一种Pt-Ir(x)-Ni(y)合金火花塞电极材料及其制备方法与流程

本发明涉及火花塞电极材料，具体涉及一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料及其制备方法。

背景技术：

1、火花塞使用过程中由于其高温、高电压、燃烧反应的快速重复以及腐蚀性物质在燃烧气体中的存在，要保证电极不被侵蚀和腐蚀，普通材料无法处理，所以实际使用中对火花塞的材料要求非常严格。

2、为了减少火花塞电极的腐蚀和侵蚀，目前所使用的各种类型的贵金属及其合金，例如由铂族金属高温合金材料制成的合金，铂族金属高温合金材料大都使用价格较高的pt-ir和pt-rh合金材料，其成本较高，限制了其在应用中的广泛使用。

技术实现思路

1、发明目的：提供一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料及其制备方法，从而解决了现有技术存在的上述问题。

2、技术方案：一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、按质量百分比称取合金组分对应的pt、ir、ni单质金属元素；

4、s2、对所述单质金属元素pt、ir、ni进行清洗、阴干、烘烤后置于坩埚内；

5、s3、先将所述坩埚内的pt元素以及ir元素置于真空感应电炉内进行熔化，加入ni元素以及其他金属元素，再将含上述组分的原料在120～160kw，2000～2100℃的条件下熔炼60～80分钟制得液态合金。真空感应电炉内充入氩气，充气时，氩气的压力为2-4kpa。在氩气保护下进行合金熔炼，熔炼成液态合金后在金属模中浇铸成合金铸锭；

6、s4、将s3中的合金铸锭在1000～1300℃进行热锻；

7、s5、冷加工，在冷加工变形过程中进行多次退火处理，得到电极材料。

8、在一些实施例中，步骤s1中，pt元素添加量为75％，ir元素添加量为20～25％，ni元素添加量为0～5％，其中，ni元素优选添加量为3％。

9、在一些实施例中，步骤s3中所述的其他金属元素含量为0.5-1.5％，包括al、zr、w中至少一种。

10、在一些实施例中，所述真空感应电炉熔炼时的功率为120～160kw。

11、在一些实施例中，步骤s3中，所述熔炼的过程中，液态合金的温度控制在2000-2100℃。

12、在一些实施例中，在熔炼时，通入氩气，氩气充入时的压力为2-4kpa，在氩气保护下，将合金溶液浇注于水冷铜模中。

13、在一些实施例中，步骤s4中，热锻时的开锻温度≥1250℃，终锻温度≥1000℃，热锻过程中，合金铸锭温度始终高于终锻温度，低于终锻温度时，合金铸锭回炉加热至终锻温度以上。

14、在一些实施例中，步骤s5中，所述退火处理的退火温度为1000℃～1300℃。

15、在一些实施例中，步骤s5中，所述的冷加工的过程中，道次加工变形量为5～10％，总加工变形量不超过50～80％。

16、本发明提供一种电极材料，电极材料包括分子式为ptir(x)ni(y)e(z)的晶体，其中，y为0～5％，x为20～25％，z为0.5-1.5％，e为所述其他金属元素al、zr、w中的一种或者多种的组合，每种选择元素的含量或一种以上选择元素的含量之和均为0.5-1.5％。

17、在一些实施例中，所述y优选为3％。

18、有益效果：本发明涉及一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料及其制备方法，通过对ptir合金添加一定量的第三种金属元素ni，增强了合金组织中晶界的结合力，细化了合金晶粒，改善合金材料的韧性和强度，提高了合金材料的抗拉强度、硬度和延伸率。同时，本发明在制备过程中添加了金属元素al、zr、w，进而使得材料表面形成氧化铝(al2o3)和氧化锆(zro2)钝化膜，进而能够有效地提高材料的抗氧化性和抗腐蚀性，延长材料的寿命。

技术特征：

1.一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述pt元素添加量为75％，ir元素添加量为20～25％，ni元素添加量为0～5％，其中，ni元素优选添加量为3％。

3.根据权利要求1所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述的其他金属元素含量为0.5-1.5％，包括al、zr、w中至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，所述真空感应电炉熔炼时的功率为120～160kw。

5.根据权利要求1所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述熔炼的过程中，液态合金的温度控制在2000～2100℃，通入氩气，在氩气的保护下熔炼60～80分钟，然后浇注于水冷铜模中，氩气充入时的压力为2～4kpa。

6.根据权利要求1所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，步骤s4中，热锻时的开锻温度≥1250℃，终锻温度≥1000℃，热锻过程中，合金铸锭温度始终高于终锻温度，低于终锻温度时，合金铸锭回炉加热至终锻温度以上。

7.根据权利要求6所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，步骤s5中，所述退火处理的退火温度为1000℃～1300℃。

8.根据权利要求1所述的一种pt-ir(x)-ni(y)合金火花塞电极材料的制备方法，其特征在于，步骤s5中，所述的冷加工的过程中，道次加工变形量为5～10％，总加工变形量不超过50～80％。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的制备方法制备的电极材料，其特征在于，所述电极材料包括分子式为ptir(x)ni(y)e(z)的晶体，其中，y为0～5％，x为20～25％，z为0.5-1.5％，e为所述其他金属元素al、zr、w中的一种或者多种的组合。

10.根据权利要求9所述的制备方法制备的电极材料，其特征在于，所述y优选为3％。

技术总结
本发明公开了一种Pt‑Ir(x)‑Ni(y)合金火花塞电极材料，由75％Pt元素，0～5％Ni元素，20～25％Ir元素，以及一定量的其他金属元素组成，其他金属元素包含Al、Zr、W中的一种或者多种的组合，金属元素含量为0.5‑1.5％，火花塞电极材料的制备成本低，有效节约贵金属资源。本发明还提供了火花塞电极材料的制备方法，通过熔炼‑热加工‑冷加工‑热处理等工艺，提高电极材料性能。本发明制备成本低，方法工艺简单、对设备要求低、具有很好的工业应用前景。

技术研发人员：李云,吴宇宁,钟成铭,刘杭坤,孟宪禹,刘慧
受保护的技术使用者：南京达迈科技实业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22