CN1076239C - 钎焊的金属蜂窝体制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属蜂窝体(1)制造方法，它由至少局部有某种结构的板层(2、3)盘卷、层叠或缠绕而成，按本发明，至少有某种结构的板层(2)如果经板层(2)的生产过程冷轧油(4)已不复存在的话则涂上一层冷轧油(4)。接着可以实施一道工序，即通过加热局部除去冷轧油(7)中容易挥发的成分。然后，便由板层(2、3)制成的蜂窝体(1)与钎剂(7)接触，钎剂粘附在冷轧油(4)上，尤其留在极层之间的接触，线附近。最后，蜂窝体在高温钎焊炉中在真空或有保护气体保护的状态下经受一次钎焊过程。

Description

钎焊的金属蜂窝体制造方法
本发明涉及制造尤其用于汽车排气催化剂的金属蜂窝体的制造，蜂窝体由至少局部有某种结构的板层通过盘卷、层叠或缠绕以及至少在局部区钎焊而成。
为了在装有内燃机的汽车排气系统中排气的催化反应而使用金属蜂窝体，它用作催化活性物质的载体。为了使这种催化剂载体坚固耐用以及为了使类似的蜂窝体满足在其他使用领域的使用性能，决定性的是构成蜂窝体的各个板层至少在部分区通过高质量的钎焊互相连接起来。已知这种蜂窝体用高温不锈钢板制成并在高温及真空下钎焊。
例如在DE2302746A1或DE2924592A1中说明了此类蜂窝体。由这些文件还已知蜂窝体的钎焊方法。
此外，由EP0049489B2已知一种胶合和钎焊金属蜂窝体的方法，这种方法允许涂覆较少量的钎料。在DE3818512A1中也介绍了一种胶合和钎焊这种载体的方法。此文件还包括关于已知的各种钎焊方法的概要。在EP0136514A1中介绍的蜂窝体干式钎焊也属于已知的钎焊方法，其中，钎剂通过表面力和机械地粘附保持在板层上。
此外由W093/25339已知一种制造金属蜂窝体的方法，其中，至少蜂窝体中有某种结构的板层只要在生产过程后已不再有此油层的情况下涂一层薄的冷轧油。此冷轧油接着经过热处理，由此除去冷轧油中易于挥发的成分。保留下来的其余冷轧油与表面活性剂的一种高度稀释的含水溶液接触，由此形成一层，这一层在通过干燥脱水后创造了一个用于涂敷钎剂的最佳前提条件。
本发明从先有技术出发要达到的目的是，提供一种制造蜂窝体的方法，这种方法能经济地实施。另一个目的是提高钎焊强度。
按本发明制造由至少局部有某种结构的板层盘卷、层叠或缠绕而成的金属蜂窝体的方法，至少此有某种结构的板层如果在板层生产过程之后已不再存在冷轧油层则涂上一层冷轧油，本发明方法的特征在于，将用板层制成的蜂窝体与钎剂接触，钎剂粘附地留在冷轧油上，以及，此蜂窝体经受一次钎焊过程。这样一种工艺方案特别经济，因为免除了冷轧油的全面热处理和化学处理和取消了干燥过程。特别出人意外的是，当钎剂直接附着在冷轧油上时，钎焊过程可达到更高的钎焊强度。冷轧油最好是市场上容易买到的冷轧油，它含矿物质、润滑剂和助剂。在由板层卷绕成蜂窝体时在板层间形成典型的接触线，在接触线附近由于有毛细力所以聚集着冷轧油。因此，当与钎剂接触时也正好在这些也需要用于连接的地方粘附着更多的钎料。
为了在钎焊时更加有利地影响钎料的分布，可通过加热蜂窝体进行部分加热脱脂，不过在这种情况下应这样选择加热的温度和时间，即只除去容易挥发的成分，并尤其应在接触线附近仍余留有足够的冷轧油。因此当与钎剂接触时在蜂窝体内的自由表面上只还粘附少量的钎料，然而许多钎料粘附在接触线的区域内，这一结果恰好是所期望的。
在正常的环境条件下冷轧油也不会干燥，所以此蜂窝体经得起长时间地运输和碰撞，钎剂不会因此而流出来。
钎剂最好至少加在蜂窝体的端侧。涂敷钎剂可这样进行：将蜂窝体浸入钎剂堆中的流化床内。取决于蜂窝体在流化床内的浸入深度，沿蜂窝体的轴向钎料涂层会有所不同。
在另一种尤其用于厚壁蜂窝体的实施形式中，蜂窝体沿其全部长度涂钎剂层。典型地使用镍基钎料。钎剂的平均直径最好大于60μm，其中，钎剂的最小粒度为40μm。
本发明一个重要的方面还在于，在钎焊过程中蜂窝体安置成具有侧向敞开端侧地平放着。采用这种蜂窝体在钎焊过程中平放着的布置，保证钎料不会由于温度升高使冷轧油粘度改变以及在冷轧油蒸发时从蜂窝体流出来。由于侧向敞开的端侧，所以抽真空和/或加入保护气体可以特别有效。
按照本方法另一项有利的设计，建议板层厚度至少为60μm，尤其至少80μm，最好至少110μm。在这里涉及其厚度比已知蜂窝体板层厚度大的板层。对于较厚的板层减少了对具有钎料的板层形成合金的影响。此方法最好在具有最大直径为90mm最好最大为70mm的蜂窝体中实施，由此保证当钎焊过程蜂窝体平躺着布置时，不会在钎焊中出现蜂窝体圆形形状的任何改变。在这里的出发点是，围绕着蜂窝体的壳尤其是一个套管具有一般的材料强度。在按本发明的工艺方案中达到高度地吸收钎料。在工艺过程中产生的钎料残渣比较少。由于钎料高的吸收率还实现了在连接区有高的钎焊强度，从而使板层达到有效连接。此方法当然也可以应用于极薄的板和钎剂粒度极细的情况下。
按本发明可以优先制造这样一种蜂窝体，它由至少部分有某种结构的板层盘卷、层叠或缠绕而成，其中，至少有某种结构的板层只要在板层制造过程后已不再存在冷轧油时便在此板层上涂一层冷轧油，使此由板层制成的蜂窝体与钎剂接触，钎剂粘附在冷轧油上，以及，蜂窝体经受一次钎焊过程。优先和特别经济的是可以制造这样一种蜂窝体，即，板层具有最小厚度为60μm，最好80μm，尤其110μm。在这种情况下，此蜂窝体的直径尤其为最大90mm，最好最大为70mm。这样一种蜂窝体特别适合于用作双轮车的催化剂载体。
下面借助于附图说明此方法和按此方法制造的金属蜂窝体的其他特征和优点。其中：
图1已部分卷绕好的蜂窝体；
图2通过这种蜂窝体的局部横截面。
图1示意表示蜂窝体1的结构，它主要用作排气催化剂的载体。波纹板2与平板3卷绕成一螺旋体，在这种情况下在板层2、3之间形成典型的接触位置5、6。波纹板2和/或平板3的表面涂覆一层冷轧油。卷绕好的蜂窝体1有第一端侧8a和第二端侧8b，它们通过通道9互相连接。蜂窝体经受钎焊过程，在此过程中将钎剂7加在蜂窝体中。钎剂7最好涉及一种具有颗粒直径＞60μm尤其具有平均颗粒直径＞63μm的粗钎料。接着此已有钎剂涂层的蜂窝体经受一次钎焊过程。
涂敷钎剂例如可借助于流化床进行，这种流化床例如在W093/25339中所介绍的那样。
图2示意表示通过蜂窝体1的局部横截面，蜂窝体1有在波纹板2与平板3之间的典型的接触线。波纹板2和平板3有一个冷轧油层4，在冷轧油层内含有钎剂7。钎剂7粘附在冷轧油层4上和冷轧油层4内，无需其他的例如使之固定的处理步骤。

Claims (15)

1.制造具有从第一端侧(8a)至第二端侧(8b)延伸的通道(9)的金属蜂窝体(1)的方法，蜂窝体由至少局部有某种结构的板层(2、3)盘卷、层叠或缠绕而成，其中至少有某种结构的板层(2)如果在板层(2)的生产过程后冷轧油(4)已不复存在则涂上一层冷轧油(4)，此蜂窝体(1)短时加热，所以冷轧油(4)中容易挥发的成分离开自由表面，以及按此方法然后使由板层(2、3)制成的蜂窝体(1)与钎剂(7)接触，钎剂粘附在冷轧油(4)上，而此蜂窝体(1)经受一次钎焊过程。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，钎剂(7)至少涂敷在蜂窝体(1)端侧(8a、8b)之一上。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，钎剂(7)沿蜂窝体(1)的全部长度涂敷。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在钎焊过程中蜂窝体(1)安置成具有侧向敞开端面地平放着。
5.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，板层(2、3)的厚度为至少60μm。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，板层(2，3)的厚度至少为80μm。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，板层(2，3)的厚度至少为110μm。
8.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，至少局部有某种结构的板层(2、3)通过盘卷、层叠或缠绕成直径最大为90mm的蜂窝体(1)。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，最大直径为70mm。
10.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，钎剂的粒度至少为40μm以及平均粒度＞60μm。
11.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，钎焊过程在真空状态进行。
12.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，钎焊过程在惰性气体中进行。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，惰性气体是氩。
14.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，惰性气体是氮。
15.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，蜂窝体(1)短时加热到100至200℃的温度。
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