JPH0826426B2 - 内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金 - Google Patents

内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金

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JPH0826426B2
JPH0826426B2 JP63185292A JP18529288A JPH0826426B2 JP H0826426 B2 JPH0826426 B2 JP H0826426B2 JP 63185292 A JP63185292 A JP 63185292A JP 18529288 A JP18529288 A JP 18529288A JP H0826426 B2 JPH0826426 B2 JP H0826426B2
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英男 北村
章 三村
伸好 倉内
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特にすぐれた高温強度を有し、かつ内燃
機関の点火プラグ電極に要求される耐溶損性、高温耐食
性、および耐火花消耗性にもすぐれたNi基合金に関する
ものである。
〔従来の技術〕
一般に、例えば自動エンジンなどの内燃機関の点火プ
ラグ電極を構成する材料としては、高温強度、耐溶損
性、高温耐食性、および耐火花消耗性が要求されること
から、これらの特性を具備した、例えば特公昭60-43897
号公報に記載されるNi基合金、すなわち、重量%で(以
下%は重量%を示す)、 Si:0.2〜3%,Mn:0.5%以下, を含有し、さらに、 Cr:0.2〜3%,Al:0.2〜3%, Y:0.01〜1%, のうちの2種以上を含有し、残りがNiと不可避不純物か
らなる組成を有するNi基合金が用いられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
一方、近年の内燃機関の高速化並びにハイオクタン価
ガソリンの使用などによる燃焼雰囲気の高温化傾向は著
しく、これに伴ない点火プラグ電極もこれらの高温燃焼
雰囲気にさらされることになるが、上記の従来Ni基合金
は、これらの高温燃焼雰囲気で、すぐれた耐溶損性、高
温耐食性、および耐火花消耗性を示すものの、高温強度
が十分でないために、点火プラグ電極としては比較的短
時間で使用寿命に至るのが現状である。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、内燃
機関の点火プラグ電極に要求される特性を具備した上
で、さらに高温強度のすぐれた材料を開発すべく研究を
行なった結果、 Si:0.1〜1.5%,Mn:0.1〜1%, Al:2〜5%,Co:0.5〜5%, を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有す
るNi基合金は、特に高温強度にすぐれ、かつすぐれた耐
溶損性、高温耐食性、および耐火花消耗性も具備し、し
たがってこのNi基合金を内燃機関の点火プラグ電極とし
て用いた場合に、高温燃焼雰囲気にさらされてもすぐれ
た性能を著しく長期に亘って発揮するようになり、さら
にこのNi基合金に、合金成分として0.1〜2%のCrを含
有させると、一段と高温耐食性が向上し、また同じく合
金成分としてYおよび希土類元素のうちの1種以上を0.
001〜0.5%の割合で含有させると、耐溶損性および高温
耐食性が一層向上するようになるという知見を得たので
ある。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
って、 Si:0.1〜1.5%,Mn:0.1〜1%, Al:2〜5%,Co:0.5〜5%, を含有し、さらに必要に応じて、 Cr:0.2〜3%と, Yおよび希土類元素のうちの1種以上:0.001〜0.5%, のうちのいずれか、または両方を含有し、残りがNiと不
可避不純物からなる組成を有する、特に高温強度のすぐ
れた内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金に特徴を有す
るものである。
つぎに、この発明のNi基合金において、成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。
(a)Si Si成分には、Ni成分によってもたらされる耐溶損性を
損なうことなく、高温耐食性および耐火花消耗性を向上
させる作用があるが、その含有量が0.1%未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が1.5%
を越えると耐溶損性に劣化傾向が現れるようになること
から、その含有量を0.1〜1.5%と定めた。
(b)Mn Mn成分は、溶製時に脱酸および脱硫作用を発揮せしめ
る必要から不可欠の成分であるが、その含有量が0.1%
未満では十分な脱酸および脱硫効果が得られる、一方そ
の含有量が1%を越えると、高温耐食性が急激に劣化す
るようになることから、その含有量を0.1〜1%と定め
た。
(c)Al Al成分には、高温強度および高温耐食性を向上させる
作用があるが、その含有量が2%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が5%を越えると
加工性が低下するようになることから、その含有量を2
〜5%と定めた。
(d)Co Co成分には、Alとの共存において、Alによってもたら
される高温強度向上効果に比して一段と高い高温強度を
付与せしめる作用があるが、その含有量が0.5%未満で
は、所望の飛躍的高温強度向上効果が得られず、一方5
%を越えて含有させても高温強度により一層の向上効果
は現われず、経済性を考慮して、その含有量を0.5〜5
%と定めた。
(e)Cr Cr成分には、高温耐食性を一段と向上させる作用があ
るので、必要に応じて含有されるが、その含有量が0.1
%未満では所望の高温耐食性向上効果が得られず、一方
その含有量が2%を越えると、耐溶損性が劣化するよう
になることから、その含有量を0.1〜2%と定めた。
(f)Yおよび希土類 これらの成分には、耐溶損性および高温耐食性を一層
向上させる作用があるので、必要に応じて含有させる
が、その含有量が0.001%未満では、前記作用に所望の
向上効果が得られず、一方その含有量が0.5%を越えて
も、より一層の向上効果は得られず、経済性を考慮し
て、その含有量を、0.001〜0.5%と定めた。
〔実施例〕
つぎに、この発明のNi基合金を実施例により具体的に
説明する。
通常の真空溶解炉を用い、それぞれ第1表に示される
成分組成をもった本発明Ni基合金1〜19、比較Ni基合金
1〜5、および従来Ni基合金1〜4の溶湯を調製し、真
空鋳造にて鋳塊となし、ついでこの鋳塊を熱間鍛造にて
直径:10mmの丸棒とし、この丸棒から、 (a)高温強度を評価するための断面寸法: 6mm×2mmの高温引張試験用試片と、JIS Z2275に規定す
る厚さ(t):6mm×R:30mm×先端幅(b):25mmの寸法
をもった高温疲労試験用試片、 (b)直径:5mm×長さ:50mmの寸法をもった高温耐食性
試験用試片、 (c)耐火花消耗性を評価するための直径:2.5mmの点火
プラグの中心電極用線材と、断面寸法:2.5mm×1.4mmの
接地電極用線材、 (d)耐溶損性を評価するための断面寸法:2.5mm×1.4m
mの溶融開始温度測定用試片、 をそれぞれ切出し、あるいは線引き加工や熱間鍛造によ
り形成し、以下の条件で各種の試験を行なった。
高温引張試験は、温度:700℃で行ない、引張り強さを
測定した。
高温疲労試験は、温度:700℃で、曲げ応力:6kgf/m
m2、荷重の繰り返し不可速度:3000回/分の条件で行な
い、破断に至るまでの曲げ回数を測定した。
高温耐食性試験は、試片をアルミナボードに乗せ、燃
焼ガス雰囲気中に、燃焼生成物としてPbOを形成するPb
化合物を連続的に定量供給できる装置内で、温度:700℃
に100時間加熱保持の条件で行ない、試験後、ワイヤー
ブラシにて脱スケールを行ない、試験片の重量減を測定
した。
火花消耗性試験は、中心電極と接地電極を初期ギャッ
プ(電極間距離):0.8mmで点火プラグにセットし、この
点火プラグをターボチャージャー装着の1800ccガソリン
エンジンに組込み、回転数:5500r.p.m.、時間:100時間
の条件で運転することにより行ない、試験後のギャップ
増加量を測定した。
また、耐溶損性評価試験では、溶融開始温度を測定し
た。これらの測定結果を第1表に示した。
〔発明の効果〕
第1表に示される結果から、本発明Ni基合金1〜19
は、いずれも従来Ni基合金1〜4と同等のすぐれた高温
耐食性、耐火花消耗性、および耐溶損性を有し、かつこ
れより一段とすぐれた高温強度を示すことが明らかであ
り、一方比較Ni基合金1〜5に見られるように、構成成
分のうちのいずれかの成分含有量(第1表に※印を付
す)でもこの発明の範囲から外れると上記特性のうちの
少なくともいずれかの特性が劣ったものになることが示
されている。
上述のように、この発明のNi基合金は、特にすぐれた
高温強度を有し、かつすぐれた高温耐食性、耐火花消耗
性、および耐溶損性も具備しているので、これらの特性
が要求される内燃機関の点火プラグ電極として用いた場
合に、苛酷な条件下での使用でもすぐれた性能を著しく
長期に亘って発揮するなど工業上有用な特性を有するの
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 章 埼玉県大宮市北袋町1―297 三菱金属株 式会社中央研究所内 (72)発明者 倉内 伸好 埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱金属株式 会社桶川第一製作所内 審査官 原 賢一 (56)参考文献 特開 昭55−44502(JP,A) 特開 昭63−89638(JP,A) 特開 昭51−85052(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si:0.1〜1.5%,Mn:0.1〜1%, Al:2〜5%,Co:0.5〜5%, を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有することを特徴とする高温強度のすぐれた
    内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金。
  2. 【請求項2】Si:0.1〜1.5%,Mn:0.1〜1%, Al:2〜5%,Co:0.5〜5%, を含有し、さらに、 Cr:0.1〜2%, を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有することを特徴とする高温強度のすぐれた
    内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金。
  3. 【請求項3】Si:0.1〜1.5%,Mn:0.1〜1%, Al:2〜5%,Co:0.5〜5%, を含有し、さらに、 Yおよび希土類元素のうちの1種以上: 0.001〜0.5%, を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有することを特徴とする高温強度のすぐれた
    内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金。
  4. 【請求項4】Si:0.1〜1.5%,Mn:0.1〜1%, Al:2〜5%,Co:0.5〜5%, を含有し、さらに、 Cr:0.1〜2%と, Yおよび希土類元素のうちの1種以上: 0.001〜0.5%, を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有することを特徴とする高温強度のすぐれた
    内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金。
JP63185292A 1988-07-25 1988-07-25 内燃機関の点火プラグ電極用Ni基合金 Expired - Lifetime JPH0826426B2 (ja)

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