CN1372636A - 用于腐蚀性环境条件下的护套导线结构和护套导线结构的制造方法 - Google Patents

用于腐蚀性环境条件下的护套导线结构和护套导线结构的制造方法 Download PDF

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Abstract

推荐一种用于腐蚀性环境条件下的护套导线结构,具有至少一个内导电体(1),它通过电绝缘材料(2)与金属外壳(3)电绝缘,其中外壳(3)由一种通过扩散后续渗铝的钢制成。

Description

用于腐蚀性环境条件下的护套导线 结构和护套导线结构的制造方法
本发明涉及一种具有至少一个内导电体的，可用于腐蚀性环境条件下的护套导线结构和一种制造抵抗腐蚀性环境条件的护套导线结构的方法。
已知多种不同形式的和例如用作温度测头的这类护套导线结构，这种温度测头可用来测量耐高温测量对象上的温度。这种温度测头由一管状金属护套组成，它里面这样地安装一导电体，使得它相对于护套电绝缘。这里导体做成电阻丝，其中电阻丝的电阻值用来测量温度。为了导体相对于护套管的电绝缘通常采用电绝缘的松散材料，它在护套管压扁形成扁平温度测头后构成一用于电阻丝的绝缘填料。
为了防止这类温度腐蚀测头由于例如通过测量环境内高温的腐蚀而损坏，众所周知护套和/或电阻丝由耐腐蚀的金属和合金制成。例如内导体通常由贵金属，例如铂制成，而对于护套的制造采用铁铬铝合量。这里铁铬铝合金具有通常5％以下(重量百分比)的铝含量。
这里缺点是，这种温度传感器的加工和成形比较困难，因为合量中的铝的成份使护套导线变脆。这存在这样的危险，护套由于变形-例如为了装入弯曲的测量对象内而弯曲一受到损坏以及产生裂纹，如果存在所要求的高铝含量的话。
因此本发明的目的是，提供一种具有内导电体的护套导线结构以及一种制造护套导线结构的方法，这种护套导线结构耐腐蚀性影响，并可以方便地与测量环境的形状相匹配，以装入测量部位。其次本发明的目的是，提供一种制造护套导线结构的方法，用这种方法简化耐高温的护套导线结构的制造。
按照本发明这个目的通过具有权利要求1特征的护套导线结构和通过具有权利要求5特征的方法来实现，本发明优良的结构在从属 给出。
本发明具有这样的优点，护套导线结构的外壳由一通过扩散后续渗铝的钢材组成，通过这样的方法可以使护套导线结构易于机械加工和/或成形，以制成其最终形状(安装形状，使用形状等等)。护套导线结构可用常用的金属成形方法，例如冷作成形，锤锻或冲压加工，并且尽管如此在其通过钢的后续渗铝加工完毕后仍然能耐腐蚀性影响。迄今为止存在的护套导线结构的良好可成形性，即可机械加工性和良好的耐腐蚀性-这种良好的耐腐蚀性只有用脆的金属合金才能达到-之间的矛盾通过按本发明的护套导线结构得以解决。按本发明的护套导线结构不仅容易制造，而且它也可以方便地加工成希望的形状。
按照本发明一种优良的结构外壳含有铬，特别是22至25％(重量百分比)的铬和6％以上(重量百分比)的铝。实际表明，在外壳合金钢的这种化学成分时在其在高温环境下的耐腐蚀性和其与材料有关的寿命方面达到最佳。
按照本发明另一种优良的结构内导电体是至少一根电阻丝。这种电阻丝可以由一种贵金属或其它金属合金组成，因为它完全被耐腐蚀的外壳包围，并用这种方法通过外壳保护。这里电绝缘材料防止，金属电阻丝和外壳之间建立导电接触。
按照本发明另一种优良的结构护套导线结构是一种公知的用来装入内燃机排气装置的催化转化器中的温度测头。温度测头可方便地加工成这样的形状，温度测头以此形状根据其安装位置固定在催化器装置上。尽管如此按本发明的温度测头具有对于流过它旁边的高温燃烧废气腐蚀性影响的很强的抵抗能力。因此按本发明的用于催化转化器的温度测头的特征为在高的耐腐蚀性的情况下的良好的可加工性。
按本发明的用来制造耐腐蚀性环境条件的护套导线结构的按 5的方法具有这样的优点，护套导线结构的众所周知的加工，特别是挤压成一窄长的护套导线结构和成形为弯曲的护套导线结构，可以用简单的方法实现，因为外壳由一种具有很少铝含量的铬钢制成。因此护套导线结构的加工更方便，因为不必顾忌外壳材料可能出现的材料脆性。外壳在其外侧和/或内侧上用铝涂覆，其中只有在制成护套导线结构的最终形状以后才通过扩散退火(Diffusionsgluehen)将外壳表面上的铝扩散到外壳内。因此护套导线结构的抗腐蚀性影响的能力只有在护套导线结构制成最终形状之后才产生。按照本发明一种与此相关的优良实施形式，在护套导线结构制成最终形状以后外壳的铝含量大于6％(重量百分比)。实际表明，护套导线材料的铝含量在6％下时这种护套导线结构不具备足够的耐腐蚀性。
按照本发明另一种优良的设计在护套导线结构制成最终形状以后外壳的铝含量大于6％(重量百分比)，外壳的铬含量为22至25％(重量百分比)。已经证实，这种铬钢铝合金对于高腐蚀性环境条件特别适合。
按照本发明另一种优良的设计护套导线结构用作高温环境下的温度测头，并且温度测头的最终形状在工步e中与应用环境和/或安装结构相匹配。特别是用于例如温度为1000°K至1500°K的高温环境下的温度测头一方面必须是容易加工的，以制成其最终形状，并且尽管如此在其使用形状时是耐腐蚀性影响的。按本发明的温度测头的制造方法的主要优点是，这种温度测头其铝含量也超过6％(重量百分比)，并可制成任意形状。
按照按本发明的方法的与此相关的另一种优良的方案，护套导线结构作为温度测头装在内燃机催化转化器中，并且温度测头的最终形状在方法的工步e中与催化转化器的结构相匹配。特别是在用于越来越大批量生产的催化转化器中的温度测头中显现出按本发明的方法的优点。这种温度测头一方面要求它能尽可能成本低廉地制造，另一方面它可以很好地加工，这些温度测头必须可以和大量不同的催化转化器在其最终形状方面相匹配，另一方面必须具有高的耐用度，特别是耐从它旁边流过的燃烧废气的腐蚀性影响，用按本发明的方法可以经济地和用简单的方法制造这类温度测头。
在附图中表示本发明的一个实施例，下面对它加以详细的说明。附图中表示：
图1一具有管状外壳的护套导线结构的局部剖开的视图
图2具有做成扁平的外壳的护套导线结构的局部剖开的俯视图，
图3图2中的护套导线结构的局部剖开的侧视图，和
图4图2和3中的护套线结构在折弯形状时的局部剖开的侧视图。
按图1的护套结构具有一作为内导体的电阻1，它具有一螺旋形的形状并被一种电绝缘材料2完全包围。电阻丝1例如可以由一种合金或贵金属制成。在本实施例中电绝缘材料2是一种散装填料，它装灌在护套导线结构的管状外壳3内。护套导线结构的外壳3由一种通过扩散后续渗铝的钢组成。这种渗铝例如可以通过扩散退火形成。外壳只是在之后才渗铝，通过这样的方法护套导线结构的特点是，它很容易加工，以制成其最终的形状。例如护套导线结构的加工可以通过外壳3的成形进行，这时电阻丝1和包围它的绝缘材料2一起成形。
图2中表示一护套导线结构，其中外壳3做成扁平的。这样护套导线结构相应于前面的说明通过管状外壳3的挤压后成形为一扁平的护套导线结构。电阻丝1即使在挤压后，如图3中清楚地表示的那样，也通过电绝缘材料2相对于外壳3绝缘。
图4中表示一按图2和3的护套导丝结构的局部剖开的侧视图，这里护套导线结构具有折弯的形状。在这种护套导线结构中做成扁平的外壳3通过折弯加工成护套导线结构的最终形状。这里电阻丝1也通过电绝缘材料与外壳3绝缘。与按图2和3的护套导线结构不同这里外壳3由一种已经渗过铝的钢制成。因为护套导线结构具有其最终形状，并且因此不必作其它的加工或成形，外壳3可以渗铝。现在钢铝合金的脆性不再起什么作用。
本发明其它的优点和优良的结构可以从下面的权利要求书、附图和摘要中得到。
               附图标记表1  电阻丝                      2电绝缘材料3  外壳

Claims (10)

1.用于腐蚀性环境条件下的护套导线结构，特别是温度测头，具有至少一个内导电体(1)，它通过一种电绝缘材料(2)与一金属外壳(3)电绝缘，其特征为：外壳(3)由一种通过扩散后续渗铝的钢制成。
2.按权利要求1所述的护套导线结构，其特征为：外壳(3)包含特别是22至25％重量百分比铬和6％以上重量百分比的铝。
3.按权利要求1或2所述的护套导线结构，其特征为：内导体(1)至少是一电阻丝。
4.按上述权利要求之任一项所述的护套导线结构，其特征为：护套导线结构是一已知的用来装在内燃机排气装置的催化转化器中的温度测头。
5.用来制造耐腐蚀性环境条件的护套导线结构的方法，具有以下工步：
a.至少一根内导体(1)通过一种电绝缘材料(2)电绝缘地装在一金属外壳(3)的内部，
b.金属外壳(3)由具有很少铝含量，特别是铝含量在3％(重量百分比)以下，最好是1％以下的铬钢制成，
c.外壳(3)和内导体(1)以公知的方法加工成一窄长的护套导线结构，
d.在工步a至c之前、期间或之后外壳(3)在其外侧和/或其内侧上涂铝，特别是热渗铝，
e.在护套导线结构制成最终形状之后外壳(3)表面上的铝基本上均匀地扩散到外壳内。
6.按权利要求5所述的方法，其特征为：在工步d以后外壳(3)的铝含量超过6％(重量百分比)。
7.按权利要求5或6所述的方法，其特征为：在工步d以后外壳(3)的铝含量超过6％(重量百分比)，外壳(3)的铬含量为22至25％(重量百分比)。
8.按权利要求5至7之任一项所述的方法，其特征为：护套导线结构用作高温环境，特别是1000°K至1500°K温度下的温度测头，并且温度测头的最终形状在工步e中与使用环境和/或安装结构相匹配。
9.按权利要求8所述的方法，其特征为：护套导线结构作为温度测头装在内燃机的催化转化器中，并且温度测头的最终形状在工步e中与催化转化器中的结构匹配。
10.按权利要求5至7之任一项所述的方法，其特征为：护套导线结构的最终形状在工步e中通过机械加工和/或成形工艺，特别是冷作成形制成。
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