CN103114243A - 汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材及制备方法 - Google Patents

汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材及制备方法 Download PDF

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李刚
陈平
王彦杰
顾建忠
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Abstract

一种汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材及制备方法，属于金属材料领域。材料成分有两种，区别是Al含量分别为5.5-6.0％和3.0-4.0％，Cr含量分别是19-22％和17-19％；其余元素含量为：C≤0.03％；Si≤0.40％；Mn≤0.50％；S≤0.005％；P≤0.02％；La+Ce：0.01-0.05％；Ti≤0.07％，N＜0.015％；Cu≤0.02％，Fe余量。本发明材质纯净，材料易于轧制加工成型。成分(1)20℃电阻率为1.37-1.43μΩ·m，硬度：Hv300-330，成分(2)20℃电阻率为1.10-1.20μΩ·m；硬度Hv270-300。成分(1)的合金箔材在1250℃，成分(2)的合金箔材在1150℃快速寿命值可达100小时以上，且氧化增重都不大于1.0x10-2kg/m2。

Description

汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材及制备方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，涉及一种汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材及制备方法。
背景技术
汽车尾气排放污染物的60-80％来自冷启动后的前120秒，因此减少冷启动后1-3分钟的排放污染物是降低汽车排放污染的关键。汽车尾气净化器载体材料早期为粒状陶瓷和蜂窝状陶瓷材料，但其存在热容量大、热导率低、机械强度低不耐振动等缺点，所以采用陶瓷作催化剂载体，不但不抗震，而且冷启动后的前几分钟达不到净化效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热容量小、热导率高、抗震性好的高温耐热抗氧化功能材料，材质纯净度高，能够轧制加工成厚度在0.03-0.08mm无夹层和空洞缺陷箔材的制备方法。
一种汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材及制备方法。材料化学成分有两种，其质量百分比分别为：
(1)C≤0.03％；Si≤0.40％；Mn≤0.50％；S≤0.005％；P≤0.02％；Cr 19-22％；Al 5.5-6.0％；La+Ce；0.01-0.05％；Ti≤0.07％，N＜0.015％；Cu≤0.02％，Fe余量。
(2)C≤0.03％；Si≤0.40％；Mn≤0.50％；S≤0.005％；P≤0.02％；Cr 17-19％；Al 3.0-4.0％；La+Ce：0.01-0.05％；Ti≤0.07％，N＜0.015％；Cu≤0.02％，Fe余量。
本发明材质纯净，材料易于轧制加工成型，最终轧制加工成厚度为0.03mm-0.08mm的箔材，主要用于制作汽车尾气净化催化剂蜂窝载体，本发明的两种成分的合金，其20℃电阻率为成分(1)1.37-1.43μΩ·m，成分(2)1.10-1.20μΩ·m；硬度：成分(1)Hv300-330，成分(2)Hv270-300；，有更好的抗氧化性，成分(1)的合金箔材在1250℃，成分(2)的合金箔材在1150℃快速寿命值可达100小时以上，且氧化增重都不大于1.0x10-2kg/m2。
如上所述汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材的制备方法为：炼钢采用三相电渣炉+电渣重熔工艺的双电渣冶炼工艺保证材质纯净，然后将电渣钢锭铁铬铝钢锭缓冷后锻造开成扁坯，经热轧轧制成2.5-3.0mm的热轧带坯。热轧带坯酸洗后将热轧带加热到200-400℃后经四辊轧机轧制成厚度1.2-1.5mm，然后经大六辊轧机往复轧制成0.25mm厚度，经连续光亮退火转到二十辊轧机轧制成厚度为0.03-0.08mm的成品箔材，按用户要求的宽度剪切分条后，成品包装入库。
铁铬铝箔材作为新型催化剂蜂窝载体材料，已经显现出明显的优势：热容量小、热导率高、抗震性好，可以通电自身发热，冷启动后能很快预热达到催化剂起燃温度，净化尾气。由于该发明的两种铁铬铝箔材主要用于汽车尾气净化催化剂涂覆的蜂窝载体材料，所以该材料必须具有优异的高温抗氧化性、材质必须超纯净才能保证轧制成厚度在0.03-0.08mm的箔材，否则会出现夹层和空洞等缺陷。
箔材材质纯净度高：采用三相电渣炉+电渣重熔的双电渣工艺，原材料采用部分金属铬、微铬、工业纯铁和铝锭等高纯净度原料，工业纯铁表面经除锈处理，出钢后采用包中吹Ar弱搅拌排除非金属夹杂；电渣重熔采用先精炼固体渣，把渣中不稳定氧化物如MnO、Fe2O3、SiO2精炼去除，然后用精炼后的固体渣炼液体渣，炼好后的液体渣倒入电渣炉进行电渣冶炼。固体渣成分质最百分比为：20-25％Al2O3，75-80％CaF2，再另加2-5％的CaO。冶炼的钢锭经夹杂评级在1.5级，夹杂尺寸＜10μm。
快速寿命是衡量电热合金质量的重要指标。本发明的铁铬铝耐热纤维材料采用检测其快速寿命的方法来测试合金的高温性能和高温抗氧化性。快速寿命测试方法按GB/T13300-91的标准进行。具体为：测试温度在1250℃，将该合金直径为0.8mm的丝材试样呈“U”形挂在寿命实验仪上，按规定条件持续进行2分钟通电，2分钟断电的冷热循环直至将试样烧断。试样承受冷热循环的累积小时数为试样的快速寿命。
氧化增重试验同样是测试箔材抗氧化性的方法，按照方法规定，成分(1)箔材在空气中加热至1100℃，成分(2)箔材在空气中加热至1000℃，形成一层均匀的Al2O3氧化膜，测试两种成分的箔材随加热时间到100h的氧化增重都不大于1.0x10-2kg/m2。
本发明的两种成分的合金易于加工成型，其20℃电阳率为成分(1)1.37-1.43μΩ·m，成分(2)1.10-1.20μΩ·m；硬度：成分(1)Hv300-330，成分(2)Hv270-300；，有更好的抗氧化性，成分(1)的合金箔材在1250℃，成分(2)的合金箔材在1150℃快速寿命值可达100小时以上，且氧化增重都不大于1.0x10-2kg/m2。
为了保证箔材的厚度控制的高精度，冷轧的六辊轧机和二十辊轧机都配备了射线自动测厚仪。
具体实施方式
Figure BSA00000794691700041

Claims (2)

1.一种汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材，其特征是化学成分质量百分比分别为：
(1)C≤0.03％；Si≤0.40％；Mn≤0.50％；S≤0.005％；P≤0.02％；Cr 19-22％；Al 5.5-6.0％；La+Ce：0.01-0.05％；Ti≤0.07％，N＜0.015％；Cu≤0.02％，Fe余量；
(2)C≤0.03％；Si≤0.40％；Mn≤0.50％；S≤0.005％；P≤0.02％；Cr 17-19％；Al 3.0-4.0％；La+Ce：0.01-0.05％；Ti≤0.07％，N＜0.015％；Cu≤0.02％，Fe余量。
2.权利要求1所述的汽车尾气净化催化剂蜂窝载体用铁铬铝箔材的制备方法，其特征在于：其全流程加工工艺为：
三相有衬电渣炉初炼→电渣重熔精炼→钢锭缓冷→锻造开成扁坯→热轧(2.5-3.0mm)→热轧带酸洗→热轧带加热到200-400℃→四辊轧机轧制(1.2-1.5mm)→六辊轧机轧制(0.25mm)→连续光亮退火→二十辊轧机轧制(0.03-0.08mm)→剪切分条→成品包装。
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