本发明涉及一种火花塞电极贵金属销，其用于使用在针对内燃机的火花塞电极处的火花形成中，并且涉及一种利用火花塞电极贵金属销所形成的火花塞电极。此外，本发明还涉及一种火花塞以及用于一种制造火花塞电极的方法。
背景技术：
1、由现有技术已知具有贵金属销钉的火花塞电极或由贵金属构成的火花塞电极。de102013210453 a1例如教导了一种火花塞电极材料，该火花塞电极材料突出之处在于良好的耐腐蚀性和低的火花侵蚀的磨损。火花塞电极材料包括第一贵金属，该第一贵金属选自钯pd、金au、银ag、铼re、锇os和钌ru、具有相对于火花塞电极材料的总重量的0.5％至5％重量百分比的含量的镍ni、以及具有相对于火花塞电极材料的总重量的0.5％至50％重量百分比的含量的铑rh。关于这种火花塞电极不利的是其总体上还过高的磨损和与之关联的高成本。
技术实现思路
1、与此相对，按照本发明提供一种火花塞电极贵金属销，其在非常高的耐磨性的情况下突出之处在于非常良好的可加工性，并且能够容易地例如通过焊接工艺来安装在火花塞电极基体处，而不会失去其有利的性能。
2、为此，按照本发明的火花塞电极贵金属销由具有分别相对于火花塞电极贵金属销的总质量的超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金构成。铂以及具有铱的铂合金突出之处在于低的由于火花侵蚀的磨损所致的磨损率，而铂和铂铱合金也突出之处在于高的熔点。关于这种高熔点的合金不利的是其困难的可加工性。按照本发明的火花塞电极贵金属销的元素的前述数量涉及处在还未安装的状态中、即与火花塞电极基体形成连接部之前的火花塞电极贵金属销。
3、在符合规定地使用火花塞电极贵金属销时，将该火花塞电极贵金属销与火花塞电极基体连接。在火花塞电极贵金属销与火花塞电极基体之间持久稳定地形成连接部确保了在不会形成功能故障的情况下的高运行功率。为此必需的是，通过焊接工艺将火花塞电极贵金属销与火花塞电极基体连接。这里，按照本发明的火花塞电极贵金属销的成分的另外的优点表现为：由于相对于火花塞电极贵金属销的总质量的1％至10％质量百分比的镍的含量而降低了合金的熔点范围,并且由此改善了可焊接性。这适用于所有焊接工艺，但是尤其适用于背侧焊接以及火花塞电极贵金属销到火花塞电极基体中的完全合金化。通过对应地所使用的焊接工艺能够在火花塞电极基体与火花塞电极贵金属销之间的连接区域的范围中改变火花塞电极贵金属销的成分。例如能够构造焊缝，该焊缝具有火花塞电极贵金属销的和火花塞电极基体的成分的混合成分。但是，在形成焊缝的情况下的“容易的”焊接和背侧焊接的情况下，所述在符合规定地使用火花塞电极贵金属销时用于形成点火火花的面(该面在下文中被称为点火火花面)然而一如既往地具有以下如前面公开的成分：分别相对于火花塞电极贵金属销的总质量的超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱。
4、镍在高的抗侵蚀性的情况下突出之处在于比铂和尤其铱要低的熔点，从而通过该镍的混合而能够在维持突出的机械性能的情况下降低合金的熔点范围，这对借助于焊接的可加工性起积极作用。
5、从属权利要求示出了本发明的优选的改进方案。
6、按照一种有利的改进方案，火花塞电极贵金属销的合金基本上由超过80％质量百分比的铂、尤其由超过90％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍、尤其3％至7％质量百分比的镍、以及1％至小于10％质量百分比的铱并且低于这一数量尤其1％至3％质量百分比的铱构成。不需要金属的另外的混合，这使得制造火花塞电极贵金属销变得容易、节省了成本并且能够在一方面火花侵蚀性能与另一方面借助于焊接的可加工性之间实现非常良好的平衡。
7、同样，按照本发明也公开了一种第一火花塞电极，其包括火花塞电极贵金属销，该火花塞电极贵金属销由具有超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金构成。如已经前面曾经阐释的那样，所述数量分别涉及火花塞电极贵金属销的总质量。此外提出了，如已经阐述的那样，通过使用一种用于在火花塞电极贵金属销与火花塞电极基体之间形成连接部的焊接工艺而能够在连接区域中产生不同的(混合-)成分。然而，火花塞电极贵金属销的成分在所述在符合规定地使用第一火花塞电极时用于形成点火火花的点火火花面的区域中在每种情况下都具有带有超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金。火花塞电极贵金属销因此能够如前面按照本发明公开的那样来构造。由于使用了特定地组成的火花塞电极贵金属销，因此按照本发明的第一火花塞电极还突出之处在于低的火花侵蚀的磨损和因此尤其在具有高功率密度的现代的马达中的持久地高的运行功率。此外，火花塞电极、即更准确地说火花塞电极的火花塞电极基体能够非常容易且持久稳定地借助于焊接来与火花塞电极贵金属销连接，这预防了火花塞电极在符合规定的使用时的功能故障和也完全失灵。
8、在第一火花塞电极的一种有利的实施方式中，火花塞电极贵金属销与镍基电极基体通过焊缝并且尤其通过借助背侧焊接所形成的焊缝来连接。火花塞电极贵金属销因此连同镍基电极基体(该火花塞电极贵金属销与该镍基电极基体通过焊接并且尤其通过背侧焊接来连接)一起形成第一火花塞电极。通过焊接，在火花塞电极贵金属销与火花塞电极基体之间仅出现小的焊缝，从而火花塞电极贵金属销基本上并且尤其在所述在符合规定地使用火花塞电极时用于形成点火火花(点火火花面)的区域中维持其成分。因此保持有利的效果，该有利的效果通过将火花塞电极贵金属销引入到第一火花塞电极中来持久地获得。
9、按照本发明，“镍基电极基体”理解为由镍或由镍合金构成的火花塞电极基体，其中，在镍合金的情况下，镍相对于镍合金的总质量占超过50％质量百分比并且尤其超过80％质量百分比。合适的合金金属例如是铝、硅、钇、铜、铁、镁、锰、钛、锆和铬。用作镍基电极基体的特别合适的镍合金具有以下元素：具有分别小于5％质量百分比的铝、硅、铜和钇以及具有分别直至25％质量百分比的铁和铬，其中其余为镍。
10、按照另外的优选的改进方案，火花塞电极贵金属销的合金至少在火花塞电极贵金属销的其中在符合规定地使用第一火花塞电极时用于形成点火火花(点火火花面)的区域中基本上由超过80％质量百分比的铂、尤其由超过90％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍、尤其3％至7％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱并且尤其1％至3％质量百分比的铱构成。由此，能够使得在火花塞电极贵金属销与镍基电极基体之间构造焊缝变得容易，并且得以持久稳定地构造。也获得非常低的火花侵蚀的磨损率和因此火花塞的高的运行功率。
11、此外，按照本发明也公开了第二火花塞电极，其包括火花塞电极贵金属销，其中，火花塞电极贵金属销完全合金化到镍基电极基体中，并且其中，火花塞电极贵金属销由具有30％至60％质量百分比的铂、40％至65％质量百分比的镍以及0.5％至5％质量百分比的铱的合金构成。
12、前面公开的按照本发明的火花塞电极贵金属销也能够用于第二火花塞电极。然而，通过火花塞电极贵金属销完全合金化到镍基电极基体中，火花塞电极贵金属销的成分在先前布置的火花塞电极贵金属销的所有区域中发生变化。这归因于镍基电极基体的下述成分，该成分包括超过50％质量百分比并且尤其超过80％质量百分比的镍(相对于镍基电极基体的总质量)。
13、换句话说，通过使用由具有超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金构成的火花塞电极贵金属销并且通过火花塞电极贵金属销到镍基电极基体中的完全合金化而能够获得第二火花塞电极。由于使用了所述火花塞电极贵金属销，所述到镍基电极基体中的合金化也变得容易，并且火花塞电极贵金属销与镍基电极基体之间所构造的连接部是持久稳定的，并且在不会形成功能故障的情况下确保了第二火花塞电极的持久地高的运行功率。因此也非常良好地保护第二火花塞电极以免受火花侵蚀的磨损。
14、如果火花塞电极贵金属销的合金基本上由30％至60％质量百分比的铂、尤其40％至50％质量百分比的铂、40％至65％质量百分比的镍、尤其50％至60％质量百分比的镍以及0.5％至5％质量百分比的铱并且尤其0.8％至2％质量百分比的铱构成，则在第二火花塞电极中在火花塞电极贵金属销与镍基电极基体之间获得特别良好的连接部形成。
15、此外，按照本发明也描述了一种火花塞，该火花塞包括第一火花塞电极和/或第二火花塞电极。按照本发明的火花塞突出之处在于非常良好的火花侵蚀的特性和因此低的由于火花侵蚀所致的磨损率。也预防了由于不当加工的且与火花塞电极基体连接的火花塞电极贵金属销所致的功能故障形成，从而火花塞尤其在具有高的功率密度的现代的马达中具有持久地高的运行功率。
16、此外，按照本发明也公开了一种用于制造火花塞电极的第一方法，该第一方法包括将火花塞电极贵金属销焊接和尤其背侧焊接到镍基电极基体上的步骤。用于焊接工艺的火花塞电极贵金属销由具有超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金构成。基于火花塞电极贵金属销的成分，通过尤其借助背侧焊接所实施的焊接来在火花塞电极贵金属销与镍基电极基体之间形成均质的且因此持久稳定的焊缝，从而持久地阻止火花塞电极贵金属销的打滑或断裂。通过第一方法来获得火花塞电极、即按照本发明第一火花塞电极，该火花塞电极在低的火花侵蚀的磨损的情况下突出之处在于高的运行功率。所使用的火花塞电极贵金属销的所述在符合规定地使用通过第一方法所制造的火花塞时用于形成点火火花的面(点火火花面)由具有超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金构成。
17、按照本发明也公开了一种用于制造火花塞电极的第二方法，该第二方法包括将火花塞电极贵金属销完全合金化到镍基电极基体中的步骤。在第二方法中，所使用的火花塞电极贵金属销也由具有超过80％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱的合金构成。通过火花塞电极贵金属销完全合金化到镍基电极基体中，火花塞电极贵金属销改变其成分，从而在完成以第二火花塞电极的形式存在的火花塞电极之后，火花塞电极贵金属销的成分基本上如下：
18、-30％至60％质量百分比的铂、尤其40％至50％质量百分比的铂、
19、-40％至65％质量百分比的镍、尤其50％至60％质量百分比的镍以及
20、-0.5％至5％质量百分比的铱、尤其0.8％至2％质量百分比的铱。
21、通过第二方法也获得火花塞电极、即按照本发明第二火花塞电极，该火花塞电极在低的火花侵蚀的磨损的情况下突出之处在于非常高的运行功率。
22、为了通过降低用于所述方法的火花塞电极贵金属销的熔点范围来进一步简化前述的方法，所述用于焊接的火花塞电极贵金属销的合金基本上由超过80％质量百分比的铂、尤其由超过90％质量百分比的铂、1％至10％质量百分比的镍、尤其3％至7％质量百分比的镍以及1％至小于10％质量百分比的铱并且尤其1％至3％质量百分比的铱构成。
1.火花塞电极贵金属销，其由具有：
2.根据权利要求1所述的火花塞电极贵金属销，其中，所述合金基本上由：
3.火花塞电极，其包括火花塞电极贵金属销(7)，该火花塞电极贵金属销由具有：
4.根据权利要求3所述的火花塞电极，其中，所述火花塞电极贵金属销(7)与镍基电极基体(12)通过焊缝(11)连接。
5.根据权利要求3或4所述的火花塞电极，其中，所述合金基本上由：
6.火花塞电极，其包括火花塞电极贵金属销(7)，其中，所述火花塞电极贵金属销(7)完全合金化到镍基电极基体(12)中，其中，所述火花塞电极贵金属销(7)由具有：
7.根据权利要求6所述的火花塞电极，其中，所述合金基本上由：
8.火花塞，其包括根据权利要求3至7中任一项所述的火花塞电极(8、9)。
9.用于制造火花塞电极(8)的方法，该方法包括将由下述合金构成的火花塞电极贵金属销(7)焊接到镍基电极基体(12)上的步骤，该合金具有：
10.用于制造火花塞电极(9)的方法，该方法包括将由下述合金构成的火花塞电极贵金属销(7)完全合金化到镍基电极基体(12)中的步骤，该合金具有：
11.根据权利要求9或10中任一项所述的方法，其中，所述合金基本上由：
