，取决于环境条件，实际上结合到表面上的来自密封层表面的3价铬转变为游离的6价铬。在此问题是，6价的铬被归类为对健康有害的并且在一些国家禁止其使用。

发明的公开

本发明的目的是提供具有防腐蚀层体系的用于火花塞的壳体，该防腐蚀层体系提供良好的腐蚀防护并且同时基本上舍弃使用含Cr的密封层。特别地，该防腐蚀层体系还应当具有300℃下的耐热性。

该目的由根据本发明的用于火花塞的壳体通过以下方式实现，即布置在含镍和锌的保护层上的密封层包含硅。

本发明涉及用于火花塞(1)的壳体(2)，其具有沿着所述壳体(2)的纵轴X的钻孔，由此所述壳体(2)具有外侧(205)和内侧(204)，并且其中在所述壳体(2)的外侧(205)的至少一部分上布置电镀施加的含镍和锌的保护层(210)，并且在所述含镍和锌的保护层(210)上布置密封层(220)，其特征在于，所述密封层(220)包含硅，其中含硅的密封层(220)通过硅烷化形成。

通过使用含硅的密封层提供的优点是，含铬的密封层可以被舍弃，并且因此防止了形成6价铬并且离开密封层的风险。此外，基于硅的密封层被证明是非常耐热的。具体地，在用于具有由含镍的保护层和含硅的密封层制成的防腐蚀层体系的火花塞壳体的测试系列中可以表明，所述壳体在盐雾测试时在24小时之后始终仍具有0的生锈度，即壳体在施加有防腐蚀层的壳体区域中不显示出生锈位置。即使在将壳体在300℃下老化处理3小时之后，壳体在盐雾测试时在24小时之后始终仍具有0的生锈度。

用于火花塞的壳体具有沿其纵轴的钻孔。通过该钻孔，壳体获得外侧和内侧。壳体中的钻孔通常被设置用于容纳具有中心电极和连接件的绝缘体。壳体通常由钢，例如碳钢制成。在外侧的至少一部分上，在壳体的表面上施加保护层，该保护层应保护壳体免受腐蚀。保护层是含镍和锌的保护层，其借助电镀技术施加到壳体上。在电镀技术中，作为阳极的壳体与用作阴极的电极一起浸入含镍和锌的电解池中。通过在壳体和电极之间施加电压，电流从涂层电极通过电解质流向壳体，由此在壳体的朝向涂层电极的一侧上沉积含镍和锌的保护层。保护层主要由镍和锌构成。在此，保护层中的镍比例优选为12至15重量%。保护层此时具有高达约500℃的耐热性。在镍含量较低时，耐热性较低。在镍含量较高时，锌没有充分地稳定并且在腐蚀负荷的情况下发生保护层的脱锌。这意味着，例如由于保护层中的锌氧化，锌在保护层中增强地减少。保护层失去其腐蚀防护效果。来自涂层电极的铁也与镍和锌一起同样沉积在壳体上。铁在含镍和锌的保护层中的比例通常为2至6重量%。含镍和锌的保护层中的其它杂质，例如硫和痕量的钠或钾是可能的。