专利名称：陶瓷热线点火塞的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种适用于柴油发动机的陶瓷热线点火塞。
一个陶瓷热线点火塞一般包括一个金属套管；一个在前端具有向内延伸并支撑金属套管后部的支撑件的圆柱形金属主壳；一个陶瓷加热器；一个后端面插入圆柱形金属主壳并与圆柱形金属主壳绝缘的端电极；及一对外接导线，它们的一侧端分别钎焊在引出线的裸露区域上，而其它端分别与金属主壳和端电极电连接。
该热线点火塞通过下述步骤(1)至(4)来制造。(1)将由加热材料和一对其一侧端分别连接到加热材料的各端的引出线构成的加热器主体埋入一种陶瓷例如Si3N4粉，并将含有埋入的加热器主体的陶瓷粉通过热压烧结来粘结，以制造陶瓷加热器。(2)在把陶瓷加热器插入和固定到金属套管之前，将两外接导线的一侧端分别钎焊在引出线的裸露区域上。(3)将上述组件插入圆柱形金属主壳，并将金属套管的后部钎焊到金属主壳的一个支撑件的内壁。(4)用绝缘体和螺母将端电极固定到金属主壳上。
但是通过上述步骤制造的陶瓷热线点火塞有下述问题。
在钎焊时，由于钎焊温度为800至1100℃，引出线上那些暴露在烧固表面的区域会受到氧化腐蚀。
在这种情况下，在使用陶瓷热线点火塞时引出线会加速腐蚀。此外，在这样的一种陶瓷热线点火塞中，初始电阻的无规律 性增加了，并且也增加了正常使用时的电阻变化。
本发明的一个目的是提供一种热线点火塞，其中引出线与外接导线的裸露区域电连接，防止了氧化腐蚀，并且在使用时经历较小的阻力变化，有极好的耐用性。
根据本发明的一种陶瓷热线点火塞包括一个陶瓷加热器，它具有包括由钨丝构成的、每个都具有第一和第二端部的第一和第二引出线的加热器主体，和一个两端分别连接到第一和第二引出线的第一端部的耐热体(阻热体)，及含有埋入其内的加热器主体的陶瓷基材料，第一和第二引出线的所述第二端部暴露于所述陶瓷基材料的表面；及每个都具有第三和第四端部的第一和第二外接导线，第一和第二外接导线的第三端部分别通过高纯度银基钎焊材料钎焊到第一和第二引出线的第二端部，第一和第二外接导线的第四端部与金属主壳和端电极电连接。
高纯度银基材料用于把引出线的裸露表面钎焊到外接导线的端部。
因此，在钎焊时可以防止银以外的钎焊材料的组分(如铜)引起的引出线的氧化腐蚀，从而避免了由于腐蚀造成的钎焊失效。因而，使引出线与外接导线有效地电连接。
因此，陶瓷热线点火塞几乎不会受到初始电阻的不规律性和由于热/冷的周期性循环(如发动机的使用状态)造成的电阻变化的影响，并具有极好的耐用性。
在附图中
图1是本发明的第一实施例的热线点火塞的剖面图；图2表示热线点火塞的重要部件的放大剖面图；及图3表示完整的加热器主体的图。
下面将参照附图详述本发明。
如图1所示，热线点火塞A包括一个金属套管1；一个在前端具有支撑金属套管1后部11的支撑件21的圆柱形金属主壳2；一个装入金属套管1内的陶瓷加热元件3；一个插入圆柱形金属主壳2并与圆柱形金属主壳绝缘的端电极4。
上述壁厚为0.6mm的金属套管1由耐热金属制造，用银基钎焊材料把后部11钎焊到支撑件21的内壁211上。
前端具有向内延伸的支撑件21的碳钢制成的圆柱形金属主壳2的后端还有用于扳紧的六角形部件22，中部还有用于把热线点火塞拧入柴油发动机(未示出)的燃烧室的螺纹。
通过下述方法制造的陶瓷加热元件3具有陶瓷基材料，及埋入陶瓷基材料内的引出线33、34和U形加热电阻器32。同时加热电阻器32埋入陶瓷基材料31内，以使加热电阻器32表面与陶瓷基材料31表面之间的距离为0.3mm或更大。因此，不仅即使在加热到高温(800-1500℃)时能防止加热电阻器32氧化，而且还能使它保持高的机械强度。
每一根引出线33、34都由直径0.3mm的钨线制成。引出线33、34的一侧端331、341分别与加热电阻器32的端321、322连接，而它的其它端332、342分别暴露于陶瓷基材料31的中部和后部的陶瓷表面。
引出线33的另一端332与作为外接导线的纯镍导线的引线线圈51电连接，并通过金属套管1连到圆柱形金属主壳2上。
引出线34的另一端342与作为外接导线的耐热镍合金导线的引线线圈52、53电连接，并进一步与端电极4电连接。
具有螺纹41的端电极4用绝缘器61和螺母62固定在圆柱形金属主壳2上，以使端电极4与金属主壳2绝缘。标号63表示用于把适用的电源(未示出)固定到端电极4上的螺母。
同时，在热线点火塞用于各种发电机如燃气轮机的情况下，圆柱形金属主壳2的尖端连接发电机，所有的引线线圈(外接导线)51、52、53优先选用纯镍导线。此外，在这种情况下，用于钎焊引线线圈的银基钎焊材料优选一种含银量比与引出线33、34的其它面端头332、342电连接的银基钎焊材料的含银量高的银基钎焊材料。
下面将描述制造陶瓷加热元件3的步骤。
将钨丝剪成给定的长度并制成给定的形状。
加热电阻器的原料由58.4wt％的WC和41.6wt％的含89份重量的Si3N4、8份重量的Er2O3、1份重量的V2O3及2份重量的WO3的绝缘陶瓷组成。
将分散剂和溶剂加入上述原料中，并在压碎后的混合过程中加入有机粘结剂以制备粒状材料。
将这样获得的粒状材料注压以便与引出线33、34(及未涂覆的引出线)的一侧端331、341相连接。因此随着一个U形未烧结加热电阻器32的形成制成了整个未烧结的加热器主体300。(见图3)下面将制备陶瓷粉。
陶瓷粉的原料由重量百分比为3.5wt％的MoSi2和重量百分比为96.5wt％的含89份重量的Si3N4、8份重量的Er2O3、1份重量的V2O3及2份重量的WO3的绝缘陶瓷组成。
首先将分散剂和水加入上述原料MoSi2、Er2O3、V2O3和WO3中。并在压碎混合物后加入Si3N4，然后将所得到的混合物再压碎。
该陶瓷粉用于形成半模压体。
将加热器主体300放在半模压体上。将陶瓷粉填入，然后放入压注体。
将这样获得的压铸体放入一个碳模中，在氮气气氛下，在施加的压力为200kg/cm2、在1750℃下进行热压。从而获得了前端为半球体的形状接近圆柱体的一个热压烧结体。
该陶瓷烧结体的外表面做成圆的，以便具有给定的圆柱体尺寸，同时使引出线33、34的另一端332、342暴露于陶瓷基材料31的表面。从而获得了陶瓷加热元件3。
通过烘烤陶瓷加热元件3，在其由金属套管1支撑的区域，及其除引出线33、34的裸露区域外的与引线线圈(外接导线)51、52连接的周边区域形成了一层玻璃层。
接着把陶瓷加热元件3装入金属套管1。
将后述引线线圈(外接导线)51、52用后述高纯度银基钎焊材料(Ag80wt％＿Cu20wt％，Ag 85wt％＿Cu15wt％银钎焊材料及纯银钎焊材料)钎焊到引出线33、34另一端332、342的裸露区域。
将含有陶瓷加热元件3的组件插入圆柱形金属主壳2内。将圆柱形金属套管1的后部11用银基钎焊材料钎焊到金属主壳2的支撑件21的内壁上。
此外，将端电极4用绝缘器61和螺母62固定在金属主壳2上。因此获得了热线点火塞。
钎焊材料的流动性试验解释如下(见表1)。
用纯钨丝作为引出线33、34，及用耐热镍合金导线(1.5wt％Si，2.0wt％Mn，1.5wt％Cr，其余为Ni)，及镀镍(3μm)的耐热镍合金导线或纯镍线作为引线线圈(外接导线)51、52，在980℃和1100℃的钎焊温度下检测每种纯银Ag，Ag85wt％＿Cu15wt％，Ag80wt％＿Cu20wt％，Ag72wt％＿Cu28wt％(BAg-8)，和Ag50wt％＿Cu 50wt％钎焊材料的流动性。
在使用纯银钎焊材料结合耐热镍合金导线作为引线线圈(外接导线)51、52的情况下，由于耐热镍合金导线的表面有排斥纯银钎焊材料的一种成分，该钎焊材料表现出很差的流动性。因而在使用纯银钎焊材料时需要用镀镍耐热镍合金导线或纯镍导线作为引线线圈(外接导线)51、52。流动性最好的钎焊材料(全部流动的钎焊材料)用“◎”表示，流动性好的钎焊材料(几乎都流动的钎焊材料)用“○”表示，流动性不好的钎焊材料(不流动的钎焊材料)用“×”表示。
根据表1所示的结果，期望用作引线线圈(外接导线)51、52的是镀镍(3μm)耐热镍合金线或纯镍导线。
附带地说，在耐热镍合金导线中，由于考虑到在耐热镍合金导线中所含的Cr具有排银性，纯银的流动性不好。
因为会发生镀覆不匀和/或由于热而发生镀层剥脱，与纯镍导线相比镀镍耐热镍合金导线的流动性不好。
表1引线线圈导线材料和钎焊材料的流动性◎最好，○好，×不好
(引出线纯钨丝)表1(续)引线线圈导线材料和钎焊材料的流动性◎最好，○好，×不好
(引出线纯钨丝)下面将说明该日常使用的氧化腐蚀试验(见表2)。用纯镍作为引线线圈(外接导线)51、52。为将引线线圈焊到纯钨丝引出线33、34〖(-)端和(+)端〗上，可使用纯银Ag，Ag85wt％＿Cu15wt％，Ag80wt％＿Cu20wt％，Ag72wt％＿Cu28wt％(BAg-8)，或Ag50wt％＿Cu50wt％钎焊材料。在通电条件下对每种钎焊材料的五个样品检测其抗氧化腐蚀性和电阻的变化。
这些样品经历十个循环，每个循环包括施加6V的电压60秒，及在水中骤冷。
通过这十个循环，电阻在试验前的阻值(设计值为700mΩ)的基础上改变+1.5wt％至+1.0wt％的样品用“○”表示，阻值改变等于或小于+1.0wt％的用◎表示，超出十次循环前的阻值+1.5wt％以上的用“×”表示。
试验后，当引线线圈(外接导线) (51、52)从陶瓷加热元件3上脱离时，钎焊材料和部分引出线(33，34)随引线线圈(51，52)而脱落。通电使用中的氧化腐蚀根据引出线的光泽来测定。即，具有金属光泽的脱皮引出线用“◎”表示，暗淡的无光泽的用“○”表示，变成黑色的用“×”表示。
表2所给的数据表明通电使用中能获得极好的抗氧化腐蚀性和小阻抗变化的适于使用的钎焊材料是纯银和80wt％银钎焊材料。
表2用于钨引线的钎焊材料对通电使用的耐氧化腐蚀性的影响[◎最好，○好，×不好]
(引线线圈材料纯银)下面将说明全面钎焊试验的结果(见表3)。
作为引线线圈(外接导线)(51，52)的每种耐热镍合金导线，镀镍(3μm)耐热镍合金导线，纯镍导线与每种纯银，Ag85wt％＿Cu15wt％，Ag80wt％＿Cu20wt％，Ag72wt％＿Cu28wt％(BAg-8)和Ag50wt％＿Cu50wt％钎焊材料的相容性用作为引出线33，34的纯钨丝来测定。所用的钎焊温度是980℃，且钎焊在氮气气氛下进行。
在测定钎焊材料的流动性时，在每个样品的引出线33，34的一侧及引线线圈51，52的一侧检测。表现出最好的流动性的钎焊材料(完全流动的钎焊材料)用“◎”表示，表现的流动性好的钎焊材料(准流动的钎焊材料)用“○”表示，表现的流动性不好的钎焊材料(不流动的钎焊材料)用“×”表示，关于纯钨丝引出线33，34通电使用的氧化腐蚀试验，已测定如下。通过这十个循环，每个循环包括施加6v的电压60秒，及在水中骤冷，电阻在试验前的阻值(设计值为700mΩ)的基础上改变+1.5wt％至1.0wt％的样品用“○”表示，阻值改变等于或小于+1.0wt％的用“◎”表示，超出十个循环前的阻值+1.5wt％以上的用“×”表示。
为了综合判断，采用了以下标准。获得两个或两个以上“◎”的样品确定为“最好(◎)”，而获得两个或两个以上“○”的样品确定为“好(○)”，获得至少一个“×”的样品确定为“不好(×)”。
附带地讲，当引线线圈材料是镍合金导线、钎焊材料是纯银时，流动性不好(×)。但是，阻值变化小，且不发生氧化腐蚀。因此，尽管这种情况下有一个(×坏)，但综合评价是“△”。
表3用不同钎焊材料的不同引线线圈材料的钎焊结果
*1通电使用时钨引线受到氧化腐蚀。*2钎焊材料的流动性不好除上述实施例外，本发明还包括以下实施例。
a.除了用于上述实施例(一种WC和Si3N4的混合物)的那种非金属加热元件外，加热电阻器可以是金属加热线圈(例如一种W-Re导线或钨丝)。
b.除了用于上述实施例(纯钨丝导线)的引出线外，引出线可以是钨合金导线，例如一种W-Si合金或一种W-Ni合金。
c.除了Si3N4外，陶瓷可以是氮化铝-氧化铝-氧化硅陶瓷材料，AlN等。
d.上面所使用的镀镍导线可以是镀镍的镍合金线。但也可以是镀镍的铁或铁合金导线。
权利要求
1.一种陶瓷热线点火塞(A)，包括一个具有包括由钨丝构成的、每个都具有第一(341，331)和第二(342，332)端部的第一和第二引出线(34，33)的加热器主体(300)的陶瓷加热器(3)，和一个两端分别连接到所述第一和第二引出线(34，33)的所述第一端部(341，331)的耐热体(32)，及含有埋入其内的加热器主体(300)的陶瓷基材料(31)，所述第一和所述第二引出线的所述第二端部(342，332)暴露于所述陶瓷基材料(31)的表面；及每个都具有第三和第四端部的第一和第二外接导线(52，51)，所述第一和第二外接导线(51，52)的所述第三端部通过高纯度银基钎焊材料钎焊到所述第一和第二引出线(34，33)的第二端部(342，332)，第一和第二外接导线(52，51)的第四端部分别与金属主壳(2)和端电极(4)电连接。
2.一种如权利要求1所述的陶瓷热线点火塞(A)，还包括一个金属套管(1)；一个在前端具有向内延伸、支撑金属套管(1)后部的支撑件(21)的圆柱形金属主壳(2)；和一个插入所述圆柱形金属主壳(2)后端部并与圆柱形金属主壳绝缘的端电极(4)；其中陶瓷加热器(3)装入金属套管(1)，所述第一和第二外接导线(52，51)的第四端部分别与金属主壳(2)和端电极(4)电连接。
3.一种如权利要求2所述的陶瓷热线点火塞(A)，其中所述第一引出线(34)的所述第二端部(342)裸露于所述陶瓷基材料(31)的后部，所述第二引出线(33)的所述第二端部(332)裸露于所述陶瓷基材料(31)的中部；及所述陶瓷加热器(3)装入金属套管(1)内，以便所述第一和所述第二引出线(34，33)的所述第二端部(342，332)的裸露表面由金属套管(1)包住。
4.一种如权利要求3所述的陶瓷热线点火塞(A)，其中所述第一外接导线(52)的所述第三端部通过第一高纯度银基钎焊材料钎焊到所述第一引出线(34)的所述第二端部(342)的裸露表面上，所述第一外接导线(52)的第四端部与所述端电极(4)电连接；所述第二外接导线(51)的所述第四端部通过第二高纯度银基钎焊材料焊到所述金属主壳(2)上。
5.一种如权利要求4所述的陶瓷热线点火塞(A)，其中所述第二高纯度银基钎焊材料的含银量高于所述第一高纯度银基钎焊材料的含银量。
6.一种如权利要求4所述的陶瓷热线点火塞(A)，其中所述第二外接导线(51)是纯镍线。
7.一种如权利要求1所述的陶瓷热线点火塞(A)，其中所述高纯度银基钎焊材料含银80wt％或更高。
8.一种如权利要求1所述的陶瓷热线点火塞(A)，其中所述第一和第二外接导线(52，51)至少是纯镍导线、镍合金导线和镀镍导线中的一种。
全文摘要
陶瓷热线点火塞A,包括:金属套管1;具有支撑后部11的支撑件21的圆柱形金属主壳2;装入金属套管内的、通过分别把引出线34、33的一侧端331、341连接到加热电阻器32的各端得到一个加热器主体而获得的陶瓷加热元件3,将加热器主体埋入陶瓷粉中,对陶瓷粉进行热压和烧结;插入金属主壳2后端部并与主壳绝缘的端电极4;以其一侧端分别用高纯度银基钎焊材料焊接到引出线的暴露在烘烤表面上的区域、而其它端分别与金属主壳和端电极电连接的方式连接到引出线的引线线圈51、52。
文档编号F23Q7/00GK1190812SQ9712648
公开日1998年8月19日 申请日期1997年11月19日 优先权日1996年11月19日
发明者水野隆德, 田中克彦 申请人:日本特殊陶业株式会社