火花塞是内燃机点火系统的核心部件，其生产涉及精密材料科学和复杂制造工艺。以下是现代火花塞的典型生产工艺流程，结合传统技术与先进制造方法：

一、核心部件制造

1. 中心电极加工

- 贵金属复合技术：采用激光焊接将0.6mm铱金/铂金尖端与镍基合金基体结合

- 粉末冶金工艺：镍基合金粉末经1500℃烧结形成多孔结构，提高耐热冲击性

- 表面处理：微米级陶瓷涂层（Al₂O₃+TiO₂）等离子喷涂，降低点火电压需求

2. 陶瓷绝缘体制造

- 等静压成型：氧化铝粉末（96%纯度）在200MPa压力下成型

- 梯度烧结：分阶段升温至1650℃保持4小时，形成β-氧化铝晶体结构

- 釉面处理：表面涂覆硅酸锂玻璃釉，经二次烧结形成0.2mm致密层

二、金属壳体加工

3. 冷锻工艺

- 六工位冷镦机连续成型：线材（SWRCH35K）经切断→预镦→终镦→缩径→螺纹成型→滚花

- 螺纹精度控制：M14×1.25螺纹达到ISO 6g精度等级

- 热浸镀锌处理：锌层厚度8-12μm，盐雾试验>720小时

三、精密组装工艺

4. 激光焊接系统

- 接地电极焊接：采用2kW光纤激光器，0.1mm焦点直径，氩气保护

- 焊接强度测试：承受50N·m扭矩无脱落

5. 密封技术

- 复合密封系统：铜垫圈（HV 80-100）+云母片+玻璃熔封

- 热压装配：800℃下施加3吨压力保持30秒

四、质量检测体系

6. 智能化检测

- 高压测试：30kV/1min绝缘电阻>100MΩ

- 三维火花模拟：0.1-2.5ms放电波形分析

- 氦质谱检漏：泄漏率<1×10⁻⁶ Pa·m³/s

7. 环境模拟测试

- 热震试验：1000℃→室温水淬，100次循环无裂纹

- 振动测试：20-2000Hz随机振动，加速度15g

五、先进技术应用

- 纳米涂层技术：电极表面气相沉积20nm氮化钛涂层

- 智能电参数匹配：电阻值分级（R5-R10）精确到±0.5kΩ

- 机器人装配线：节拍时间0.8秒/件，UCL=0.12ppm

现代火花塞制造已发展为高度自动化的精密工程，从材料配方到过程控制均采用数字化管理系统。以NGK为例，其日本工厂单线年产能达2亿支，不良率控制在0.0002%以下，充分体现现代制造业的精细化水平。