本发明专利技术涉及用于火花塞(1)的壳体(2)，其具有沿着所述壳体(2)的纵轴X的钻孔，由此所述壳体(2)具有外侧(205)和内侧(204)，并且其中在所述壳体(2)的外侧(205)的至少一部分上布置电镀施加的含镍和锌的保护层(210)，并且在所述含镍和锌的保护层(210)上布置密封层(220)，其中所述密封层(220)包含硅。其中所述密封层(220)包含硅。其中所述密封层(220)包含硅。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电镀的含镍和锌的保护层和含硅的密封层的火花塞壳体以及具有该壳体的火花塞和制造该壳体的方法
现有技术
[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的用于火花塞的壳体和根据权利要求10的具有至少一个这样的壳体的火花塞，以及根据权利要求11的制造该壳体的方法。
[0002]当今的火花塞具有由钢制成的壳体，该钢在发动机中存在的条件下经受腐蚀，尤其生锈。因此，长期以来火花塞的壳体就用保护层涂覆，该保护层应保护钢壳体免受腐蚀。非常广泛使用含镍和/或含锌的保护层。含镍和锌的保护层比纯锌涂层具有更高的耐腐蚀性和耐热性，并且同时比纯镍涂层成本更低。然而，含镍和锌的保护层的腐蚀防护由于保护层中的缺陷而降低。这些缺陷可从含镍和锌的保护层的表面一直到达壳体的表面，并因此充当腐蚀壳体本身的侵蚀路径。
[0003]例如，从EP 2 546 938 A1和EP 2 605 348 A1已知，通过将含铬的密封层施加到含镍的保护层上并因此密封缺陷，使得含镍的保护层中的这种问题可最小化。
[0004]含铬的密封层例如可以由含CrVI的介质沉积在壳体表面上。在此形成具有结合的3价铬的密封层。然而可能发生的是，取决于环境条件，实际上结合到表面上的来自密封层表面的3价铬转变为游离的6价铬。在此问题是，6价的铬被归类为对健康有害的并且在一些国家禁止其使用。
[0005]专利技术的公开本专利技术的目的是提供具有防腐蚀层体系的用于火花塞的壳体，该防腐蚀层体系提供良好的腐蚀防护并且同时基本上舍弃使用含Cr的密封层。特别地，该防腐蚀层体系还应当具有300℃下的耐热性。
[0006]该目的由根据本专利技术的用于火花塞的壳体通过以下方式实现，即布置在含镍和锌的保护层上的密封层包含硅。通过使用含硅的密封层提供的优点是，含铬的密封层可以被舍弃，并且因此防止了形成6价铬并且离开密封层的风险。此外，基于硅的密封层被证明是非常耐热的。具体地，在用于具有由含镍的保护层和含硅的密封层制成的防腐蚀层体系的火花塞壳体的测试系列中可以表明，所述壳体在盐雾测试时在24小时之后始终仍具有0的生锈度，即壳体在施加有防腐蚀层的壳体区域中不显示出生锈位置。即使在将壳体在300℃下老化处理3小时之后，壳体在盐雾测试时在24小时之后始终仍具有0的生锈度。
[0007]用于火花塞的壳体具有沿其纵轴的钻孔。通过该钻孔，壳体获得外侧和内侧。壳体中的钻孔通常被设置用于容纳具有中心电极和连接件的绝缘体。壳体通常由钢，例如碳钢制成。在外侧的至少一部分上，在壳体的表面上施加保护层，该保护层应保护壳体免受腐蚀。保护层是含镍和锌的保护层，其借助电镀技术施加到壳体上。在电镀技术中，作为阳极的壳体与用作阴极的电极一起浸入含镍和锌的电解池中。通过在壳体和电极之间施加电压，电流从涂层电极通过电解质流向壳体，由此在壳体的朝向涂层电极的一侧上沉积含镍和锌的保护层。保护层主要由镍和锌构成。在此，保护层中的镍比例优选为12至15重量%。保护层此时具有高达约500℃的耐热性。在镍含量较低时，耐热性较低。在镍含量较高时，锌没有充分地稳定并且在腐蚀负荷的情况下发生保护层的脱锌。这意味着，例如由于保护层中
的锌氧化，锌在保护层中增强地减少。保护层失去其腐蚀防护效果。来自涂层电极的铁也与镍和锌一起同样沉积在壳体上。铁在含镍和锌的保护层中的比例通常为2至6重量%。含镍和锌的保护层中的其它杂质，例如硫和痕量的钠或钾是可能的。
[0008]在壳体上的含镍和锌的保护层用作阴极的腐蚀防护，既含镍和锌的保护层在电化学方面比壳体的材料更具惰性，并且形成针对潮湿介质的屏障层。含镍和锌的保护层所提供的腐蚀防护取决于含镍和锌的保护层的层厚度B及其无缺陷性。含镍和锌的保护层越厚，缺陷从含镍和锌的保护层的表面穿过含镍和锌的保护层的整个厚度延伸直至壳体表面并且由此开启壳体腐蚀过程的侵蚀路径的可能性就越小。通过在含镍和锌的保护层上的附加密封层，封闭这些缺陷并且改进壳体的腐蚀防护。
[0009]其它有利的实施方式是从属权利要求的主题。
[0010]在一个有利的实施方式中设置，密封层不含铬，即密封层不包含有意添加的铬并且包含最多在技术上不可避免的杂质量的铬，其例如在制造过程中被不期望地并入密封层中。
[0011]已经发现有利的是，密封层具有不小于10 nm且不大于10μm，尤其不小于100 nm和/或不大于1μm的层厚度A。已经表明，密封层应当具有不小于10 nm的层厚度A，以便使得密封层的厚度足以封闭含镍和锌的保护层中的缺陷。此外已经表明，在密封层的层厚度A大于10μm的情况下，在密封层的上述技术效果方面没有出现显著的改进。
[0012]附加地或替代地，所述含镍和锌的保护层的层厚度B为1μm至30μm。
[0013]在本专利技术的一个扩展方案中设置，在壳体和含镍和锌的保护层之间施加第一中间层，和/或在含镍和锌的保护层和密封层之间施加第二中间层，和/或在密封层上施加覆盖层。
[0014]通过第一中间层得到的优点是，含镍和锌的保护层更好地粘附在壳体上。第一中间层用作粘附接合层并且例如可以由冲击铜或镍构成。
[0015]通过第二中间层得到的优点是，含硅的密封层更好地粘附在含镍和锌的保护层上，并且降低层之间的热应力。第二中间层用作粘附接合层，并且例如可以包含以下元素中的至少一种：镍、铜、铬、锌或钛。
[0016]在含硅的密封层上的覆盖层用于保护密封层免受机械损坏，并且可以例如包含以下元素中的至少一种：镍、铜、锌、铬或钛。
[0017]附加地或替代地，第一中间层具有1 nm至1000 nm的层厚度C，和/或第二中间层具有1 nm至1000 nm的层厚度D，和/或覆盖层具有1 nm至2000 nm的层厚度E。有利的是，中间层和覆盖层的层厚度明显小于含镍和锌的保护层，由此防止在中间层和覆盖层中出现内应力。由于层中的内应力，可能出现粘附接合缺陷或出现该层与另一层，例如含镍和锌的保护层或密封层的脱离。
[0018]当含镍和锌的保护层和密封层以及任选的第一中间层和/或任选的第二中间层和/或任选的覆盖层构造在壳体的整个外侧上时，尤其获得具有含镍和锌的保护层和密封层以及任选的第一中间层和/或第二中间层和/或覆盖层的防腐蚀层体系的有利效果。并且该防腐蚀层体系尤其附加地也构造在壳体内侧的至少一部分上。特别有利的是，含镍和锌的保护层和密封层以及任选的第一中间层和/或任选的第二中间层和/或任选的覆盖层构造在壳体的整个表面上。壳体的表面被防腐蚀层体系覆盖得越多，易于受到腐蚀过程的暴
露壳体表面越少。
[0019]本专利技术还涉及火花塞，其具有根据本专利技术的壳体、布置在壳体中的绝缘体、布置在绝缘体中的中心电极以及布置在壳体的燃烧室侧的端部上的接地电极，其中接地电极和中心电极被设置用于共同形成点火间隙。
[0020]此外，本专利技术还涉及制造根据本专利技术的壳体的方法。在此，该制造方法具有以下步骤：
· 提供用于火花塞的壳体，其具有含镍和锌的保护层，该保护层借助电镀涂覆方法施加到所述壳体上，其中所述壳体任选地具有第一和/或第二中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于火花塞(1)的壳体(2)，其具有沿着所述壳体(2)的纵轴X的钻孔，由此所述壳体(2)具有外侧(205)和内侧(204)，并且其中在所述壳体(2)的外侧(205)的至少一部分上布置电镀施加的含镍和锌的保护层(210)，并且在所述含镍和锌的保护层(210)上布置密封层(220)，其特征在于，所述密封层(220)包含硅。2.根据权利要求1所述的壳体(2)，其特征在于，所述密封层(220)不含铬。3.根据前述权利要求中任一项所述的壳体(2)，其特征在于，所述密封层(220)具有10 nm至10μm，尤其100 nm至1μm的层厚度A。4.根据前述权利要求中任一项所述的壳体(2)，其特征在于，所述含镍和锌的保护层(210)在壳体(2)上具有1μm至30μm的层厚度B。5.根据前述权利要求中任一项所述的壳体(2)，其特征在于，在所述壳体(2)和所述含镍和锌的保护层(210)之间施加第一中间层(301)，和/或在所述含镍和锌的保护层(210)和所述密封层(220)之间施加第二中间层(302)，和/或在所述密封层(220)上施加覆盖层(303)。6.根据权利要求5所述的壳体(2)，其特征在于，所述第一中间层(301)具有1 nm至1000 nm的层厚度C。7.根据权利要求5或6中任一项所述的壳体(2)，其特征在于，所述第二中间层(302)具有1 nm至1000 nm的层厚度D。8.根据权利要求5至7中任一项所述的壳体(2)，其特征在于，所述覆盖层具有1 nm至2000 nm的层厚度(303) E。9.根据前述权利要求中任一项所述的壳体(2)，其特征在于，所述含镍和锌的保护层(210)和密封层(220)构造在壳体(2)的整个外侧(205)上，并且尤其构造在壳体(2)的内侧(204)的至少一部分上，并且当存在第一中间层(301)和/或第二中间层(302)和/或覆盖层(303)时，第一中间层(301)和/或第二中间层(302)和/或覆盖层(303)构造在壳体(2)的整个外侧(205)上，并且尤其构造在壳体(2)的内侧(204)的至少一部分上。10.火花塞(1)，其具有根据权利要求1至9中任一项所述的壳体(2)、布置在所述壳体(2)中的绝缘体(3)、布置在所述绝缘体(...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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