(57)【要約】【課題】Ｉｒ−Ｒｈを主要元素とするスパークプラグ用Ｉｒ合金チップにおいて、Ｉｒに添加するＲｈは高価な元素であり、しかも、酸化消耗を抑えるために添加する使用量が多いという問題がある。【解決手段】Ｃｒを０．０５〜５質量％、Ｒｈを５〜１０質量％、残部Ｉｒからなる合金よりなり、使用時にＣｒが酸化皮膜を形成してＩｒが酸化することを抑制するようにしたことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒが０．０５〜５質量％、Ｒｈが５〜１０質量％、残部がＩｒからなるスパークプラグ用Ｉｒ合金チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いるスパークプラグ用Ｉｒ合金チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車エンジン用の高性能スパークプラグ用電極としてＩｒを主成分とするチップ材が開発され、使用されている。
しかし、Ｉｒは９００〜１２００℃の温度範囲においてＩｒＯ3を生成・昇華するために、エンジン使用時に異常消耗を起こし、プラグの寿命が低下する。また、Ｉｒは硬く、極めて加工性が悪い。
そこで、ＩｒにＰｔやＲｈを添加することで耐酸化消耗と加工性の改善を図っている（特許文献１、特許文献２）。
さらに、Ｉｒ合金にＣｒ等の卑金属元素を添加することにより耐酸化消耗の改善を図ることも行われている（特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２０５２号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０５３号公報
【特許文献３】特開２００８−０５３０１８号公報
【特許文献４】特開２００８−２４８３２２号公報
【特許文献５】特開２００９−０１６２５５号公報
【特許文献６】特開２０１１−０１８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、チップ材の材料価格低減が求められている。しかしながら、Ｉｒ合金に含まれるＰｔやＲｈはいずれも高価な元素である。しかも、チップの酸化消耗を抑えるためにＰｔやＲｈの添加量が多くなるという問題がある。
また、卑金属元素は多くの場合、添加量を増やすことにより加工性が悪化し、チップの形状まで加工すること自体が困難となる。
そこで本発明は、満足する耐酸化消耗を有し、ＰｔやＲｈ等の高価な金属の添加量を極力抑えて、かつ十分な加工性を有するＩｒ合金チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はＣｒを０．０５〜５質量％、Ｒｈを５〜１０質量％、残部がＩｒからなる３元合金によってチップを形成し、使用時にＣｒが酸化皮膜を形成することによってＩｒが酸化することを抑制することに着想してなされたものである。
そこで、Ｃｒを０．０５〜５質量％とする理由は、０．０５質量％未満では酸化皮膜の形成が不十分であり、また、５質量％より多いと加工性が低下するためである。
また、Ｒｈの添加量を５〜１０質量％とする理由は、５質量％未満ではＩｒの酸化消耗の抑制効果が小さく、加工性が不十分だからである。また、１０質量％より多くしても材料価格のわりに耐酸化消耗の向上が望めないためである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＩｒ−Ｒｈ−Ｃｒ合金チップは、十分な加工性を有し、従来のＩr−Ｒｈの２元系合金よりも安価となり、しかもＣｒを０．０５〜５質量％添加したことにより十分な耐酸化消耗を有するスパークプラグ用チップとなった。
特に、本発明は、ＲｈとＣｒの２元素を限定して必須元素として添加してＩｒ−Ｒｈ−Ｃｒ３元合金とし、それぞれの添加量を、Ｒｈを５〜１０質量％、Ｃｒを０．０５〜５質量％としたことにより材料価格の低下を図りしかも耐久性のあるスパークプラグ用チップとすることができた。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００７】
以下において、本発明の実施に好適な形態をより具体的に説明する。
本実施形態では、９４．９５質量％Ｉｒ−５質量％Ｒｈ−０．０５質量％Ｃｒについて塑性加工の可否および耐酸化消耗について検討した。
〈溶解工程〉：純Ｉｒ粉末、純Ｒｈ粉末、純Ｃｒ片を所定組成となるように秤量し、これをアーク溶解して棒状のＩｒ合金インゴットを製造した。
〈鍛造工程〉：上記棒状インゴットを１２００〜１５００℃で熱間鍛造し１０ｍｍ角の棒材とした。
〈熱間溝圧延工程〉：上記棒材を材料温度８００〜１２００℃で熱間溝圧延を行い、３ｍｍ角の棒材とした。
〈熱間伸線工程〉：上記角線材を８００〜１２００℃で熱間伸線を行い、φ０．６ｍｍの線材とした。
〈カット工程〉：上記線材を長さ１ｍｍのチップにカットした。
上記チップ材を酸化消耗試験として、１１００℃大気雰囲気中で５０ｈｒ暴露し、試験前後の質量変化を測定し、試験後の質量が試験前からどの程度残存しているか調査した。
【０００８】
また、加工性を評価するため、チップカット後の線材２０本のカット面を観察し、クラックの有無を評価した。加工性の評価基準としてはクラックが発生しなかったものを○、発生したものを×として評価した。結果、本発明によるチップは、クラックの発生が認められず、十分な加工性を有していることを確認した。
【実施例２】
【０００９】
９０質量％Ｉｒ−５質量％Ｒｈ−５質量％Ｃｒについて実施例１と同工程で作製し、塑性加工の可否および耐酸化消耗について検討した。
【実施例３】
【００１０】
８９．９５質量％Ｉｒ−１０質量％Ｒｈ−０．０５質量％Ｃｒについて実施例１と同工程で作製し、塑性加工の可否および耐酸化消耗について検討した。
【実施例４】
【００１１】
８５質量％Ｉｒ−１０質量％Ｒｈ−５質量％Ｃｒについて実施例１と同工程で作製し、塑性加工の可否および耐酸化消耗について検討した。
【００１２】
比較例１
実施例１と同じ工程で９５質量％Ｉｒ−５質量％Ｒｈを作製・酸化消耗試験を行った結果、Ｒｈが５質量%含まれている実施例１及び２の材料と比較し、耐酸化消耗が０．６〜３％劣ることを確認した。
【００１３】
比較例２
実施例１と同じ工程で９０質量％Ｉｒ−１０質量％Ｒｈを作製・酸化消耗試験を行った結果、Ｒｈが１０質量%含まれている実施例３及び４の材料と比較し、耐酸化消耗が０．９〜２．９％劣ることを確認した。
【００１４】
比較例３
実施例１と同じ工程で８５質量％Ｉｒ−８質量％Ｒｈ−７Ｃｒを作製したところ、チップカット後の線材２０本中５本クラックが発生し、加工性無しと判断した。
【００１５】
表１に実施例及び比較例の組成一覧、残存率、加工性のデータを示す。
【表１】
2014105386.tif 000002
【００１６】
以上の結果から、本発明によるＩｒ−Ｒｈ−Ｃｒの３元合金チップは十分な加工性を有し、Ｒｈが同組成であるＩｒ−Ｒｈ２元合金チップよりも耐酸化消耗に優れていることがわかる。
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
近年、自動車エンジン用の高性能スパークプラグ用電極としてＩｒを主成分とするチップ材が開発され、使用されている。
しかし、Ｉｒは９００〜１２００℃の温度範囲においてＩｒＯ3を生成・昇華するために、エンジン使用時に異常消耗を起こし、プラグの寿命が低下する。また、Ｉｒは硬く、極めて加工性が悪い。
そこで、ＩｒにＰｔやＲｈを添加することで耐酸化消耗と加工性の改善を図っている（特許文献１、特許文献２）。
さらに、Ｉｒ合金にＣｒ等の卑金属元素を添加することにより耐酸化消耗の改善を図ることも行われている（特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６）。