JPH07507498A - 金属構造，特にハニカム本体の小領域にはんだを添加するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 金属構造、特にハニカム本体の小領域にはんだを添加するための方法 この発明は、金属構造、特に金属ハニカム本体の小領域にろう付相料を添加する ための方法に関する。特別な応用としては、金属ハニカム本体用のジャケットチ ューブの内部にろう付材料を添加することかあり、これは、たとえば自動車のｔ ＪＦ気ガスの清浄に用いられる触媒活性材料のギヤリヤ本体として使用される。

熱交換器などにおける同等に微細なシー１へメタル構造を用いた他の応用もまた 可能である。

ヨーロッパ特許文献Ｂ　０　０４９　４８９には、金属構造にろう付材料を添加 するための方法が既に開示されており、そこでは感圧型接着剤か添加されその後 ろう付パウダーにより作用される。この感圧型接着剤は、乾燥の後でも粘着性か あり、残渣なくろう付温度で蒸発することになる。そのような接着剤に助けられ て、薄い、実質的に単一粒子のフィルムか添加され、添加されるへきろう付材料 の量は、使用されるろう付材料粒子の粒度によってかなり正確に計られ得る。こ の文献には、構造の熱処理て生じ得る昇温ての感圧型接着剤の作用についてさら に述へられていない。

ドイツ特許明細書ＤＥ−Ａ　３８　１８　５１２から、さまさまな利点および不 利点を有する種々のろう付材料添加方法か周知である。この文献には、ハニカム 本体および同様の構造に関して当時までに周知であったろう付方法の調査か含ま れている。しかしながら、ここでもまた、使用される接着剤または結合剤の、昇 温における特性については何も述へられていない。

米国特許４，７９５，６１５によって、ジャケットチューブを存する金属ハニカ ム本体において、はぼ周辺に延びるストリップ状領域で、たとえばそれにろう竹 材料フォイルを付けることによって、実際のハニカム構造をジャケットチューブ に結合することもまた周知である。しかしなから、たとえばハニカム構造かジャ ケットチューブに差込まれるときろう竹材料フォイルか移動したりまたはずれた りするので、そのようにろう竹材料フォイルを付けることはすへての応用におい て適切であるというわけではない。

触媒キャリヤ本体または熱交換器などのより復雑なコンポーネントては、所望の 本体かろう竹材料かそれに添加された状悪で完全に組立てられる前に、いくつか の製造ステップかしばしは必要である。ここでジャケットチューブを有する金属 ハニカム本体を例として取上げ、生ずる問題について以下のように議論する。

ハニカム本体に使用されるメタルノートの微細構造を製造しかつ処理することを 可能にするために、鉱物、グリース物質、および処理材料を含み得るローリング オイルでシーｌ−かコーティングされれば有利である。しかしなからメタルシー トから製造された構造にろう竹材料が添加される前に、そのようなローリングオ イルは、少なくとも部分的に取除かれなければならない。ローリングオイルの除 去は熱処理によって行なわれ得る。しかし、その完全に製造された形態にありか つそのジャケットチューブを有するハニカム本体に対して、この熱処理か既にな され得るならば、それは特に実用的である。すなわち、オイルフィルムか与えら れたシー１〜メタル構造は第１に適切なジャケットチューブに差込まれなればな らない。ろう付されるべきハニカム本体構造とジャケットチューブとの間の領域 はもはや後でろう竹材料を与えることはできないので、ジャケットチューブの内 部の所望の小領域にはその時までにろう竹材料か添加されていなければならない 。もしこれが粘着性材料およびろう付パウダーによってそれ自体周知の態様でな されると、熱処理の間もその後も、ろう付パウダーは所望の領域て粘着し続けな けれはならない。ある部分には組立に先立ってろう竹材料が添加されていなけれ ばならず、一方池の部分には後でしか添加してはいけない。他のハニカム構造に もまた同様の問題か生じる。

ゆえにこの発明の目的は、意図的な、熱に対して安定した金属構造の小領域への ろう竹材料の添加を可能にするろう竹材料添加処理であって、添加されたろう竹 材料か後の熱処理または他の処理ステップで再度離散することのない処理を開示 することである。

この目的は、金属構造にろう竹材料を添加するための方法によって達成され、こ の方法において粘着性材料か構造またはその小領域に添加され、その後ろう付パ ウダーか添加され、ろう付パウダーは粘着性材料に粘着し続け、粘着性←（料は 少なくとも１８０°Ｃまで、好ましくは２００°Ｃよりトの温度てその接着性を 維持し、ろう付パウダーか添加された後であるか実際にろう行処理される前に、 構造の熱処理、特にろう竹材料が与えられていないまたはまだ与えられていない 構造部分の熱による脱脂か行なわれ、ろう付パウダーはそのときまたはそれに続 く処理ステップのいずれかで離散することはない。

今［ｊまて２つ以上の動作ステップでより複雑な構造にろう（：ｊ材料を実用的 な方法で添加し、かつ第１のろう付材料添＋ＩＯの後熱処理を伴なうさらにより 複雑な動作ステップを行なうことは可能でなかったのだか、この発明はこの種の 可能性を与える。結果として、異なったろう竹材料を用い、引続き高品質を維持 して、さまざまなろう竹材料添加技術によって、金属構造において異なったタイ プのろう竹材料化合物か使用され得る。特に、他の領域にはろう竹材料かまた添 加されているとしても、ハニカム本体か組立られた漫に、またローリングオイル か与えられた構造か熱によって脱脂されることか可能である。これは以前は可能 でなく、そのため構造を組立てるとき既に脱脂されたシートの使用に伴なう大き な不利益を我慢しなければならなかった。

この発明は、触媒キャリヤ本体のジャケットチューブを残りのハニカム本体に結 合するのに特に有利に使用され得る。その目的のために、ジャケットチューブの 内側のほぼ内周に沿って延びる少なくとも１つのストリップ状領域に、粘着性材 料か与えられ、その後ろう付パウダーが与えられる。粘着性材料の添加は、たと えばフェルトローラ、開孔ゴム、またはスポンジ状デバイスを用いて行なわれ、 結果としてこの種の処理はまた容易に自動化され得る。典型的な応用では、その ようなストリップ状領域の輻はおよそ１５ｍｍ〜２５ｍｍてあり、さらに好まし くはおよそ２０ｍｍである。

耐久性のためにかつ膨張の問題を制御するために、ハニカム本体、または９０ｍ ｍより大きい軸方向の長さを有するジャケットチューブにおいて、少なくとも３ つのストリップ状領域にろう竹材料を添加すること、およびより短いジャケット チューブでは、２つの同様の領域、または１つの同様の領域にろう竹材料を添加 することか好ましいことかわかっている。

一方で、多くの応用においてそのようなジャケットチューブに差込まれるハニカ ム構造はジャケットチューブそれ自体よりいくぶん短く、他方で、ジャケットチ ューブとハニカム構造との間の接続は必ずしも面端で行なわれることになってい ないので、スＩ・リップ状領域かジャケットチューブの面端から一定の距離を開 けて位置されると有利である。

もし粘着性材料か溶液であれば、実際の熱処理に先立って容易に揮発する成分を 取除くために乾燥される。後の急速な加熱の際、これによってバブル形成および ろう付パウダーの分離か回避される。

たとえば、ポリビニルメチルエーテルは適切な粘着性材料であることかわかって いる。それはおよそ２〜６％水溶ｆ！＜中て使用され、好ましくは環境保護のた めおよそ４％の溶液で使用される。

少なくとも前述の触媒キャリや本体の応用に関しては、およそ５０〜１４０の粒 度、好ましくはおよそ６３〜１２５の粒度を有するろう付パウダーが特に適切で ある。微細ハニカム構造それ自体をろう付するためには、かなりの割合のもっと 小さな粒子を打するろう付材料が一般的に必要であり、そのようなろう付パウダ ー混合物からは次第に時間の経過につれて小さなろうイ」材料粒子かなくなる。

正確には粒度の残留する組成物か特にろう付材料のジャケラ１−チューブの内部 への添加に適しており、それにより全製造」ユ程は極めて経済的なものになる。

ろう付パウダーか添加された後、構造化されたシー１−メタル層かジャケットチ ューブに差し込まれ、または何らかの他の方法で挿入され、かつその後熱処理さ れる。

ろう（＝ｊパウダーそれ自体の添加は好ましくは流動層でなされ、ろう付１才料 か添加されるへき構造の部分かその、Ａｔ動層に浸される。ろう付パウダーの吹 き込みまたは同等な方法もまた使用され得る。

非常にわずかな量のろう付パウダーを非常に正確に、所望の領域へ与えるための 所望の計測は、この方法で行なわれる。たとえば好ましくは単一粒子フィルムの ニッケルベースのろう付月１１に関しては、結果として生しる添加重量はおよそ 平方センチノー１ヘル当たり０．０３ｇ〜０．０４ｇである。

この発明の方法は図１および図２に関連して例示の実施例に関してさらに詳細に 以下て述へられるか、この発明はその実施例に制限されない。

図１は、触媒キャリヤ本体の概略的斜視、部分切取り図である。

図２は、ろう付材料かチューブに添加された、そのような本体のジャケットチュ ーブの部分断面図である。

図１は、ノヤケッ１−チューブ（２）を有する触媒キャリヤ本体（１）を示し、 その内部（３）には幅（ｂ）の領域（５）において発明の方法によりろうイ；］ 材料か添加される。

ろう付材料の添加の後、多くの構造化されたシートメタル層を含む実際のハニカ ム本体（４）か挿入され得る。図２に示されるように、ろう（；１材料添加処理 において、ジャケットチューブ（２）に粘着性材料（６）か与えられ、その−Ｌ にろう付パウダー（７）のフィルムか粘着し続ける。ノーニカム本体く・１）か 組立てられた後、１８０°Ｃまたはそれより高い温度で既に添加されたろう（＝ Ｊパウダーを離散することなくハニカム本体は熱処理、たとえは脱脂されること かでき、結果としてそれに続くろう（；ｊｔ４′料のたとえ（よ］にカム構造（ ４）の面端に対する添加は、何らかの池のろう付材料添加方法によっておよび／ または何らかの他のろう付を１料を用いて行なわれ得る。まだグリース除去さ第 １て１１ないまたは特別に潤滑された、構造化されｔこメタルノーｈの使用は、 全製造工程を簡単にしかつ早めること力１てき、生じるさまさまな接合作業に対 して、異なったろう（］材寥１およびろう付ｔＡ料添加方法か使用され得る。

平成　７年　３月１７日

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．金属構造（２、４）にろう付材料を添加するための方法であって、構造（２ 、４）またはその小領域（５）に粘着性材料（６）が添加され、その後、粘着性 材料（６）に粘着し続けるろう付け材料（７）が添加され、前記方法は、粘着性 材料（６）が少なくとも１８０℃および好ましくは２００℃より上までの温度で その接着性を維持し、ろう付けパウダー（７）が添加された後であるが実際にろ う付け処理される前に、構造（２、４）の熱処理、特にろう付材料が添加されて いない、またはまだ添加されていない構造部分（４）の熱による脱脂が行なわれ 、ろう付けパウダー（７）かそのときまたはそれに続く処理ステップのいずれか で離散することはないことを特徴とする、金属構造（２、４）にろう付け材料を 添加するための方法。
2. ２．金属構造（２、４）は、金属ハニカム本体（１）の、特に触媒キャリヤ本体 または熱交換器の、一部であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ３．金属構造（２、４）は、少なくともいくつかが構造化されている多くのシー トメタル層（４）を含むハニカム本体（１）のジャケツトチューブ（２）である ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. ４．粘着性材料（６）およびろう付けパウダー（７）は、ほぼ内周に沿って延び る少なくとも１つのストリップ状領域（５）のその内部（３）上のジャケットチ ューブ（２）に添加されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. ５．粘着性材料（６）の添加は、フェルトローラ、開孔ゴム、またはスポンジ状 デバイスによって行なわれることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. ６．各々のストリップ状領域（５）は１５ないし２５ｍｍ、および好ましくはお よそ２０ｍｍの幅（ｂ）を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の 方法。
7. ７．９０ｍｍより大きい軸方向の長さ（１）を有するジャケットチューブ（２） において、少なくとも３つのストリップ状領域（５）にろう付け材料が添加され ることを特徴とする、請求項４、５または６に記載の方法。
8. ８．単数または複数のストリップ状領域（５）は、ジャケットチューブ（２）の 面端から一定の距離を開けて配置されることを特徴とする、請求項４、５、６ま たは７のうちの１つに記載の方法。
9. ９．粘着性材料（６）は、容易に揮発する成分を取除くべく熱処理に先立って乾 燥させられることを特徴とする、前述の請求項のうちの１つに記載の方法。
10. １０．粘着性材料（６）はポリビニルメチルエーテルであることを特徴とする、 前述の請求項のうちの１つに記載の方法。
11. １１．ポリビニルメチルエーテルは、２ないし６％、好ましくはおよそ４％の水 溶液中で使用されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. １２．ろう付パウダー（７）はおよそ５０ないし１３０の粒度、および好ましく はおよそ６３ないし１２５の粒度を有する粒子を含むことを特徴とする、前述の 請求項のうちの１つに記載の方法。
13. １３．ろう付けパウダー（７）の添加の後、構造化されたシートメタル層（４） はジャケットチューブ（２）に差し込まれ、その後熱処理が行なわれることを特 徴とする、請求項３−１０のうちの１つに記載の方法。
14. １４．構造（２）が、少なくとも部分的に浸されている流動層内でろう付材料（ ７）の添加が行なわれることを特徴とする、前述の請求項のうちの１つに記載の 方法。
15. １５．ろう付パウダー（７）は、たとえばニッケルベースのろう付材料では、お よそ０．０３ないし０．０４ｇ／ｃｍ２の重量の、薄い、好ましくは単一粒子フ ィルムで添加されることを特徴とする、前述の請求項のうちの１つに記載の方法 。