JPH0717979B2 - Ｎｉ基合金製点火プラグ電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐高温腐食性、耐高温酸化性、および耐火
花消耗性に優れたNi基合金を用いて製造した内燃機関の
点火プラグ電極に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関の点火プラグ電極には、主としてNi−低
Cr−Mn−SiのNi基合金が使用されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、近年、排気量の小さいエンジンの乗用車
にもクーラーを装備するなどしてエンジンが酷使される
傾向にあり、また、ターボチャージャーなどの装着によ
りエンジン内の燃焼温度は上昇している。かかる状況下
においては、点火プラグ電極の高温酸化およびガソリン
にアンチノック剤として含まれるテトラエチル鉛が酸化
して生ずるPbOによる高温腐食が著しく、したがって、
相対的に点火プラグ電極の寿命が短くなってきた。

〔問題点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、特に内
燃機関の点火プラグ電極として用いられている上記の従
来Ni基合金における耐高温腐食性および耐高温酸化性を
向上させるべく研究を行なった結果、重量％で（以下、
％は重量％を示す）、 Cr:0.5〜５％、 Mn:0.1〜2.5％、 Si:0.1〜３％、 Y:0.0001〜0.5％、 R.E.（以下、R.E.はランタニド元素からなる希土類元素
を示す）:0.0001〜0.5％、 を含有し、残りがNiおよび不可避不純物からなる組成を
有するNi基合金で構成された内燃機関の点火プラグ電極
は、従来のNi基合金で構成された点火プラグ電極に比
し、一段とすぐれた耐高温腐食性および耐高温酸化性、
さらに耐火花消耗性をもつという知見を得た。

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、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。

（ａ）Cr Cr成分には、耐熱性、耐食性および耐酸化性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.5％未満では、上記作
用に所望の効果が得られず、一方５％を越えて含有する
と加工性が悪化し、加工時に不良品発生率が多くなるこ
とから、その含有量を0.5〜５％と定めた。

（ｂ）Mn Mn成分には、Ni基合金溶製時に添加することにより脱酸
および脱硫作用を発揮し、かつ高温における耐酸化性お
よび耐硫化腐食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、2.5％を越えて含有させても、前記作用に一段の
向上効果はみられないので、その含有量を0.1〜2.5％と
定めた。

（ｃ）Si Si成分には、耐熱性および鋳造性を向上せしめる作用が
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３％を越える
と、かえって融点を下げることから、その含有量を0.1
〜３％と定めた。

（ｄ）Ｙ Ｙ成分には、耐高温腐食性、耐高温酸化性、および耐火
花消耗性を一段と向上させる作用があるが、その含有量
が0.0001％未満では、前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方0.5％越えて含有させても、上記作用により一
層の向上効果が得られず、経済性を考慮して、その含有
量を0.0001〜0.5％と定めた。

（ｅ）R.E.（希土類元素） R.E.成分には、Ni基合金にＹ成分と共存含有せしめるこ
とにより耐高温腐食性、耐高温酸化性および耐火花消耗
性を相乗的に向上せしめる作用があるが、その含有量が
0.0001％未満では上記作用に所望の効果が得られず、一
方、0.5％を越えて含有させても、前記作用が飽和し、
より一層の向上効果は得られないことから、経済性を考
慮して、その含有量を0.0001〜0.5％と定めた。

（ｆ）不可避不純物 この発明のNi基合金は、不可避不純物としてC,Ca,Mg,A
l、およびFe成分などを含有する場合があるが、Ｃ成分
にあっては0.01％を越えて含有すると合金の融点低下が
著しくなり、また主として脱酸剤として使用されるCa,M
g、およびAl成分では、その含有量が、それぞれCa:0.01
％,Mg:0.02％、およびAl:0.05％を越えると合金の靱性
が低下するようになり、さらにFe成分においては、0.1
％を越えて含有するようになると、合金の強度が低下す
るようになることから、不可避不純物としてのC,Ca,Mg,
Al、およびFe成分の含有量を、それぞれ C:0.01％以下、 Ca:0.01％以下、 Mg:0.02％以下、 Al:0.05％以下、 Fe:0.1％以下、 とする必要がある。

〔実施例〕

つぎに、この発明のNi基合金製点火プラグ電極を実施例
により具体的に説明する。

真空溶解により、それぞれ第１表に示される成分組成を
もったNi基合金を調製し、真空鋳造して鋳塊とし、な
お、第１表に表示することを省略したが、これらNi基合
金鋳塊は、いずれも不可避不純物として、C:0.005％以
下、Ca:0.005％以下、Mg:0.01％以下、Al:0.01％以下、
およびFe:0.1％以下を含有し、ついで、このNi基合金鋳
塊を熱間鋳造して、直径:10mmの丸棒に成形し、それら
長さ:10mmづつに切断して、直径:10mm×高さ:10mmの円
柱形状の本発明点火プラグ電極材１〜15および比較点火
プラグ電極材１〜３をそれぞれ作成し、高温腐食試験お
よび高温酸化試験の試料に供し、また一方、上記丸棒を
さらに線引き加工して、断面寸法が2.65mm×1.45mmの点
火プラブ電極と同一断面形状の試料を作成し、火花消耗
試験の試料に供した。

なお、比較点火プラグ電極材１〜３は、これを構成する
Ni基合金がこれの合金成分のうち、特に耐高温腐食性、
耐高温酸化性、および耐火花消耗性に影響を及ぼすＹお
よびR.E.の少なくともいずれかの成分を含有しない組成
をもつものである。

以下に上記の各種試料を用いて行なった試験とその結果
について詳記する。

（１）高温腐食試験 たて型環状炉を用い、上記直径:10mm×高さ:10mmの円柱
形試料を、それぞれPbO:40gと共にアルミナ坩堝に入れ
て、温度:900℃で30分加熱した。上記加熱後の試料をワ
イヤブラシで脱スケールして腐食減量を調べ、その結果
を第１表に示した。

（２）高温酸化試験 たて型環状炉を用い、上記直径:10mm×高さ:10mmの円柱
形試料をアルミナボートにのせて、温度:900℃で200時
間加熱し、ワイヤブラシで脱スケールした後、酸化減量
を調べ、その結果を第１表に示した。

（３）火花消耗試験 上記の断面長方形に線引き加工された試料を、ネオント
ランスを用いて、大気中において、火花間隙:2mmとして
３時間放電させ、重量減少を調べ、火花消耗量として第
１表に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から明らかなように、本発明点火
プラグ電極材１〜15は、いずれもＹおよび／またはR.E.
を含有しない比較点火プラグ電極材１〜３に比べて、著
しく優れた耐高温腐食性、耐高温酸化性および耐火花消
耗性を示し、内燃機関の酷使に対しても長期にわたって
十分に耐えることができ、したがって、内燃機関の高性
能を長期にわたって保持する優れた特性を具備するもの
である。

フロントページの続き (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１製作所内 (56)参考文献 特公 昭44−7837（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Cr:0.5〜５％、 Mn:0.1〜2.5％、 Si:0.1〜３％、 Y:0.0001〜0.5％、 ランタニド元素からなる希土類元素:0.0001〜0.5％、 を含有し、残りがNiおよび不可避不純物からなる組成
   （以上、重量％）を有するNi基合金で構成したことを特
   徴とするNi基合金製点火プラグ電極。