DE10011286A1 - Lötmaterial, seine Verwendung und ein Wabenkörper - Google Patents

Lötmaterial, seine Verwendung und ein Wabenkörper

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Abstract

Zum Verlöten der lageweise geschichteten und/oder gewickelten Metallbleche eines Wabenkörpers wird ein Lötmaterial vorgeschlagen, wobei das Material auf Nickel basiert und 17 bis 23 Gew.-% Chrom, 5 bis 10 Gew.-% Silizium, 18 bis 20 Gew.-% Eisen und weniger als 0,5 Gew.-% Bor enthält.

Description

Durch die WO 97/07923 ist ein Lötmaterial auf Nickelbasis bekannt, wobei das Lötmaterial zwischen 0,5 und 8% Bor, insbesondere 3 bis 6% Bor enthält. Bor im Lötmaterial dient als Diffusionsbeschleuniger, so daß eine zeitliche Verkür­ zung des Lötprozesses erreicht werden kann. Ein solches Lötmaterial ist insbe­ sondere für Wabenkörper, vorzugsweise zur katalytischen Umsetzung von Gasen, insbesondere von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine geeignet. Ein sol­ cher Wabenkörper besteht aus Metallblechen, die lagenweise geschichtet und/oder gewickelt werden, wobei die Metallbleche zumindest teilweise eine Struktur zur Bildung von für ein Fluid durchströmbare Kanäle haben. Einen solchen Waben­ körper beschreibt beispielsweise die WO 89/07488. Der Wabenkörper dient als Träger eines Katalysators, der die Umsetzung von Komponenten eines Abgases, insbesondere eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, in weniger um­ weltbelastende Verbindungen begünstigt. Solche Wabenkörper sind hohen me­ chanischen sowie thermischen Belastungen ausgesetzt. Daneben bestehen Pro­ bleme der Korrosion, da die Metallbleche in einer die Korrosion fördernden At­ mosphäre ausgesetzt sind. Es ist daher wünschenswert, zur Herstellung eines Wa­ benkörpers Metallbleche mit hoher Korrosionsbeständigkeit zu verwenden.
Aus der US 5,366,139 ist bekannt, daß die Bleche eines Wabenkörpers minde­ stens eine Schicht aus Chrom enthaltendem Stahl und mindestens eine im wesent­ lichen Aluminium enthaltenden Schicht aufweisen. Ein solches beschichtetes Blech wird einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei das Blech weitgehend homogenisiert wird. Unter Homogenisierung des Blechs wird eine Diffusion des Aluminiums in Stahl verstanden, so daß im wesentlichen ein einschichtiges Blech aus Stahl mit Aluminium entsteht.
Durch die EP 0 437 626 A1 ist ein metallischer Wabenkörper bekannt, bei dem die Metallbleche mittels eines Lötmaterials miteinander verlötet sind. Das Löt­ material ist ein auf Nickel basierendes Material, das im wesentlichen frei von Kohlenstoff und Chrom ist und 4 bis 8 Gew.-% Silizium und 2 bis 4,5 Gew.-% Bor enthält.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, das gattungsgemäße Lötmaterial weiter zu entwickeln. Ein weiteres Ziel der Er­ findung ist es, besonders bevorzugte Verwendungen des neu entwickelten Löt­ materials anzugeben. Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen gelöteten Wabenkörper anzugeben, der gegenüber herkömmlichen Wabenkörpern eine noch höhere Lebensdauer aufweist.
Das erfindungsgemäße Lötmaterial zeichnet sich dadurch aus, daß dieses ein auf Nickel basierendes Material ist, das 17 bis 23 Gew.-% Chrom, 5 bis 10 Gew.-% Silizium, 18 bis 20 Gew.-% Eisen und weniger als 0,5 Gew.-% Bor enthält. Über­ raschenderweise hat sich herausgestellt, daß ein solches Lötmaterial zum Verlöten von Metallblechen enthaltend Aluminium geeignet ist, da durch dieses Lötmateri­ al die Verarmung des Metallblechs an Aluminium im Bereich der Lötstelle im Vergleich zu Lötstellen, die mit herkömmlichem Lötmaterial ausgebildet sind, geringer ist.
Bevorzugt ist dabei eine Lötmaterialzusammensetzung, bei der der Eisenanteil bei ca. 20 Gew.-% liegt. Insbesondere wird vorgeschlagen, daß der Boranteil bei 0,1 Gew.-% liegt.
Das erfindungsgemäße Lötmaterial ist besonders zum Verlöten von Metallblechen mit einer Dicke < 40 µm geeignet. Dieses ist insbesondere dann der Fall, wenn das Metallblech Aluminium enthält, so daß die Verarmung an Aluminium im Be­ reich der Lötstelle verringert wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, daß das er­ findungsgemäße Lötmaterial zum Verlöten von Metallfolien eines Wabenkörpers verwendet wird.
Gemäß einem noch weiteren erfinderischen Gedanken wird ein Wabenkörper, vorzugsweise zur katalytischen Umsetzung von Gasen, insbesondere von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, vorgeschlagen, wobei der Wabenkörper durch lagenweise geschichtete und/oder gewickelte Metallbleche, die zumindest teilwei­ se eine Struktur zur Bildung von für ein Fluid durchströmbaren Kanälen aufwei­ sen, gebildet. Wenigstens ein Teil der Bleche ist mindestens teilweise mittels ei­ nes Lötmaterials miteinander verbunden, wobei das Lötmaterial ein Material auf Nickelbasis ist, das 17 bis 23 Gew.-% Chrom, 5 bis 10 Gew.-% Silizium, 18 bis 20 Gew.-% Eisen und weniger als 0,5 Gew.-% Bor enthält. Ein solcher Waben­ körper hat verbesserte thermische und mechanische Eigenschaften. Auch die Kor­ rosionsbeständigkeit wird verbessert, so daß der Wabenkörper eine höhere Le­ bensdauer hat.
Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung darge­ stellten Wabenkörpers erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Wabenkörper 1. Der Wabenkörper 1 besteht aus la­ genweise geschichteten und gewickelten Metallblechen. Der Wabenkörper ist aus abwechselnden Lagen glatter und gewellter Bleche 2, 3 hergestellt. Der aus la­ genweise geschichteten und gewickelten Metallblechen hergestellte Wabenkörper 1 weist eine Struktur auf, durch die der Wabenkörper für ein Fluid durchströmba­ re Kanäle 4 entstehen. Die Blechlagen sind in einem Mantelrohr 5 angeordnet.
Die Metallbleche 2, 3 sind durch Verlöten miteinander verbunden. Hierzu kann das Lötmaterial in Form eines Pulvers an die zu verbindenden Stellen gebracht werden. Das Lötmaterial kann auch als bandförmiges Material zwischen die Ble­ che gelegt werden.
Auch das Mantelrohr 5 ist vorzugsweise mit den Blechen 2, 3 verbunden.

Claims (9)

1. Lötmaterial auf Nickelbasis enthaltend 17-23 Gew.-% Chrom, 5-10 Gew.-% Silizium, 18-20 Gew.-% Eisen und < 0,5 Gew.-% Bor.
2. Lötmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisen­ anteil bei ca. 20 Gew.-% liegt.
3. Lötmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boranteil bei ca. 0,1 Gew.-% liegt.
4. Verwendung eines Lötmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Verlöten von Metallblechen mit einer Dicke kleiner 40 µm.
5. Verwendung eines Lötmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Verlöten von Metallfolien, insbesondere von Metallblechen mit einer Dicke kleiner 40 µm, eines Wabenkörpers.
6. Wabenkörper, vorzugsweise zur katalytischen Umsetzung von Gasen, insbesondere von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, der durch lagenweise geschichtete und/oder gewickelte Metallbleche (2, 3), die zumindest teilweise eine Struktur zur Bildung von für ein Fluid durchströmbaren Kanälen (4) aufweisen, und wenigstens ein Teil der Metallbleche (2, 3) mindestens teilweise mittels eines Lötmaterials miteinander verbunden ist, gekennzeichnet durch ein Lötmaterial auf Nickelbasis enthaltend 17-23 Gew.-% Chrom, 5-10 Gew.-% Silizi­ um, 18-20 Gew.-% Eisen und < 0,5 Gew.-% Bor.
7. Wabenkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ei­ senanteil bei ca. 20 Gew.-% liegt.
8. Wabenkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boranteil bei ca. 0,1 Gew.-% liegt.
9. Wabenkörper nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Metallbleche (2, 3) eine Dicke kleiner 40 µm aufweist.
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