KR930011711B1 - 배기가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지모체의 제조법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 다층 구조의 금속제 담지(擔持)모체의 사시도.
제2도는 제1도에 도시한 본 발명의 금속제 담지 모체를 금속 케이스에 수납한 상태의 사시도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속제 담지 모체를 금속 케이스에 수납한 상태의 사시도.
제4도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속제 담지 모체를 금속 케이스에 수납한 상태의 것에 있어서, 단면도 형상의 삼각형상의 것의 사시도.
본 발명은 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지 모체에 과한 것이다. 일반적으로 자동차의 배기 가스의 정화 수단으로서 이것을 배기관의 중간에 설치하여 사용한다. 여기서 말하는 ＂담지(carrier)모체＂는 화학분야에서 사용하는 ＂담체＂와 다르고 담체에 의하여 지지되는 촉매를 유지하는데 사용한 기구를 말한다.
종래, 이러한 배기 가스 정화용 촉매를 유지하기 위한 금속제 담지 모체는, 단위 체적당 담지 면적을 크게 하기 위하여, 즉 단위 체적당 배기 가스와 배기 가스 정화용 촉매와의 유효 접촉면적을 크게 하기 위하여, 그리고 금속제 담지 모체 자체의 경량화를 시키기 위하여, 0.1mm정도 이하로 극히 얇게 냉열성의 얇은 강대(鋼帶)로 만든 평판상 띠제를 번 갈아 콘택트부를 갖도록 중첩하여 일정방향으로 배기 가스를 통과시키기위한 다수의 스크린형 통기공을 갖는 나선형 또는 계층형의 적층체에 형성한다. 그리하여 적층체로 형성된 금속제 담지 모체는 필요에 따라서 양단이 개구한 금속 케이스내에 수납하여, 예를 들면 일본 특허 공개공보 소 54-13462, 소-1585, 소 56-4373호 등에 도시되어 있는 바와 같이 전자빔 용접, 레이저 용접 등으로서, 또는 미리 띠제를 분말상 혹은 박상등으로 처리함으로써 적층체의 형성후에 땜납하여 고정되어 있다.
상기 내열성의 강대로서, 예를들면 크롬 15-25%, 알류미늄 2-5% 함유한 크롬-알루미늄-페라이트게 내열강이 사용되는 까닭에, 이러한 종류의 강대는 압연이 쉽지 아니하고 담지 모체의 재료에 합당한 소망의 얇은 판 두께로 될때까지 압연, 애닐링(annealing)의 공정을 여러번 반복하여 행할 필요가 있기 때문에 재료비를 고가로 하게한다.
한편, 적층체에 조립 고정함에 잇어서, 종래의 전자 빔 용접 또는 레이저 용접등으로는 특히 고가의 설계 장치를 필요로 하는 것이어서 좁은 콘택트부 또는 내부 콘택트부에서의 점 용접등의 번잡하고 복잡한 작업이 필요하여 생산성이 저하된다.
땜납에 의한 고정 방법에 있어서는 땜납제의 종류 및 배치의 방법, 가열조건 등을 특별히 고려해 주어야한다.
본 발명의 목적은, 얇은 대판제 등을 압연이 용이한 특정의 강대를 사용함으로써 얇게 대판(strip)화 하기 때문에 코스트 저감을 도모함과 동시에 내열성 및 고온도 부식성을 지니고, 더우기 적층된 띠제 상호 혹은 띠제와 케이스 등이 확실하게 고착되어 사용시의 전동등에 의한 이탈(분리)또는 위치변동을 일으키지 않도록 배기가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지 모체를 제공하는 것이다.
본 발명의 개요를 서술하면, 그의 첫번째 발명은 적층구조의 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지 모체의 조제법에 관한 발명으로서, 그것은 미리 니켈도금을 행한 얇은 강대로 만든 평판상 띠제와 파형판상 띠제를 번갈아 콘택트부를 갖도록중적하여 축 방향으로 다수의 스크린형 통기공을 갖는 적층체를 형성하고 이어서 상기 적충체를 용용 알루미늄 욕 (bath)에 침지 처리함으로서 제작되는 것이다.
또한 두번째 발명도 상기와 같이 적층 구조의 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지 모체의 제조방법에 관한 발명이고, 이것은 미리 니켈도금을 행한 얇은 강대로 만든 평판상 띠제와 파형판상 띠제를 번가아 콘택트를 갖도록 중적하여 축 방향으로 다수의 스크린형 통기공을 갖는 적층체를 형성하고, 그다음에 전기 적층체를 원통형 금속 케이스에 수납함과 동시에 용용 알루미늄 욕에 침지 처리함으로써 제작되는 것이다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 서술하여 나갈때 상술한 본 발명의 목적 및 장점을 확실하게 이해 하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 금속제 담지 모체의 구조에 관하여서는 도면을 기초하여서 설명한다.
제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같은 적층 구조는 나선형으로 권회되어 있는 반면에 제3도 있어서의 적층 구조는 계층형으로 중적되어 있다.
보통 자동차용 배기 가스 촉매 콘버터는 자동차의 밑판(underfloor)터널부에 장착되어 있고,그 밑판 터널부의 형상은 차 실내의 바닥의 돌출을 작게하기 위하여 보통 삼각형 또는 사다리꼴형이며, 제4도에 도시 되어 있는 단면이 삼각형인 것은 터널부의 복잡한 형상에 적합하기 때문에, 터널부의 공간을 효과적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 금속제 담지 모체의 형상은 도면들에 도시되어 있는것에 한정하지 아니한다는 것을 알아야 한다.
[평핀상 띠제]
본 발명에서 사용하는 얇은 강대로 만든 평판상 띠제는, 예를 들면 탄소가 0.15%이하의 저탄소강, 또는 탄소가 0.15%이하, 크롬이 0.015-30%의 크롬강으로 된 내열성의 강판제 및 급냉 박제등을 열간 또는 냉각 압연하여 구 두께가 약 0.03-0.1mm정도의 띠판으로 한 것이다.
상기 얇은 띠판을 청정화 처리, 또는 청전화 처리하고 나서 이어 활성화 처리한 후에, 통상의 전기 도금으로 표리 양면에 막 두께 5미크롱정도의 니켈 도금층을 형성시킨다. 상기 니켈 도금층의 형성은 압연 공정의 중간에서 행하고, 다시 소망의 판 두께를 얻도록 압연하여 얇은 띠제를 얻는다.
본 발명에 있어서 진술한 니켈 도금층의 형성은, 후술하는 용융 알루미늄 욕에서의 침지처리와 관련하여 금속제 담지 모체의 내열성을 향상시키는 것이기 때문에, 또한 금속제 담지 모체 띠제간의 접합강도 및 금속제 담지 모체와 금속 케이스의 접합 강도를 향상시키는 것이기 때문에 매우 중요한 의미를 갖는다.
[파형 판상의 띠제]
본 발명에서 사용하는 파형 판상의 띠제는 상기 평판상의 띠제를 예를 들면 포오밍(forming)기어간을 통과시킴으로써 제작된다.
[적층체의 형성]
평판상 띠제(1) 및 파형 판상의 띠제(2)는 교호로 중적하여 나선형으로 권회되어 축방향으로 스크린형 다수의 통기공(4)을 갖는 적층체(5)로 된다. 또한 적층체(5)는 띠제(1,2)를 일정의 길이로 절단한 것을 교호로 계층형으로 중적하여 제작하는 것이다.
이렇게 제작한 적층체(5)가, 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지 모체이다. 상기 적층체(5), 즉 배기가스 정화용 촉매르 유지하는 금속제 담지 모체는, 필요에 따라서 요소를 점 용접에 위하여 고정시켜 양단의 개구한 원통형 금속 케이스(3)에 수납될 수 있다.
[용융 알루미늄 욕]
상기 적층체(5)는 미리 탈지방, 피클링(pickling 묽은 산 용액으로 금속을 닦는것)처리를 행하여 플럭스(flux : 분출, 유출) 처리한 후에 즉시 약 700-800 정도이 용융 알루미늄 욕에 침지 처리된다. 침지 처리는 약 60초 동안이면 충분하나 그 이상을 넘어서면 안된다. 침지 처리된 적층체를 용융 알루미늄 욕으로부터 끄집어낸 후에, 공기를 불어 넣음으로써 적층체(5)로 부터 과잉 알루미늄을 제거하고 나서 더운 물에다 씻는다.
이 용융 알루미늄 욕에서 적층체(5)의 침지 처리에 있어서, 적층체를 구성하는 띠제(1),(2)의 표리 양면상에 알루미늄 피복층이 형성됨과 동시에, 그의 침지 처리시의 가열에 의하여 알루미늄 층의 알루미늄일 니켈 도금층 안으로 확산하여 금속간 화랍물을 생성하고 니켈-알루미늄 합금층이 형성된다.
이 니켈-알루미늄 합금층의 형성은, 금속제 담지 모체의 내열성 및 내고온 부식성을 향상시키기 때문에 아주 중요하다.
또한, 상기 용융 알루미늄 욕에 있어서의 적층체(5)의 침지 처리에 의하여, 적층한 띠제(1),(2)간의 콘택트부(9)가, 강고하게 접속되다 . 이것은 전술한 바와 같이 띠제의 표면상에 형성된 알루미늄 층간의 접합 뿐 만 아니라 용융 알루미늄 욕에서의 침지 처리에 의하여 형성된 니켈-알루미늄 합금층간의 접합, 더우기 띠제중의 철과 함급화에 의한 니켈-알루미늄-철 합금층 간의 접합등에 의하여 콘택트부(9)는 견고하게 접합되는 것이라고 볼 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 니켈-알루미늄 합금화층은, 그후에 필요에 따라서 환원성 또는 비산화성 분위기 가스중에서, 그리고 진공 중에서, 또는 솔트배스(salt bath)중에서 가열처리, 예를 들면 약 700정도로 가열처리 함으로서 2차 확산시켜 그 합금화층을 확대시킬 수 있어 금속제 담지 모체의 내열성을 다시 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 가스 정화용 촉매의 금속제 담지 모체를 제조하는 방법으로, 띠제(1,2)를 가지고 미리 니켈 도금을 행하고 나서, 이어 알루미늄 도금을 행하는 것이다.
본 발명의 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속 담지 모체는, 상술한 바와 같이 적충체(5)를 용융 알루미늄 배스에 첨지 처리하여 제작되는 것이어서, 그 침식 처리는 적충체(5) 자체 뿐만 아니라 적층체(5)를 금속 케이스(3)에 수납한 것을 대상으로도 한다. 이러한 경우에, 금속 케이스(3)의 내면을 미리 니켈 도금할 수 있다. 그리하여 적충체(5)와 금속 케이스(3)와의 콘택트부를 알루미늄층 간의 결합 및 니켈-알루미늄 합금층 간의 결합에 의하여 견고하게 접합 될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예와 관련하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
저 탄소강(JICG 3141 Spec)의 두께 0.05mm, 폭 74.5mm의 얇은 강대로 만든 평판상의 띠제의 표리 양면에 전기 니켈 도금으로 두께 6미크롱의 니켈 도금층을 형성한다. 이 평판상의 띠제와, 그의 띠제를 다시 포오밍 기어간을 통하여 세로 방향으로 산과 산과의 피치 5.0mm, 산의 높이 2.5mm의 파형으로 가공한 파형 판상의 띠제를 각각 하나씩 중적하고, 나선형으로 권회하여서, 요점을 점 용접으로 고정하고, 외경 70mm로 측 방향으로 다수의 스크린형 통기공을 갖는 적층체를 형성한다
이 적층체를 , 탈지방, 피클링 처리하여 염화리튬,염화칼륨,염화나트륨, 및 불황 나트륨으로 된 혼합 용융 솔트배스 중에 침지하여 플럭스 처리를 행하고 나서 이어 알루미늄의 720℃의 용융 베스 중에 15초 동안 침치하고, 그것을 끄내어 공기를 불어 과잉 알루미늄을 제거하며, 그리고 더운 물에 씻어서 표면에 내열 내부식 피복층을 형성한 금속제 담지 모체를 얻었다.
[실시예 2]
크롬강(JCS G 4305 SUS 410L)(크롬 13%)의 두께 0.04mm, 폭 38mm의 얇은 강대(Steel Strip)로 만든 평판상의 띠제를 처리 및 활성화 처리한 후에 전지 니켈 도금으로 표리 양면상에 두께 5미크롱 정도의 니켈 도금층을 형성한다. 이 평판상의 띠제와 이 띠제를 다시 포오밍 기어의 간을 통하여 세로 방향으로산과 과의 피치 3.5mm, 산의 높이 1.8mm의 파형으로 가공한 파형판상의 띠제를 실시예 1과 마찬가지로 나선형의 적층체를 형성한다. 다시 이 적층 구조의 금속제 담지 모체를 별도 표면에 니켈 도금을 행한 철강제로 만든 내경 약 70mm의 원통형 금속 케이스 내에 장착하고, 실시예 1과 동일한 방법으로, 용융 알루미늄 베스중에 12초 동안 처침지 처리를 행하고, 표면에 내열내식 피복층을 형성한 금속제 담지 모체를 얻었다.
[성능평가]
실시예 1에서 얻은 금속제 담지 모체와 실시예 2에서 얻은 금속제 담지 모체의 통기공의 표면에 활성 알루미나(감마 알루미늄)분말과, 알루미나 졸(sol)을 베합한 슬러리를 도포하고 이들을 600℃로 가열 처리하여 촉매 담체층을 피복 성형한다. 그들을 상온-700℃사이에서 50사이클의 급열 급냉과 진동을 가하는 시험을 행한 결과, 접합부, 피복층 어느쪽도 균열, 박리를 관찰하지 못하였고 내열 충격성이 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 금속제 담지 모체를 구성하는 띠제는 저탄소강 또는 크롬강의 강대로 만들어졌기 때문에 얇은 띠제에서의 압연이 쉽고, 또한 비교적 염가로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속제 단지 모체를 구성하는 미리 니켈 도금한 띠제 표면에 용융 알루미늄 배스에서의 침지 처리에 의하여 알루미늄이 확산 피복됨과 동시에 중간에서 니켈-알루미늄의 금속간 화합물 등의 니켈을 함유한 금속화 증이 형성되어, 이들 중합 형성된 피복층이 우수한 내열성 및 내고온 부식성을 제공한다. 적층한 띠제간의 콘택트부, 또는 띠제와 금속 케이스와의 콘택트가 이들의 피복 합금화층에 의하여 견고하게 접합되기 때문에, 별도의 용접이나 땜납의 공정을 생략할 수 있다.
Claims (23)
- 니켈도금한 얇은 강대로 된 평판상 띠제와 파형판상 띠제를, 콘택트부를 갖도록교호로 중적하여 축방향으로 다수의 스크린형 통기공을 가지는 적충체를 형성하고, 이어서 적충체를 용융 알루미늄욕에 첨지처리하는 것을 특징으로 하는 적층구조의 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지모체의 제조법.
- 제1항에 있어서, 얇은 강대가 저탄소강 또는 크롬강으로 만들어지는 방법.
- 제2항에 있어서, 저탄소강이 0.15중량% 정도의 탄소를 함유하는 방법.
- 제2항에 있어서, 크롬강이 0.15중량% 정도의 탄소와 0.15-30중량%의 크롬을 함유하는 방법.
- 제1항에 있어서,얇은 강대가 두께가 약 0.03-0.1mm인 방법.
- 제 1항에 있어서,적충체가 일괄 나선형으로 권회되는 방법.
- 제1항에 있어서,적충체가 계측형으로 중적되는 방법.
- 제1항에 있어서,편판상 띠제와 파형판상 띠제와의 콘택트부를 점용접하여 접합시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 700-800℃정도의 온도에서 용융 알루미늄욕에 침지처리하는 방법.
- 제9항에 있어서, 용융 알루미늄욕에 침지처리하는 시간이 60초를 초과하지 아니하는 방법.
- 제1항에 있어서, 적층체를 용융 알루미늄욕에 침지처리한 후에 공기를 불어 넣어서 과잉 알루미늄을 제거하고 나서, 이어 더운 물로 씻는 방법.
- 니켈도금한 얇은 강대로 만든 평판상 띠제와 파형판상 띠제를, 콘택트부를 갖도록 번갈아 중적하여 축방향으로 다수의 스크린형 통기공을 기지는 적층체를 형성하고 나서, 이어 상기 적층체를 원통형 금속 케이스에 수납하고, 적층체를 금속 케이스와 함께 용융 알루미늄욕에 침지처리하는 것을 특징으로 하는 원통형 금속 케이스에 수납된 적층구조의 배기 가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지 모체의 제조법.
- 제12항에 있어서, 얇은 강대가 저탄소강 또는 크롬강으로 만들어지는 방법.
- 제13항에 있어서, 저탄소강이 0.15중량% 정도의 탄소를 함유하는방법.
- 제13항에 있어서,크롬강이 0.15중량% 정도의 탄소와 0.15-30중량%의 크롬을 함유하는 방법.
- 제12항에 있어서, 얇은 강대의 두께가 약0.03-0.1mm인 방법.
- 제12항에 있어서, 적층체가 일괄 나선형으로 권회되는 방법.
- 제12항에 있어서, 적층체가 계층형으로 증적되는 방법.
- 제12항에 있어서, 원통형 금속 케이스 내벽에 미리 니켈도금한 방법.
- 제12항에 있어서, 평판상 띠제와 파형판상 띠제와의 콘택트부를 점용접하여 접합시키는 방법.
- 제12항에 있어서, 700-800℃정도의 온도에서 용융 알루미늄욕에 침지처리하는 방법.
- 제21항에 있어서,용융 알루미늄욕에 침지처리하는 시간이 60초를 초과하지 아니하는 방법.
- 제12항에 있어서,적층체를 용융 알루미늄욕에 침지처리한 후에 공기를 불어 넣어서 과잉 알루미늄을 제거하고 나서, 이어 더운 물로 씻는 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019880005979A KR930011711B1 (ko) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 배기가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지모체의 제조법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019880005979A KR930011711B1 (ko) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 배기가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지모체의 제조법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR890016998A KR890016998A (ko) | 1989-12-14 |
| KR930011711B1 true KR930011711B1 (ko) | 1993-12-18 |
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ID=19274578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019880005979A KR930011711B1 (ko) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 배기가스 정화용 촉매를 유지시키기 위한 금속제 담지모체의 제조법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR930011711B1 (ko) |
-
1988
- 1988-05-20 KR KR1019880005979A patent/KR930011711B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890016998A (ko) | 1989-12-14 |
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