JPS6043897B2 - 点火プラグ電極用ニツケル合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は点火プラグ電極用ニッケル合金に関するもの
で、点火プラグ電極の耐熱性を高め、その消耗を減少さ
せるため既知のニッケル合金であるＮｉ−Ｓｉに対し少
量のＣｒ−Ａｌ、Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ、Ａｌ一Ｙ、Ｃｒ−Ｙ
を併用添加することを特徴とするものである。

特にＭｎが電極の特性を改良するよりもむしろ阻害する
ものであると云う見地から通常脱酸剤として添加されて
いるＭｎの添加量は可及的に少くして０．５％未満に止
め電極の酸化消耗、火花消耗、Ｈｏ侵蝕量を著しく経減
し併せて加工性を向上した優れた特性を有する電極用ニ
ッケル合金を開発したものある。従来の技術： 従来点火プラグ電極用ニッケル合金として要求される
特性は（ｉ）酸化消耗（ｉｌ）火花消耗（面Ｈｏに代表
される内燃機関燃焼残渣物による侵蝕が少ないことであ
るが、さらに近年では点火プラグの使用範囲の拡大いわ
ゆるワイドレンジ化に伴つて銅芯入 りのＮｉ電極も使
用されるため、塑性加工性の容易であることが必要であ
る。

従来この種の合金としては刊行物例えば特公昭４４−２
５９９６号公報によつてＹ０．０１〜５％、Ａ１０．１
〜５％残部Ｎｉまたは従来の点火栓電極用ニッケル合金
たるＭｎ３．０〜３．５％、５ｉ１．５〜２．０％、残
部Ｎｉから成るＮｉ−Ｓｉ−Ｍｎ系合金が開示されてい
る。前記刊行物にはこのＭｎの添加範囲にいて３．０％
以下では脱酸効果が少なくまた３．５％以上添加しても
脱酸効果が向上しなくほゞ横ばいとなるのみならず加工
性が低下するものと説明されていて３．０〜３．５％と
云う高添加のＭｎが主成分を構成しているものである。
また特公昭４４−７８３７号公報ではＹ０．０１〜５％
、Ｃｒ０．１〜５％、Ｍｎ３．０〜３．５％、５ｉ１．
５〜２．０％、残部Ｎｉの点火栓電極用ニッケル合金が
例示されているが、Ｍｎの添加範囲仝じく３．０〜３．
５％であり、Ｎｉ−Ｓｉ一Ｍｎ系合金を基合金としてい
るものである。 発明が解決しようとする問題点： 塑
性加工性の容易であるためには添加物の添加”量は最高
３％に制限せざるを得ず特に電極材料の特性向上に寄与
しない元素は極めて制限する必要がある。我々は既知の
Ｎｉ合金添加元素のうち電極材料としての特性に影響を
及ぼすＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｙを選択し、そ
れらがどのような・挙動を示すのか試験した。その結果
従来言われてきたことに反してＴｉ、Ｍｎの添加が極め
て電極材料の特性を劣化させることが判明した。さらに
加工性の面からもＴ】，Ｍｎは他の元素との相乗作用に
より加工を困難にすることが判明した。従つてＴｊは勿
論のこと主成分のＭｎの存在が問題となつてきた。問題
点を解決するための手段：我々は種々試験を繰返し従来
のＮｉ−Ｓｉ−Ｍｎに対しＭｎを主成分から除きむしろ
Ｎ】−Ｓｉ系合金においてＭｎは単なる脱酸剤とし残留
物が可及的少くなるよう必要最少量を添加するものでこ
れを０．５％未満と限定したのである。

その理由は造塊、鋳造時に使用する脱酸脱硫剤の役目を
させるための必要最少量としてＭｎＯ．２％程度が要求
されるが、生産時のバラツキを考慮すれば０．５％に近
接する可能性があるためである。０．５％以上のＭｎ添
加は電極としての特性を劣化させ、電極材の特性を改善
することにならず他元素との相乗作用により加工性を困
難にするのである。

本発明において、基盤のニッケルに対して添加すべき各
種金属の割合は、前に述べた通りである−が、これ等の
添加割合を限定した理由は次の通りてある。

◆マンガン（Ｍｎ） 造塊時、脱酸、脱硫に効果が認められるが電極材の特性
の向上には影響を与えないで反つて耐酸，化性・耐火花
消耗性には極めて有害である。

従つて、Ｍｎ添加は脱酸に必要な最小限度０．５％未満
でければならない。●シリコン（Ｓｉ） プラグの通常温度（６００℃）から高温までの各ｊ温度
域において耐酸化性に極めて効果がある。

火花消耗を極めて少なくする。３％以上の添加は加工性
を悪化させる。

又０．２％以上の添加で耐酸化性・耐火花消耗性に効果
が認められる。 ３●
アルミニウム（，Ａ１）常温から１０００゜Ｃまでの温
度域において耐酸化性に効果がある。

３％以上の添加は、加工性を極めて悪くする。

又０．２％以下の使用では耐酸化性・耐火花消耗性・Ｐ
ｂ化合物の侵蝕に対して効果が４ない。・クロム（Ｃｒ
） 耐酸化性・耐火花消耗性には特に効果は認められないが
、Ｐｂ化合物の侵蝕に対しては非常に有効である。

０．２％以上の添加でＰ隈蝕に対しては効果が認められ
る。

又３％以上の添加は加工性を悪化させる。●イットリウ
ム（Ｙ） 火花消耗性に対しては特に効果は認められないが、酸化
性・耐Ｐｂ化合物侵蝕性に対しては、極めて有効である
。

１％以上添加では加工性を劣化させる。

又０．０１％以下の使用では耐酸化性・耐火花消耗性．
Ｐｂ化合物の侵蝕に対して効果がなノ い。以上のよう
に各添加元素ともそれぞれの特性に関して、メリット・
デメリツトを有するため加鉛燃料使用下・無鉛燃料使用
下・使用温度雰囲気等の使用条件によりＮｉ合金への添
加元素の量・種類を考慮する必要がある。

発明の効果： 我々は種々試験の結果、脱酸に必要なＭｎの添加量を厳
しく制限した上で、既知のＮｉ−Ｓｉ合金にＡｌ，Ｃｒ
，Ｙを少なくとも２種以上（複合）して添加することに
より耐酸化消耗性、耐火花消耗性及び耐ＰｌＯ侵蝕性を
大巾に改善し、また併せて加工性を容易にして電極材の
特性を向上させるとができる。

実施例 第１表に示す組成から成る本発明の電極用ニッケル合金
（ＮＯ．ｌ〜４）と従来の電極用ニッケル合金（ＮＯ．
５）を真空溶解により製造し、それぞれ直径４Ｔｍｍに
製線して酸化消耗性・火花消耗性及びＰｂＯ侵蝕性につ
いて比較する。

試験方法 酸化消耗： 電気炉、大気加熱温度８００，１０００，１２００′Ｃ
の各温度に１叫間保置した後の酸化膜剥離量にて評価す
る。

その結果は第１図に示す如くである。火花消耗：大気中
同軸線上に２．０Ｔｆ＄Ｌの火花ギャップを設けて対向
させ、ネオントランスによつて１５ＫＶ連続印加して２
時間毎の消耗量を測定する。

その結果は第２図に示す如くである。ＰｂＯ：ＰｌＯ粉
末にＮＯ．４，ＮＯ．５の試料を埋込み８５０′Ｃにて
１０時間加熱した後、試料を取り出してＰｂ化合物を酢
酸にて除去して侵蝕状態を比較する。

その結果、ＮＯ．４の試料はＨＯによる侵蝕が外観上殆
んど認められないのに比べ、ＮＯ．５の従来の電極用ニ
ッケル合金は侵蝕し体積が約半分に減少した。又、本発
明に於いて、特にＭｎの添加量０．５％未満と規定した
のは、次の試験結果による。

既知のＮ】合金（Ｎｉ−３．０Ｓｉ−３．０Ｍｎ）とそ
のＮｉ合金からＭｎを除いたＮｊ−３．０Ｓｉ合金の各
種試験結果を第２表に示す。

Ｎｉ−３．０Ｓｉ３．０Ｍｎの消耗量をを１００％とし
た割合でＮｉ−３．０Ｓｉ合金の消耗を示すと、第２表
のようにＭｎ添加は電極特性の向上には何ら寄与せず、
逆に酸化消耗、ＰｂＯ侵蝕に対しては大巾に劣化させる
。

Ｍｎ添加量を０．５％未満と規定したのは、真空溶解の
場合でも工業的規模の生産に於いては、真空度が不足し
がちで脱酸剤が必要であり、０．２％程度が要求される
。

生時のバラツキを考慮すると０．５％に近傍する可能性
があるためである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ニッケル合金および従来品試料の大気中
酸化消耗特性図、第２図は第１図と同じ試料にて比較し
た大気中火花消耗特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量比で０．２〜３．０％Ｓｉを含みさらに脱酸剤
   として添加した０．５％未満のＭｎを含むニッケル合金
   に０．２〜３．０％Ｃｒ、０．２〜３．０％Ａｌおよび
   ０．０１〜１．０％Ｙのうち少くとも２種以上を添加し
   たことを特徴とする点火プラグ電極用ニッケル合金。