KR20110004459A - 금속 포일로 형성된 허니콤 몸체와 상기 허니콤 몸체의 제조 방법 - Google Patents

금속 포일로 형성된 허니콤 몸체와 상기 허니콤 몸체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매끈하고 구성된 금속 포일(2, 3)로 이루어진 허니콤 몸체(1)와, 상기 허니콤 몸체의 제조 방법에 관한 것이다. 매끈한 포일(2)은 구성된 포일(3)과 관련하여 상이한 평균 거칠기(12)를 갖거나 상이한 산화물 층 두께(6, 14)를 갖는다.

Description

금속 포일로 형성된 허니콤 몸체와 상기 허니콤 몸체의 제조 방법{HONEYCOMB BODY CONSISTING OF METAL FOILS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일과 적어도 하나의 구성된 포일로 형성된 허니콤 몸체와, 특히, 자동차에서의 내연기관 배기 시스템의 허니콤 몸체를 사용하는 상기 허니콤 몸체 제조 방법에 관한 것이다.
금속의 포일은 특히, 내연기관의 배기 시스템용 허니콤 몸체의 제조에 오랜 기간 사용되어 왔다. 이러한 사용환경에서의 온도는 높기 때문에, 특히 고온의 내부식성의 크롬과 알루미늄을 함유한 강철로 통상적으로 제조되어 사용된다. 본 발명에서, 전형적인 포일의 두께는 20㎛ 내지 180㎛(마이크로미터)이고 일반적으로 압연공정으로 제조된다. 금속의 허니콤 몸체에 대해 이러한 포일을 사용하고 배기-가스 정화를 위한 여러 구성요소를 사용하여, 특히 표면상에서 고도의 요구조건이 반드시 요구된다.
허니콤 몸체는 특히 납땜 재료에 의해, 부분 구역에 있어서 개별 금속 포일 사이에서 연결부를 구비하여, 임의의 구역과 여러 구역에서 고 강성을 갖는 허니콤 몸체 구조체는 교호의 하중에 대해 고 가요성을 갖는다는 것으로 알려졌다. 그러나 납땜 재료를 사용하여 생성된 미리 결정된 연결 부분 구역을 제외하고는, 허니콤 몸체 일 부분은 또한 특히 팽창에 의해 생성된 추가 연결부를 구비한다. 개별 포일 사이의 상기 팽창 연결부는 허니콤 몸체의 제조 동안에 및/또는 제조 이후에, 열처리 결과로 만들어진다. 본 발명에서, 서로 팽창 연결부를 형성하기 위하여 포일의 금속 표면에 대한 특성은 포일의 압연 공정에 의해 실질적으로 발생되는 개별 표면의 거칠기에 따라 결정된다.
금속 포일의 서로에 대한 납땜 연결부를 만들기 위하여, 예를 들면 임의의 구역에서 파우더 형태로 도포되는 납땜 재료가 용융 온도에 도달할 때 유동함으로서 둘러싼 소구역 상에서만 퍼지는 것은 특히 중요하다. 본 발명에서, 납땜 재료의 표면상에서의 유동 및 습윤 조건은 이와 같이 사용된 재료의 표면 거칠기에 따라 결정된다.
포일의 고온의 내부식 특성은 또한 특히 보호 산화물 층이 상기 포일의 표면 상에 형성되고, 알루미늄을 포함한 포일의 경우에, 상기 산화물 층이 특히 г-(감마-)알루미늄 산화물의 알루미늄 산화물로 주로 이루어진다는 사실로 나타난다.
일반적으로, 배기 시스템에서 금속의 포일로 제조된 허니콤 몸체는 촉매 활성 재료로 추가로 코팅되고, 상기 금속의 포일은 상기 타입의 워시코트에 대해 양호한 접착 특성을 가질 수 있다.
상기 기재한 사항으로부터, 특히 내구성이 있는 허니콤 몸체를 만들기 위해 금속의 포일이 충족해야만 하는 다수의 요구조건이 있다는 것은 자명하다. 그러나 지금까지는 이러한 허니콤 몸체의 모든 적용예에 대해 목표한 방식으로 문제점을 해결할 수 있는 것은 아니었다.
본 발명의 목적은 상기 기재한 바와 같은 문제점을 적어도 부분적으로 해결하고 특히 허니콤 몸체를 형성하기 위한 포일의 연결부의 내구성을 보장하는 금속의 포일로부터 형성된 허니콤 몸체를 특정하는 것이며, 상기 연결부는 납땜 재료의 팽창 특성과 습윤 특성 및 유동능력과 관련된 요구조건을 만족하는 동시에 저가로 생산될 수 있다. 더욱이, 상기 타입의 허니콤 몸체의 간단하고도 효율적인 제조 방법이 특정되었다.
상기 본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 허니콤 몸체와 청구항 11에 따른 허니콤 몸체의 제조 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 장점이 되는 특징과 기술 분야는 각각의 종속 청구항에서 특정되었다. 종속청구항에서 개별적으로 특정된 특징이 본 발명의 다른 실시예를 형성하고 임의의 바람직한 과학기술적으로 의미 있는 방식과 형태로 서로 연관될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 청구항에서 특정된 특징은 발명의 상세한 설명을 보다 정확하고 상세하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 다른 바람직한 실시예가 기재되었다.
본 발명에 따른 허니콤 몸체는 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일과 적어도 하나의 금속으로 구성된 포일로 적어도 형성되고, 상기 매끈한 포일은 상기 구성된 포일과 상이한 평균 거칠기를 갖는다.
본 발명에서, 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일과 적어도 하나의 구성된 포일은 바람직하게 크롬 성분과 알루미늄 성분을 갖는 스틸로 제조될 수 있고, 특히 1 내지 5% 중량의 알루미늄 함량을 갖는 스틸로 제조될 수 있다. 5%에 이르는 중량의 알루미늄 함량은 금속의 포일의 여러 특성에 대해 상당한 단점이 없는 고온의 내부식성에 특히 적절하다.
배기 가스가 유동할 수 있는 채널을 구비한 허니콤 몸체를 제조하기 위하여, 금속의 포일이 코일되고, 감기고 및/또는 스택될 수 있고, 본 발명에서 매끈하고 구성된 포일은 일반적으로 교호식으로 하나가 다른 하나의 상부 상에 놓여있다.
이러한 경우에 있어서, 본 발명의 범주 내로서, 매끈한 포일이 평면 설계로만 되는 것은 아니며, 적당하게는 허니콤 몸체를 통하는 배기-가스 유동의 효율 증가나 균일화의 향상에 기여하는 마이크로구조체(예를 들면 차단부, 난류 발생기, 유동 편향기 또는 유동 조정용 여러 구성요소와 같음) 및/또는 통로를 구비한다. 구성된 포일은 특히 주름진 (사인곡선/오메가 형상, 삼각형 형상, 다각형 형상, 등) 구조체를 구비하며, 통로, 차단부, 난류 발생기, 유동 편항기 또는 유동 조작용 여러 구성요소가 또한 추가적으로 제공될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 매끈한 포일의 마이크로구조체는 구성된 포일 구조체보다 더 작게(즉 상기 포일에 대해 횡방향으로 높이가 더 낮게) 형성된다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 매끈한 포일은 적어도 하나의 구성된 포일과 상이한 평균 거칠기를 가지며, 이를 달리 표현하면 상기 구성된 포일의 거칠기보다 크거나 작은 거칠기를 가진다는 것이다. 이러한 경우에 있어서, 적어도 하나의 매끈한 포일의 평균 거칠기는 적어도 하나의 구성된 포일의 거칠기보다 특히 더 크다.
본 발명에서 고려된 평균 거칠기 값은 바람직하게 접촉식(tactile) 스캐닝 방법을 사용하여 결정된 거칠기이다. 상기 스캐닝 방법은 예를 들면 독일어 정기간행물 "Stahl und Eisen 109"(영문으로는 "Steel and iron 109"임, 1989년, 12번째, 589 페이지와 590 페이지)에서의 항목 "Rauheitsmessung an gewalzten Faltblechen"(영문으로는 "Roughness measurement of rolled folded metal sheets")에 기재되어 있다. 이러한 경우에 있어서, 평균 거칠기는 거칠기의 산술적인 평균값("평균 거칠기(Ra)")이나 "평균 거칠기 깊이(Rmax)" 중 어느 하나로 특정된다. 이러한 경우에 있어서, 본 발명에서 말한 평균 거칠기는 각각의 포일 표면에 대한 대표적인 거칠기이다.
매끈한 포일의 평균 거칠기와 구성된 포일의 평균 거칠기 사이의 차이는 상기 평균 거칠기(Ra) 및/또는 상기 평균 거칠기 깊이(Rmax)와 관련하여 각각의 경우에 특히 설정될 수 있다.
평균 거칠기(Ra)는 중앙선에 대한 표면상에서의 측정점의 거리의 산술 평균으로 정의되고, 기준 길이 내에서, 상기 중앙선은 표면의 실제 프로파일과 교차하여 중앙선과 관련된 절대항의 프로파일 편차의 합이 최소가 된다.
평균 거칠기 깊이(Rmax)는 적어도 5개 값의 평균값으로 정의되고, 상기 5개의 값은 표면 프로파일의 측정의 각각의 경우에 있어서, 하나의 기준 길이 상에서의 최대 측정점과 최소 측정점의 차이에 대응한다.
포일의 평균 거칠기는 코팅부 없이 결정되고, 특히 산화물 층 없이 포일과 관련하여 정의된다.
2개의 포일의 Ra 및 Rmax에 대한 2개의 값이 각각의 경우에 상이하고, 특히 매끈한 포일의 Ra 및 Rmax에 대한 2개의 값이 각각의 경우에 더 큰 것이 바람직하다.
상이한 평균 거칠기를 갖는 포일로부터 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 성형은 증가된 평균 거칠기를 단지 하나의 포일 상에서, 즉 적어도 하나의 매끈한 포일 상에서 또는 적어도 하나의 구성된 포일 상에서 만들어서, 형성될 팽창 연결부의 특성은 감소될 수 있다는 것을 나타낸 과도한 테스트로부터 나타난다.
본 발명에서, 특히 매끈한 포일 자체가 증가된 거칠기로 제조되곤 한다. 허니콤 몸체를 제조하기 위하여, 매끈한 포일과 구성된 포일은 일반적으로 그 폭과 길이의 치수가 실질적으로 동일하다. 이에 따라 구성될 포일은 제조 공정 이전에 매끈한 포일보다 제 1 길이가 보다 길게 제공되어, 구조체를 제조하기 위한 제조 단계에 의해 제 1 길이의 감소가 보상된다. 따라서, 제조 비용 때문에, 특별히 구성된 압연 공정에 의해 매끈한 포일의 거칠기를 증가시키면 비용이 감소된다.
적어도 하나의 매끈한 포일이 0.3㎛ 내지 0.7㎛(마이크로미터)의 평균 거칠기(Ra), 바람직하게는 0.5㎛ 내지 0.7㎛의 평균 거칠기(Ra)를 갖도록 허니콤 몸체가 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 첫째로 팽창 연결부를 형성하는 포일의 특성이 효과적으로 억제되고, 둘째로 적당히 낮은 거칠기가 제공되어 납땜 재료의 유동 특성과 습윤 특성을 보장한다. 거칠기에 대한 특정된 상한은 양호한 유동과 표면상에서의 납땜 재료의 습윤 작용을 보장한다.
압연 공정을 사용하여 상기 포일을 제조하는 종래의 공정은 통상적으로 0.001㎛ 내지 0.3㎛ 범위, 특히 0.1㎛ 내지 0.3㎛ 범위의 평균 거칠기(Ra)를 만들어낸다. 상기 평균 거칠기(Ra)는 적합하게 적용된 롤러나 압연 파라미터에 의해 증가될 수 있다. 이를 위하여, 블러싱이나 블라스트(또는 이와 유사한 측정장치(measures))에 의한 최종 압연 단계에서의 롤러의 처리는 예를 들면 0.3㎛ 내지 0.7㎛ 범위의 평균 거칠기(Ra)를 갖는 포일을 제공하는데 필요하다.
허니콤 몸체의 일 실시예에 있어서, 또한 적어도 하나의 구성된 포일이 0.001㎛ 내지 0.3㎛의 평균 거칠기(Ra)를 갖도록 제시된다. 매우 바람직하게도 평균 거칠기(Ra)의 범위는 특히 0.1㎛ 내지 0.2㎛ 이다. 따라서 접착제나 납땜 재료에 대한 유동능력과 습윤 특성이 보장되는 동시에, 저렴한 제조 비용이 가능하게 된다.
허니콤 몸체의 포일의 거칠기 및/또는 거칠기 깊이(Ra 및/또는 Rmax)는 상기 포일의 압연 방향에 대해 횡방향으로 측정되는 것이 바람직하다. 압연 공정 때문에, 포일에 방향 거칠기가 만들어질 수 있다. 표면의 최대 거칠기는 바람직한 상기 측정 방향에 의해 결정된다.
허니콤 몸체를 제조하기 위해, 허니콤 몸체의 포일이 압연 방향과 동일하게 정렬 배치되는 것이 바람직하다.
허니콤 몸체 제조에 사용된 포일은 이후 표면으로 언급되는 상부면과 하부면을 구비한다. 허니콤 몸체의 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 매끈한 포일은 2개의 표면상에서, 구성된 포일과 상이한 산화물 층 두께를 갖는다.
스택된 및/또는 코일된 또는 감긴 허니콤 몸체에 있어서, 개별 포일 사이에 및/또는 상기 포일과 예를 들면 케이싱 튜브와 같은 여러 구성요소 사이에 접촉점이 있다. 상이한 공지된 방법에 의해, 예를 들면 납땜 재료를 사용하고 이후 가열함으로써, 수개의 구역에서, 고정된 연결점을 접촉점에 형성할 수 있다. 형성된 납땜 연결부가 (얇은) 산화물 층에 의해 상당히 손상되지 않는다. 0.3㎛ 내지 0.7㎛의 평균 거칠기(Ra)와 관련하여 제 2의, 산화물 층에 의해 바람직하지 않은 팽창 연결부가, 허니콤 몸체를 가열하는 동안에, 접촉점에서 형성되는 것이 방지되고, 상기 접촉점은 연결되기 위한 것이 아니다. 이를 위하여, 산화물 층이 충분히 두껍게 설계되어, 바람직하게 선택된 연결점의 생성은 거칠기와 산화물 층에 의해 향상될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 또한, 납땜 연결부가 계속 신뢰성 있게 제조되도록, 평균 거칠기의 특정 상한을 초과하지 말아야 한다.
허니콤 몸체의 적어도 하나의 매끈한 포일은 적어도 하나의 구성된 포일보다 더 두꺼운 산화물 층 두께를 갖는 것이 바람직하다. 허니콤 몸체의 구조체가 제조되기 이전에 산화물 층 두께가 개별 포일 상에 만들어지기 때문에, 특별하게 구성된 제조 단계가 또한 소정의 특성을 갖도록 본 발명에서 요구된다. 특히, 산화물 층은 상온에서, 예를 들면 어닐링 섹션, 즉 가열 수단을 구비한 포일용 콘베이어-타입의 장치나 노(furnace)에서 포일의 온도 처리에 의해 생성된다. 또한, 본 발명에서, 제조 비용을 고려하면, 적어도 하나의 매끈한 포일 상의 산화물 층 두께가 증가하는 것이 바람직하다.
허니콤 몸체의 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 매끈한 포일의 산화물 층 두께의 범위는 60 내지 80 nm(나노미터)이다. 이러한 범위는 바람직한 특성을 갖는 허니콤 몸체의 제조에, 특히 자동차의 배기 시스템의 사용에 특히 적합하다고 증명되었다. 따라서 산화물 층은 개별 제조 단계, 특히 접착제나 납땜 재료의 도포 및 분배 그리고 납땜 연결부의 형성에 악영향을 미치지 않는다.
본 발명에 따른 거칠기 범위와 관련하여, 산화물 층 두께가 단지 하나의 포일 상에서 증가된다면 팽창 연결부의 형성이 감소될 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 모든 포일 상에서의 001 내지 0.3 ㎛의 종래의 평균 거칠기(Ra)와 20 내지 40 나노미터의 종래의 산화물 층 두께를 갖는, 바람직하지 못한 팽창 연결부가 납땜에 의해 연결되지 않는 대략 30%의 접촉점에서 개별 포일 사이에서 만들어진다. 0.3 내지 0.7 ㎛의 평균 거칠기(Ra)와 60 내지 80 나노미터의 평균 산화물 층 두께를 갖는 적어도 하나의 포일을 형성함으로써, 대응하는 팽창 연결부가 접촉점의 최대 대략 5%에서만 만들어진다.
허니콤 몸체의 이러한 구조체에 의하면, 예를 들면 프린팅 (잉크젯) 공정에서의 선택적인 납땜 재료 적용과 관련하여, 허니콤 몸체의 소정의 가요성 특성이 얻어진다. 동시에, 특정 준비에 드는 비용과 제조 비용은, 특히 통상적으로 허니콤 몸체에 필요한 포일의 절반 부분 만이 사전에 반드시 처리되어야 하기 때문에, 여전히 허용가능하다.
더욱이, 상이한 비례 양의 매끈하고 주름잡힌 포일(즉, 포일 섹션)이 허니콤 몸체에 필요하다고 고려될 수 있다. 예를 들면, 매끈한 포일(즉, 포일 섹션)은 전체 허니콤 몸체의 표면적과 중량의 단지 30%와 40%에 대해 각각 고려된다. 증가된 거칠기를 설정하기 위해 특정 (비용-발생) 측정이 행해질 필요가 있다면, 이때 허니콤 몸체의 비율적으로 더 작은 부분에 측정이 행해지는 것으로 본 발명에서 제시되었다. 더욱이, 상기와 같은 방식에 있어서 미처리된 포일의 제조에 의해 설정 거칠기가 다시 변하게 되는 것을 방지한다.
이와 무관하게, 매끈한 포일과 구성된 포일의 거칠기의 반대되는 구성이 적당하게 예측될 수 있고 또한 기본적으로 본 발명의 범주 내에 있다는 것을 알 수 있다. 적어도 하나의 매끈한 포일은 0.001 내지 0.3 마이크로미터의 평균 거칠기(Ra)를 가지는 한편, 구성된 포일은 0.3 내지 0.7 마이크로미터의 평균 거칠기(Ra)를 가진다.
허니콤 몸체의 다른 한 장점이 되는 실시예에 따르면, 적어도 하나의 매끈한 포일 및/또는 적어도 하나의 구성된 포일은 14% 내지 25%의 크롬 중량과 3% 내지 7%의 알루미늄 중량을 함유한다. 철은 기본 재료로 제시된다. 본 발명에서 특정된 알루미늄 함량은 특히 산화물 층 형성에 사용되고, 크롬 함량은 특히 내부식성에 사용된다.
허니콤 몸체의 일 실시예에 있어서, 미리 결정된 구역에서 선택적으로 납땜에 의해서만 연결점이 인접한 포일 사이에 만들어지는 것으로 제시되었다. 고온의 진공 납땜 방법도 특히 사용된다. 상기 납땜 공정 동안에 온도가 높음에도 불구하고, 팽창 연결부나 단지 수개의 연결부나 매우 약한 팽창 연결부가 비-납땜 구역에서 만들어지지 않지만, 그러나, 팽창 연결부는 작동 중 허니콤 몸체의 열 팽창 및/또는 압축 작동에 상당한 영향을 미치지 않는다.
허니콤 몸체에는 산화물 층을 적어도 부분적으로 커버하는 추가 코팅부가 제공되는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 상기 코팅부는 특히 촉매 활성 재료를 갖는 워시코트 및/또는 코팅부이다. 본 발명에서, 내연기관의 배기-가스 정화에 사용하기 위해, 이러한 추가 코팅부는 전형적으로 플래티늄이나 로듐과 같은 귀금속을 함유한다. 상기 추가 코팅부는 허니콤 구조체의 제조 (납땜) 이후에 적용된다.
상기 기재한 본 발명의 목적은 허니콤 몸체의 제조 방법에 의해서만 달성될 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 허니콤 몸체는 아래 기재된 단계를 적어도 포함한다:
a) 상이한 평균 거칠기를 갖는 적어도 하나의 매끈한 포일과 적어도 하나의 구성된 포일을 제공하는 단계,
b) 제 1 산화물 층 두께를 갖는 산화물 층을 적어도 하나의 매끈한 포일이나 적어도 하나의 구성된 포일 상에 형성하는 단계,
c) 적어도 하나의 매끈한 포일과 적어도 하나의 구성된 포일로부터 허니콤 구조체를 형성하는 단계,
d) 상기 허니콤 구조체를 하우징 내에 삽입하는 단계,
e) 결합 연결부를 형성하는 단계.
각각의 경우에 있어서 적어도 하나의 매끈하고 구성된 포일의 상이한 거칠기는 상기 기재한 바와 같이 적당한 압연 공정이나 압연 파라미터에 의해 제조되지만, 특히 브러싱이나 블라스팅에 의한 포일 자체의 반동 처리에 의해 만들어질 수도 있다.
산화물 층은 적어도 하나의 매끈한 포일(또는 모든 매끈한 포일) 상에서만 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 있어서, 산화물 층은 포일이 코일로부터 풀려져 예를 들면, 어닐링 섹션과 같은 가열 장치를 통해 이송되는 연속 공정에서 만들어지는 것이 바람직하다. 허니콤 몸체를 제조하기 위한 포일은 이어서 소정 길이로 절단되거나, 또는 가열 장치를 나온 직후에 허니콤 몸체를 형성하도록 적층 및/또는 코일, 즉 랩(wrap)된다. 이러한 경우에 있어서, 포일은 함께 다수의 채널을 갖는 허니콤 구조체를 형성하고, 상기 채널은 바람직하게도 서로 실질적으로 평행하게 뻗어있다. 상기 허니콤 구조체는 포일이 서로 형성하는 납땜 연결부에 의해서 (실질적으로) 고정되는 것이 바람직하고, 또한 상기 포일이 그 단부로 하우징을 지지하고 점착되는 방식으로 상기 하우징에 연결(바람직하게는 단계 e와 관련하여)되는 것이 바람직하다.
제 1 산화물 층 두께를 갖는 산화물 층을 형성하기 위한 본 발명의 방법의 단계 b)는 적어도 750℃의 공기 온도에서 그리고 4 내지 8 초의 시간 내내 행해지는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 있어서, 특히 상기와 같은 방식으로 형성된 포일의 모든 표면상의 산화물 층이 10%이하, 바람직하게는 5%이하의 공차를 갖는 대략 일정한 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 목표로 하는 바와 같이 연결점의 선택적인 생성과 다른 구역에서의 연결부의 방지를 위하여, 유사한 조건을 모든 접촉점에 나타내는 것이 중요하며, 이를 위하여 산화물 층의 공차가 낮은 것이 유리하다.
본 발명은 바람직하게 자동차에 적용가능하다.
본 발명과 기술 분야는 도면에 기초하여 아래에 보다 상세하게 설명되었다. 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것으로서, 상기 실시예를 한정하기 위한 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 허니콤 몸체의 단부측 끝면도이고,
도 2는 매끈하고 구성된 포일 사이의 접촉점을 도시한 도면이고,
도 3은 매끈하고 구성된 포일 사이의 접촉점을 도시한 다른 도면이고,
도 4는 부분적으로 도시한 포일의 단면도이며,
도 5는 배기 시스템에서의 허니콤 몸체의 구성을 도시한 도면이다.
도 1은 하우징(23)에 배치된 매끈한 포일(2)과 구성된 포일(3)로 구성된 허니콤 몸체(1)의 끝면도를 개략적으로 도시한 도면이다. 감긴 포일(2, 3)로 본 발명에서 제조된 허니콤 구조체(15)의 정확한 형상은 본 발명에서 중요하지 않다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 금속의 허니콤 몸체의 모든 공지된 형상에 실질적으로 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예로서 구역(7)이 지시되었고, 이 구역에서 연결점(8)이 예를 들면 납땜에 의해 인접한 포일(2, 3) 사이에 형성되어, 본 발명의 허니콤 몸체(1)가 고 강성을 갖는다. 개별 연결점(8)이 선택적으로 제공되는 상기 구역(7)은 허니콤 몸체(1) 내에서 소정의 방식으로, 또한 포일(2, 3)과 하우징(23) 사이의 연결부와 관련하여 자명하게 위치될 수 있다.
도 2는 허니콤 몸체(1) 내 매끈하고 구성된 포일(2, 3) 사이의 접촉점(24)을 개략적으로 도시한 도면이다. 이러한 경우에 있어서, 매끈한 포일(2)은 납땜 재료(22)에 의해 연결점(8)의 구역에서 구성된 포일(3)과 연결된다. 이러한 경우에 있어서, 구성된 포일(3)은 웨이브 정상(20)과 웨이브 골(21)로 이루어진 구조체를 구비하고, 매끈한 포일(2)과 연결된 구조체에 의해, 유동이 통과할 수 있는 채널(25)이 형성된다. 이러한 경우에 있어서, 포일(2, 3)은 산화물 층(13)을 상기 포일의 2개의 표면(5) 상에서 구비하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 산화물 층(13)은 매끈한 포일(2) 상에 형성되며, 상기 포일(2)은 구성된 포일(3)의 제 2 산화물 층 커버(14) 보다 더 두꺼운 제 1 산화물 층 두께(6)를 갖는다. 제 1 산화물 층 두께(6)가 매끈한 포일(2)상에서 증가됨으로서, 매끈한 포일(2)과 구성된 포일(3) 사이의 팽창 연결부(10)가 방지된다. 도 2를 살펴보면, 매끈한 포일(2)과 구성된 포일(3)에 의해 형성된 채널(25) 내의 포일(2, 3) 상에 다른 한 코팅부(11)가 제공되었다. 상기 코팅부(11)는 특히 소위 워시코트 및/또는 촉매 활성 재료를 포함한다.
도 3은 산화물 층(13)이 영역(9)에서 불충분한 정도로 형성되었을 경우에서의 매끈한 포일(2)과 구성된 포일(3) 사이의 접촉점(24) 위치를 개략적으로 도시한 도면이다. 이러한 경우에 있어서, 불충분하다는 표현은 산화물 층(13)이 양 포일 상에서 손실되거나 매우 얇은 두께, 특히 50nm(나노미터) 이하의 두께로 형성된다는 것을 의미한다. 이러한 경우에 있어서, 예를 들면, 납땜 연결부를 제조하기 위하여, 허니콤 몸체(1)가 가열될 때, 팽창 연결부(10)가 접촉점(24)에 형성된다.
도 4에서 매끈한 포일(2)의 표면(5) 상에서의 산화물 층(13)과 거칠기(12)를 확대하여 부분적인 사시도로서 개략적으로 도시하였다. 이러한 포일(2, 3)은 전형적으로 긴 스트립을 압연하여 만들어지며, 이러한 경우에 있어서 압연 방향(4)은 화살표로 지시된다. 본 발명에서 거칠기(12)가 결정되는 측정 방향(19)은 상기 압연 방향(4)을 가로지르는 방향이다. 제 1 산화물 층 두께(6)를 갖는 산화물 층(13)은 표면(5)의 거칠기(12)와 관련하여 치수가 작고, 즉 실질적으로 표면 외형의 프로파일에 맞춰지고 여하튼 상기 표면 외형을 고르게 하지 않는다는 것을 알 수 있다. 거칠기(12)는 해치 영역으로 개략적으로 지시되었다. 상이한 편차(26)를 갖는 정상부와 하단부가 중앙선(27)과 관련하여 표면(5) 상에 형성되며, 평균 거칠기(Ra)는 상기 중앙선(27)으로부터의 상기 정상부와 하단부의 편차(26)에 대한 평균값을 나타낸다. 표면(5) 거칠기(12)에 영향을 미치는 다양한 가능성이 존재한다. 상기 거칠기(12)는 예를 들면 적당한 공구를 사용하는 폴리싱 공정에 의해 감소되고 브러싱 공정이나 블라스팅 공정에 의해 증가될 수 있다.
도 5는 허니콤 몸체(1)를 자동차(18)의 내연기관(17)의 배기 시스템(16) 내에서 사용하는 것을 도시한 도면이다.
1 허니콤 몸체 2 매끈한 포일
3 구성된 포일 4 압연 방향
5 표면 6 제 1 산화물 층 두께
7 구역 8 연결점
9 영역 10 팽창 연결부
11 코팅부 12 거칠기
13 산화물 층 14 제 2 산화물 층 두께
15 허니콤 구조체 16 배기 시스템
17 내연기관 18 자동차
19 측정 방향 20 웨이브 정상
21 웨이브 골 22 납땜 재료
23 하우징 24 접촉점
25 채널 26 편차
27 중앙선

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일(2)과 적어도 하나의 금속으로 구성된 포일(3)로 적어도 형성된 허니콤 몸체(1)로서,
    상기 매끈한 포일(2)은 상기 구성된 포일(3)과 상이한 평균 거칠기(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일(2)은 0.3 내지 0.7 마이크로미터의 평균 거칠기(12, Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속으로 구성된 포일(3)은 0.001 내지 0.3 마이크로미터의 평균 거칠기(12, Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포일(2, 3)의 거칠기(12)는 압연 방향(4)에 대해 횡방향으로 측정되는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일(2)은 상기 적어도 하나의 금속으로 구성된 포일(3)과 상이한 제 1 산화물 층 두께(6)를 그 두개의 표면(5)에서 갖는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일(2)은 상기 적어도 하나의 금속으로 구성된 포일(3)과 다른 보다 두꺼운 상기 제 1 산화물 층 두께(6)를 갖는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일(2)의 상기 제 1 산화물 층 두께(6)의 범위는 60 내지 80 나노미터인 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속의 매끈한 포일(2) 및/또는 상기 적어도 하나의 금속으로 구성된 포일(3)은 14 내지 25% 크롬 중량과 3 내지 7% 알루미늄 중량을 포함하는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    연결점(8)은 소정의 구역(7)에서의 선택적인 납땜에 의해서만, 인접한 포일(2, 3) 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 허니콤 몸체(1)에는 산화물 층(13)을 적어도 부분적으로 커버하는 추가 코팅부(11)가 제공되는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
  11. a) 상이한 평균 거칠기(12)를 갖는 적어도 하나의 매끈한 포일(2)과 적어도 하나의 구성된 포일(3)을 제공하는 단계,
    b) 제 1 산화물 층 두께(6)를 갖는 산화물 층(13)을 상기 적어도 하나의 매끈한 포일(2)이나 상기 적어도 하나의 구성된 포일(3) 상에 형성하는 단계,
    c) 허니콤 구조체(15)를 상기 적어도 하나의 매끈한 포일(2)과 상기 적어도 하나의 구성된 포일(3)로부터 형성하는 단계,
    d) 상기 허니콤 구조체(15)를 하우징(23) 내로 삽입하는 단계, 및
    e) 결합 연결부를 형성하는 단계를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1) 제조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 단계 b)는 4 내지 8 초의 시간 내내 적어도 750℃의 공기 온도에서 발생하는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1) 제조 방법.
  13. 내연기관 (17)과 배기 시스템(16)을 적어도 구비하고, 청구항 1 내지 10에 따른 허니콤 몸체(1)를 구비하거나, 청구항 11 또는 12에 따른 허니콤 몸체의 제조 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차(18).
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