CN102900501B - 一种尾气净化装置用金属载体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种尾气净化器用金属载体，通过在金属载体的瓦楞片波峰局部段上，相间或双面涂覆的方式涂覆镍基钎焊材料，再经过干燥、卷制成型、高温钎焊等工艺，形成的最终产品，解决了因材质热膨胀差异引起的金属载体失效问题，提高了金属载体的使用性能。

Description

一种尾气净化装置用金属载体

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种机动车、非道路机械的尾气净化器用金属载体。

背景技术

随着排放法规的日益加严，机动车、非道路机械等尾气净化装置用金属载体的应用越来越广泛。金属载体结构简单，由铁铬铝箔带轧成瓦楞片（也称波峰片）和平片（也称平板片）卷绕成内芯，置于外壳中，在内芯瓦楞片与平片之间，内芯与外壳之间布置钎焊材料。卷制成型后，再在真空钎焊炉中钎焊成型，但采用什么钎焊材料，如何布置钎料，却是提高金属载体性能质量的关键。

目前，在金属载体布置钎料的主流技术是布置在金属载体内芯两端。发明专利99802423.6（给一装置加钎料的方法），提供了一种给金属载体施加钎料的办法。先把金属载体卷制成型，然后一含有粘结剂的辊轮将粘结剂放送到金属载体端面，再把钎料加入金属载体内。发明专利99802422.8（给一装置加钎料的办法）提供了一种给金属载体施加钎料的办法。先将金属载体内芯卷制成型，将卷制成型的金属载体内芯部分装入套筒（外壳）内，将伸出的端面与粘结剂接触，再将金属载体内芯压入套筒（外壳）内，之后将钎料加入金属载体。当然，国内外也有厂家采用的是把钎料布置在金属载体内芯中段的技术。

但无论以上把钎焊材料布置在金属载体内芯两端或内芯中段，均很难满足日益升级的排放要求。排放标准已从国Ⅰ升级至国Ⅳ、国Ⅴ或国Ⅵ，为了满足排放标准，必须加大金属载体反应面积，金属载体的孔目数从100目（100孔/英寸2）、200目变为400目、500目、甚至600目。而内芯材料箔带也相应变薄，箔带厚度从0.1mm变为0.05mm甚至0.02mm。而金属载体在使用过程中，由于机动车的加速、减速、停车，导致温度随之上升、下降，因此金属载体材料热膨胀的差异会对其性能产生很大的影响。由于内芯与外壳采用的材料不同，内芯为铁铬铝合金，外壳为不锈钢或铁素体材料；两者厚度不同，内芯材料厚度为0.02-0.1mm，外壳材料厚度为1.0-3.0mm，导致内芯与外壳材料膨胀系数不一致。同时，由于金属载体内芯温度呈阶梯型分布，即中间温度最高，边缘最低，导致使用过程中内芯与内芯的热膨胀也不一致。据国外资料介绍，在内芯直径为Φ60的金属载体中，中间温度比边缘高250℃左右。对于一些直径尺寸大的金属载体，其内芯中间与边缘温差肯定更大。由于以上原因，金属载体在使用中，往往会发生由膨胀系数不同所引起的内芯与外壳的分离。金属载体如在内芯两端布置钎料，升温时内芯中间温度比边缘高，热膨胀比边缘大，而冷却时，内芯边缘早已冷却收缩，中间部位缩不回去，形成中间突出，使内芯片延伸、撕裂，以致孔道变形、堵塞，使金属载体失效。金属载体如在内芯中间布置钎料，在热胀冷缩时，收缩余地是有了，但是由于发动机排出的废气有较高压力，也有较大流量。内芯片在工作时，温度高达1000℃以上，这时，内芯片已经软化，在废气的压力、流量冲击下，当内芯片厚（0.1mm或0.1mm以上）、内芯窄（宽度60mm以下）时还可以勉强支撑。但是内芯变薄（0.02mm-0.05mm）、变宽（60mm以上）时，内芯片前端会弯曲变形、堵孔，以致金属载体失效。

为了解决以上技术问题，国外在金属载体制造技术上采取了许多措施。专利99802462.7，专利名称“制造加外套的蜂窝体的方法”，提供了一种在金属载体（又称金属蜂窝）外壳（外壳）与内芯（蜂窝体）之间放置衬套，避免外壳与内芯直接连接，使衬套构成一个补偿件，补偿了外壳与内芯不同的热膨胀差异。但该工艺比较复杂，也不能解决内芯与内芯热膨胀不同的问题。

根据对失效的金属载体分析，失效主要表现为：在进气端是由内膨胀引起的端面中间突出，内芯片延伸撕裂，周边孔道变形；在出气端是因收缩引起的内芯与外壳分离，孔道变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种尾气净化装置用金属载体，包括瓦楞片、平片、钎焊材料、外壳，钎焊材料相间涂覆在进气端瓦楞片波峰局部段上，涂覆镍基钎焊材料的瓦楞片干燥后与平片相间叠合卷制成型压入内壁已涂覆镍基钎焊材料的外壳中。所述镍基钎焊材料主要由粘结剂、镍金属粉、铬金属粉及硅粉组成，钎焊温度在1150℃左右。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

对于内芯宽度≤60mm的金属载体，在金属载体进气端局部波峰上相间布置镍基钎焊材料，波峰上一面的一端涂覆镍基钎焊材料，另一面不涂，使内芯瓦楞片与平片之间留有伸缩余地，补偿内芯与内芯膨胀系数不同造成的变形。由于出气端主要表现为内芯收缩与外壳分离，在涂覆镍基钎焊材料时，本发明也用相间涂覆。也可以双面涂覆，但这样增加了镍基钎焊材料用量。内芯与外壳结合，采用在金属载体出口端外壳内壁涂覆镍基钎焊材料，使内芯与外壳在前段不粘结，避免了内芯与外壳因膨胀系数不同造成分离。

对于内芯宽度＞60mm的金属载体，除采用上述工艺外，再在中间涂覆镍基钎焊材料，使内芯分为两个膨胀区域，减少内芯因膨胀系数不同造成的变形。

所述金属载体为瓦楞片。

所述的镍基钎焊材料主要由粘结剂、镍金属粉、铬金属粉及硅粉组成。

当镍基钎焊材料涂层仅涂覆在金属载体波峰局部段上时，主要涂覆在金属载体的进气端，优选涂层离进气端为0-2mm，以L表示金属载体内芯宽度，D表示涂层宽度，1/10L＜D＜5/10L，出气端金属载体波峰不做涂覆。

当镍基钎焊材料涂层涂覆在金属载体另一面波峰时，只涂覆在出气端，优选涂层离出气端2-10mm，以d表示涂层宽度，0.5/10L＜d＜3/10L，进气端金属载体不做涂覆。

附图说明

图1金属载体结构

图2涂覆镍基钎焊材料的装置示意图

图3瓦楞片波峰上涂覆镍基钎焊材料示意图

图4当瓦楞片宽度≤60mm时，镍基钎焊涂层在瓦楞片波峰上相间布置的示意图

图5当瓦楞片宽度＞60mm时，镍基钎焊材料涂层在瓦楞片波峰上相间布置示意图

图6镍基钎焊材料涂覆在外壳出口端内壁示意图。

图中1为瓦楞片：2为平片；3为镍基钎焊材料，4为外壳；5为涂覆辊轮，6为压胶辊轮；7为刮胶刀，8为过渡轮，箭头表示气流方向。

具体实施方式

如图所示：金属载体有瓦楞片1、平片2、钎焊材料3、外壳4组成。

图2为涂布装置在瓦楞片涂覆镍基钎焊材料的过程为：

将瓦楞片1置于涂覆装置上，镍基钎焊材料3经过刮胶刀7，均匀粘附在过渡辊轮8上，经过过渡辊轮8与涂覆辊轮5的滚动接触，使镍基钎焊材料3再均匀粘附在涂覆辊轮5上，然后涂覆在瓦楞片1的波峰上，如图3。

从图4中可以看出本发明在涂覆镍基钎焊材料3时，采用相间布置的方法，当瓦楞片宽度≤60mm时，主要涂覆在做成金属载体后的瓦楞片1的进气端，优选涂层离进气端0-2mm，以L表示瓦楞片宽度，D表示涂层宽度，1/10L＜D＜5/10L，瓦楞片1出气端的波峰上不做涂覆。

从图4还可以看出，本发明的镍基钎料3涂层在涂覆瓦楞片另一面波峰时，只涂覆在出气端，优选涂层离出气端2-10mm，以d表示涂层宽度，0.5/10L＜d＜3/10L，瓦楞片进气端的波峰上不做涂覆。

从图5可以看出，当瓦楞片宽度＞60㎜时，除上述相间涂覆钎料外，还在瓦楞片中段涂覆镍基钎焊材料3，优选方案涂层宽度为10-20mm。

从图6可以看出，内芯与外壳钎焊部位，优选在金属载体出气端，优选涂覆镍基钎焊材料尺寸为20mm-30mm。

Claims (1)

1.一种尾气用金属载体，其特征在于：该载体包括瓦楞片、平片、钎焊材料和外壳，使用涂布装置，把钎焊材料相间涂覆在进气端瓦楞片波峰局部段上，涂覆镍基钎焊材料的瓦楞片干燥后与平片相间叠合卷制成型压入内壁已涂覆镍基钎焊材料的外壳中，再进行真空钎焊，所述镍基钎焊材料主要由粘结剂、镍金属粉、铬金属粉和硅粉组成，当金属载体内芯宽度≤60㎜时，在金属载体进气端局部波峰上相间布置镍基钎焊材料，波峰上一面的一端涂覆镍基钎焊材料，另一面不涂，涂覆镍基钎焊材料的方式为波峰相间涂覆，当金属载体内芯宽度＞60㎜时，金属载体还需要在中间涂覆镍基钎焊材料，使内芯分为两个膨胀区域，减少内芯因膨胀系数不同造成的变形，当镍基钎焊材料涂层仅涂覆在金属载体波峰局部段上时，主要涂覆在金属载体的进气端，涂层离进气端为0-2㎜，以L表示金属载体内芯宽度，D表示涂层宽度，1/10L＜D＜5/10L，出气端金属载体波峰不做涂覆，当镍基钎焊材料涂层涂覆在金属载体另一面波峰时，只涂覆在出气端，涂层离出气端2-10㎜，以d表示涂层宽度，0.5/10L＜d＜3/10L，进气端金属载体不做涂覆。