DE2138809C3

DE2138809C3 - Verwendung oxidations- und korrosionsbeständiger Legierungen zur Herstellung von Zündkerzenelektroden

Info

Publication number: DE2138809C3
Application number: DE2138809A
Authority: DE
Inventors: John Hrinevich Jun.; David Michael Mccann
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1970-08-03
Filing date: 1971-08-03
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2103862A5; DE2138809A1; BE770845A; US3653881A; CA935675A; GB1310208A; DE2138809B2

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von oxidations- und korrosionsbeständigen Legierungen bestimmter Zusammensetzung zur Herstellung von Zündkerzenelektroden, insbesondere zur Herstellung der Zentralelektrode.

Die in der Verbrennungskammer einer Innenverbrennungsmaschine vorliegenden hohen Temperaturen zusammen mit den in den Verbrennungsgasen enthaltenem Schwefel, Blei, Halogenen und Wasserdampf ergeben Bedir^-mgen, weiche eine rasche Zerstörung der Zündkerzenelektroden bewirken. Dieses Problem wurde mit der Zeil immer schlimmer, da die Betriebstemperaturen und -drücke von Innenverbrennungsmaschinen zunehmen, da größere Anforderungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, der abgegebenen Leistung und der Emissionskontrolle aufgestellt werden.

Es sind zahlreiche Legierungen, welche für Zündker- ;'.cnelektroden entwickelt wurden, bereits vorbekannt, eine hiervon ist in der US-Palentschrift 22 66 318 beschrieben. Diese Legierung besteht hauptsächlich aus Nickel mit Zusätzen von Chrom und Niob. Jedoch ist es an sich bekannt, daß Niob ein sehr kostspieliges Material ist, und daß erhöhte Mengen hiervon in einer Legierung für eine entsprechende Steigerung iiinsicht- π lieh der Korrosionsbeständigkeil ;rforderlich sind. Darüber hinaus ist die Verarbeitung von Legierungen mit Niob sehr schwierig, da Niob dazu neigt, rasch zu oxidieren und eine Oxidverunreinigung in der Legierung lu bilden.

Aus der GB-PS 8 38 516 sind Legierungen zum Löten bei hohen Temperaturen bekannt,die 35 bis 91% Nickel. 0,5 bis 60% Mangan. 1 bis 8% Silizium, bis zu 10% Chrom, bis zu 20% Eisen, bis zu 5% Tilan und bis zu 1 % Kohlenstoff enthalten können. Dieser Druckschrift ist 4-, nicht zu entnehmen, daß Legierungen mit bestimmten in

Tabelle I

Ciew.-%
Cr

Ic

Mn

Nr. 23 1,5 bis 2,0 0,25*) 1,75 bis 7,25

Nr. 296 2,0 bis 2,5 3,0 bis 3,5 1,75 bis 2,25

Nr. 24 14,0 bis 17,0 6,0 bis 10,0 1,0*)

·) Maximaler Werl.

Eine bevorzugte erfindungsgemäß zu verwendende <,o Legierungszusammensetzung besteht hauptsächlich aus

den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen in Gew^%:

Chrom
Eisen
Mangan
Silizium

2₍3 3,3 2,1 1,9

65 die genannten Bereiche fallenden Zusammensetzungen eine erhöhte Beständigkeit gegen Korrosion und einen relativ niedrigen elektrischen spezifischen Widerstand aufweisen, was sie zur Verwendung für Zündkerzen-Elektroden geeignet macht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für Zündkerzenelektroden Legierungen zu verwenden, die eine erhöhte Beständigkeit gegenüber Korrosion als die derzeit für diesen Zweck verwendeten Legierungen aufweisen, während gleichzeitig ein relativ niedriger, elektrischer, spezifischer Widerstand beibehalten wird.

Die erfindui.gsgemäß zu verwendenden Legierungen zeichnen sich dadurch aus, daß die Legierung aus 89,05 bis 91,30% Nickel, 2,00 bis 2,50% Chrom, 3.00 bis 3,50% Eisen, 1,75 bis 2,25% Mangan, 1,75 bis 2,25% Silizium, 0,20 bis 0,40% Titan und 0 bis 0,05% Kohlenstoff besteht. Diese Legierungen enthalten hauptsächlich Nickel mit kleinen, jedoch ausgeprägten Mengen von Chrom, Eisen, Mangan, Silizium und Titan. Eine kleine Menge von Kohlenstoff als Verunreinigung nicht im Überschuß von 0,05% der Legierung kann ebenfalls vorhanden sein. Alle Mengenangaben gelten in Gewichtsprozent.

Die folgende Tabelle I zeigt die erfindungsgemäß zu verwendende Zusammensetzung im Vergleich zu den Zusammensetzungen von zwei häufig nach dem Stande der Technik verwendet! η Legierungen. Die erfindungs gemäß verwendete Zusammensetzung, welche durch Zusammenschmelzen der Bestandtc'e in einem Ofen unter kontrollierten Bedingungen zur Herabsetzung der Oxidation auf ein Minimum hergestellt wurde, ist mit Nr. 296 bezeichnet, die häufig nach dem Stande der Technik verwendeten Legierungen sind als Nr. 23 und Nr. 24 bezeichnet.

0,2·) 1,75 bis 2 25

0,5*) Titan
Nickel

Ii

0,05*)
0,? bis 0.4

0,025

0,05*) 0,05*) 0,15*)

Ni

Rest Rest Rest

OJ Rest

Bei der Einstufung der Eigenschaften der erfindungs* gemäß zu Verwendenden Legierung im Vergleich mit den nach dem Stande der Technik verwendeten, bekannten Legierungen wurde gefunden, daß die erfindungsgemäö verwendeten Legierungen überlegene Eigenschaften hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit

aufweisen. Ferner wurde gefunden, daß der spezifische elektrische Widerstand der Legierung, gemessen in Mikroohm · cm relativ niedrig ist, wie dies für die beabsichtigte Verwendung im Zündsystem erforderlich

Tabelle ||I

Die folgende Tabelle (I zeigt die Durchschnittsergebnisse von ausgedehnten Laboruntersuchungen, durch welche die Korrosionsbeständigkeit und der spezifische Widerstand der Legierung im Vergleich mit den beiden bekannten Legierungen aufgezeigt ist:

Legierunis	Korrosionsbeständigkeit*)	Korrosionsbeständigkeit*)	Spezifischer
	gegenüber	gegenüber	elektrischer
	60 Gew.-% PbO,	60 Gew.-% PbO,	Widerstand
	40 Gew.-% PbBr₃	20 Gew.-% PbBn,	uLi cm
		20 Gew.-% PbSO₄
Nr. 23	1,00	1,00	30
Nr. 296	1,96	2,23	58
Nr. 24	0,92	1,96	100
	,_ ,. , .. Gewichtsverlust der Leg. Nr. 23
) — rvOrrUSIOuaUCb	tsnuigkcit — ^————___^__^_————__ Gewichtsverlust der
Probe

Bei der Durchführung der Korrosionsuntersuciiungen wurden die Legierungsproben in Tiegeln angeordnet, weiche die die Korrosion induzierenden, angegebenen Materialien enthielten, und auf eine erhöhte Temperatur erhitz; und auf einer solchen Temperatur während einer bestimmten Zeitspanne gehalten. Im Falle der Untersuchungen mit Bleioxid-Bleibromid betrug die Temperatur 743°C und die Zeitspanne 5 min. Im Fa¹Ie der Untersuchungen, bei denen Bleisulfat eingeschlossen war, betrug die Temperatur 810⁰C und die Zeitspanne 3 min. Die Proben wurden dann entfernt, vollständig von Korrusionsprodukten gereinigt und dann gewogen.

Aus den zuvor angegebenen Werten ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß eins Legierung verwendet wurde, welche überragende Beständigkeit gegenüber Korrosion und Oxidation besitzt, während zur gleichen Zeit ein niedriger Wert des spezifischen elektrischen Widerstandes beibehalten wird. Wie bereits ausgetührt, sind solch,; Eigenschaften bei Zündkerzenelektroden in hohem Maße erwünscht, bei denen hohe Temperatur und hoher Druck und Verbrennungsprodukte harte Korrosionsbeanspruchungen auf die Zündkerzenelektroden ausüben.

In der Zeichnung ist eine Zündkerze 1 dargestellt, die Zündkerzenelektroden 2 und 3 umfaßt. Dabei kennzeichnet die Bezugsziffer 3 die Mittelelektrode. Diese Elektroden 2 und 3 sind aus der besonderen, oxidations- und korrosionsbeständigen Legierung zusammengesetzt.

Hier/u I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I, Verwendung von oxidations- und korrosionsbeständigen Legierungen, bestehend aus 89,05 bis 91,30% Nickel, 2,00 bis 2,50% Chrom, 3,00 bis 3,50% Eisen, 1,75 bis 2,25% Mangan, 1,75 bis 2,25% Silizium, 0,20 bis 0,40% Titan und 0 bis 0,05% Kohlenstoff, zur Herstellung von Zündkerzenelektroden.
2. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch I, die 90,1% Nickel, 2,3% Chrom 3,3% Eisen, 2,1% Mangan, 1,9% Silizium, 0,3% Titan enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.