WO2008151947A1 - Extrusion die orifice for producing ceramic honeycomb bodies - Google Patents

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WO2008151947A1
WO2008151947A1 PCT/EP2008/056682 EP2008056682W WO2008151947A1 WO 2008151947 A1 WO2008151947 A1 WO 2008151947A1 EP 2008056682 W EP2008056682 W EP 2008056682W WO 2008151947 A1 WO2008151947 A1 WO 2008151947A1
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WO
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extrusion die
base plate
openings
carbide
coating
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Application number
PCT/EP2008/056682
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German (de)
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Inventor
Teruo Komori
Thomas Hauber
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/269For multi-channeled structures, e.g. honeycomb structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B29C48/11Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels comprising two or more partially or fully enclosed cavities, e.g. honeycomb-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/60Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb

Definitions

  • the invention is based on known production methods for the production of exhaust gas purification components in automotive engineering.
  • exhaust gas purification components are various types of catalysts or filters, in particular diesel particulate filters (DPF).
  • DPF diesel particulate filters
  • Such exhaust gas purification components have a ceramic support as a basic structure.
  • This carrier can be made of various ceramic materials, for example of silicon carbide, cordierite or similar ceramic materials.
  • this ceramic carrier is in the form of a ceramic honeycomb body.
  • This ceramic honeycomb body allows on the one hand a good flow through the exhaust gas purification component by the exhaust gas to be cleaned and on the other hand offers a high surface area, for example in order to increase the catalytic effect.
  • the use of honeycomb bodies allows the production of stable ceramic structures with low weight.
  • other types of ceramic moldings than moldings with a honeycomb structure are possible and are included in the following description of the term "honeycomb body" with.
  • the shaping of ceramic honeycomb bodies is in many cases on a large scale by extrusion with an extruder. Initially, an extrudable mass of a ceramic powder, water and various other auxiliaries is produced. This mass is fed to the extruder.
  • the mass flow is compressed to a plug.
  • the fin-shaped mouthpiece attached to the press head causes a build-up of pressure in the mass strand in front of the mouthpiece. From a certain pressure build-up, the mass begins to flow through the ments or openings of the mouthpiece to flow.
  • the individual mass strands formed by the holes flow in the adjoining gate, ie a slot-shaped structure, to form a closed grid structure, which is delimited by an outer ring.
  • the mouthpieces used for honeycomb extrusion are costly custom-made products, usually made from a metal plate.
  • wire or sink erosion methods are used for this purpose.
  • the gate can also be achieved by sawing slots.
  • the mouthpiece In practice, therefore, after a certain time, the mouthpiece must be replaced and revised. This is usually done in such a way that a metal layer (for example, nickel) is deposited galvanically on the tool, so that the original slot width is reached again.
  • a metal layer for example, nickel
  • the mass of the finished honeycomb body is regularly monitored. If the wall thickness increased as a result of the wear of the mouthpiece such that the finished honeycomb body exceeds a predetermined limit weight, the above-described revision can be performed.
  • the invention therefore provides an extrusion die and a method of manufacturing this extrusion die which substantially avoids the above described disadvantages of known extrusion dies and methods.
  • the extrusion die can be used in particular for the production of ceramic exhaust aftertreatment devices of the type described above, for example for the production of ceramic honeycomb bodies for diesel particulate filters or catalysts.
  • the invention provides a simple approach to increasing the service life of the extrusion dies and the entire extrusion equipment or extrusion presses. These increased service lives can reduce the cost of overhauling the extrusion nozzle and greatly reduce the production losses that occur during overhaul.
  • a basic idea of the present invention is to manufacture the extrusion die from two components: a base plate having at least two openings and at least one web arranged between the openings and a coating of this base plate.
  • the base plate may for example be made of a metallic or ceramic base material, preferably tool steel.
  • the coating which is arranged on the base plate in the region of the openings (i.e., for example, in the vicinity of the edges of the openings, in particular on the web), has at least one hard material coating.
  • hard materials In contrast to pure metals such as nickel, hard materials have a variety of positive properties for the present application. Hard materials are generally not defined in the literature on common chemical properties, but the hard materials is a property profile in common, in particular, the high hardness is to be mentioned as a characteristic property of the hard materials. Hard materials usually have a Vickers hardness of at least 1000. Furthermore, hard materials generally have high melting points and high chemical resistance.
  • metallic hard materials are electrical conductors, non-metallic hard materials, however, not non-conductors.
  • non-metallic hard materials are diamond, cubic boron nitride, boron carbide, silicon carbide, corundum or silicon nitride.
  • metallic hard materials are titanium carbide, tantalum carbide, titanium nitride or tungsten carbide.
  • tungsten carbide (WC) in particular has proven to be advantageous for the present invention, which has a melting point of about 2900 0 C and a Vickers hardness of 2400.
  • metallic hard materials in particular are good for the present invention suitable.
  • Metallic hard materials can be referred to in particular as structurally ordered intercalated crystals, ie ordered intercalation structures with intermetallic phases.
  • hard-material mixed crystals such as titanium carbide tungsten carbide, titanium carbide tantalum carbide tungsten carbide, titanium carbide titanium nitride or similar mixed crystals can be used advantageously.
  • nitrides carbides, oxides, borides or phosphides or other compounds can be used.
  • the hard material coating has a thickness of at least 0.2 mm. For practical reasons, maximum thicknesses of approximately 2.0 mm have proved to be advantageous.
  • the ceramic extrusion are hard coatings with a Vickers hardness of at least 1500.
  • the hard materials described above, in particular metallic hard materials, are well suited for this purpose.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • surface hardening electroplating
  • electroplating thermal spraying
  • build-up welding plating or similar processes
  • the temporal removal of the tool or extrusion die through the flowing ceramic mass strand is significantly lower than without an additional "protective layer" in the exit region of the tool.
  • the extrusion die is constructed asymmetrically.
  • This asymmetrical design is based on the finding that a uniform coating with hard material is not required for the described purpose. Therefore, advantageously, the extrusion mouthpiece can be constructed such that this or the base plate has an inflow side and an outflow side. On the inflow side, which assigns the interior of the press head of the extruder in the installed state, the extrusion die or the base plate can remain uncoated. Abtragonne in this area, which may be made in particular of tool steel can be tolerated.
  • the outflow side which is substantially responsible for the shaping of the honeycomb body, is advantageously coated with the described hard material coating.
  • The- se one-sided coating offers particular manufacturing technology the advantage that simple, anisotropic coating process for applying the hard coating can be used. This in turn significantly reduces the cost of manufacturing the described extrusion dies.
  • Figure 1 shows a known arrangement of an exhaust aftertreatment device in one
  • FIG. 2 shows a ceramic honeycomb body for use in the exhaust gas aftertreatment device in FIG. 1;
  • Figs. 3A and 3B are various views of a conventional extrusion die for producing ceramic honeycomb bodies.
  • FIG. 4 shows an illustration of an extrusion die according to the invention with a hard material coating, corresponding to the representation in FIG. 3B.
  • FIGS. 1 and 2 show examples of known exhaust aftertreatment devices, which explain the need for ceramic moldings which can be produced reliably and at low cost.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment device according to the invention.
  • the exhaust aftertreatment device in this embodiment is a filter in which soot particles are removed from the exhaust stream, e.g. a diesel particulate filter (DPF).
  • DPF diesel particulate filter
  • the filter device 14 comprises a cylindrical housing 16, in which a rotationally symmetrical in the present exemplary embodiment, also a total cylindrical filter element 18 is arranged.
  • the cylindrical filter element 18 is designed in the present embodiment substantially as a ceramic honeycomb body.
  • FIG. 2 shows such a filter element 18 in longitudinal section.
  • the filter element 18 is produced, for example, as an extruded shaped body made of a ceramic material, for example magnesium aluminum silicate, preferably cordierite.
  • the filter element 18 is traversed by exhaust gas in the direction of the arrows 20.
  • the exhaust gas enters the filter element 18 via an entry surface 22 and leaves it via an exit surface 24.
  • Parallel to a longitudinal axis 26 of the filter element 18 extend a plurality of inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30.
  • the inlet channels 28 are closed at the outlet surface 24.
  • sealing plugs 36 are provided for this purpose. Instead of the sealing plug 36, however, it is also possible for the inlet channels 28 to taper towards the outlet surface 24 until the walls of the inlet channel 28 touch and the inlet channel 28 is closed in this way. In this case, the inlet channel 28 has a triangular cross-section in the direction parallel to the longitudinal axis 26.
  • outlet channels 30 are open at the outlet surface 24 and closed in the region of the entrance surface 22.
  • the flow path of the unpurified exhaust gas thus leads into one of the inlet channels 28 and from there through a filter wall 38 into one of the outlet channels 30. This is illustrated by the arrows 32 by way of example.
  • FIGS. 3A and 3B show an extrusion mouthpiece 110 corresponding to the prior art.
  • FIG. 3 A shows the extrusion nozzle 110 in plan view
  • FIG. 3B shows a partial section in the horizontal direction through an exemplary embodiment.
  • the centrally located portion of the extrusion die 110 shows.
  • the extrusion mouth piece 110 is used for producing ceramic honeycomb bodies, for example the filter element 18 shown in FIG. 2, in extruders.
  • the extrusion die 110 has a frame 112 (see FIG. 3A) which has a round extrusion opening 114.
  • a base plate 116 is clamped in the frame 112. As can be seen in FIG. 3B, this base plate 116 has a multiplicity of openings 118.
  • these openings 118 have a square cross-section in this exemplary embodiment.
  • a round ceramic honeycomb body with square channels according to the example in FIG. 2 can be produced in total, for example, with the extrusion die 110 shown in FIG. 3A.
  • the openings 118 can be made for example by an erosion process in a tool steel plate.
  • the individual openings 118 are separated from one another by webs 119 arranged between the openings.
  • the individual openings 118 define channels, each having a hydraulic diameter of about 1 mm.
  • the thickness of the base plate 116 is typically selected as a function of the diameter of the honeycomb body
  • the lands 119 between the individual openings 118 have a width of between 3 and 20 mils (milli-inches), i. Widths between 3 x 1/1000 x 254 mm and 30 x 1/1000 x 254 mm.
  • the land width may be between 4 and 6 mils (milli-inches), for example when used as a catalyst, i. between 4 x 1/1000 x 254 mm and 6 x 1/1000 x 254 mm.
  • the web width may be> 10 mils (milli-inches), i. > 10 x 1/1000 x 254 mm.
  • the strand of material after passing through the extrusion die 110, flows together to form a closed lattice structure.
  • the flow direction of the mass strand is designated by the reference number 120.
  • the extrusion orifice 110 in particular the base plate 116, has an inflow side 122, which opposes the flow direction 120, and an outflow side 124.
  • the extrusion die 110 shown in FIGS. 3A and 3B has the above-described disadvantages with regard to wear.
  • the width of the openings 118 changes, in particular on the outflow side 124, so that the width of the individual strands, which are pressed through these openings 118, increases over time.
  • This also increases the total weight of the honeycomb body produced, and the wall thickness of ceramic walls of the honeycomb body changes.
  • This also changes the passage behavior of the exhaust gas purification components produced, for example the filter or catalysts, since the passageway through the filter walls 38 (see arrows 32 in FIG. 2) changes.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration corresponding to FIG. 3B of an extrusion die 110 according to the invention.
  • the extrusion die 110 may in particular be constructed, for example, as shown in FIG. 3A.
  • the extrusion die 110 has a base plate 116 with openings 118 and lands 119.
  • the base plate 116 which in turn is made of tool steel, for example, is provided with a hard material coating 126 in this exemplary embodiment according to the invention.
  • This hard material coating 126 is applied only on the outflow side 124 of the base plate 116 in this preferred embodiment. This reduces the wear in this area.
  • the width of the openings 118 in the region of the downstream side 124 defines the strand width of the single strands pressed through the openings 118, so that the reduction of the wear by the hard material coating 126 leads to a reproducible and more constant strand width.
  • the hard material coating 126 is a tungsten carbide coating.
  • This tungsten carbide coating preferably has a thickness d of 0.2 to 2 mm. However, thinner or thicker coatings are also possible.
  • the base plate 116 can be removed from the frame 112 and brought into a coating device. This is generally the case even before the initial use of the sample.
  • one of the anisotropic coating methods described above can be used, for example, to selectively apply the hard material coating 126 only on the outflow side 124 of the extrusion die 110, while the insides of the openings 118 and Webs 119 and the inflow side 122 remains uncoated.
  • spray methods or similar methods can be used for this purpose.

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Abstract

The invention relates to an extrusion die orifice (110) which is suitable for the production of ceramic honeycomb bodies. The extrusion die orifice (110) is especially suitable for the production of ceramic honeycomb bodies (18) for ceramic exhaust gas aftertreatment devices for motor vehicles. The extrusion die orifice (110) comprises a base plate (116) having at least two openings (118) and at least one web (119) interposed between the openings (118). The base plate (116) has a metal or ceramic base material. In the zone of the openings (118), the base plate (116) is provided with at least one hard material coating (126).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Extrusionsmundstück zur Herstellung keramischer WabenkörperExtrusion mouthpiece for the production of ceramic honeycomb bodies
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von bekannten Herstellungsverfahren zur Herstellung von Abgasreinigungskomponenten in der Kraftfahrzeugtechnik. Beispiele derartiger Abgasreinigungskomponenten sind verschiedene Arten von Katalysatoren oder auch Filter, insbesondere Dieselpartikelfilter (DPF).The invention is based on known production methods for the production of exhaust gas purification components in automotive engineering. Examples of such exhaust gas purification components are various types of catalysts or filters, in particular diesel particulate filters (DPF).
Derartige Abgasreinigungskomponenten weisen in vielen Fällen als Grundstruktur einen keramischen Träger auf. Dieser Träger kann aus verschiedenen Keramikmaterialien hergestellt sein, beispielsweise aus Siliciumcarbid, Cordierit oder ähnlichen keramischen Materia- lien.In many cases, such exhaust gas purification components have a ceramic support as a basic structure. This carrier can be made of various ceramic materials, for example of silicon carbide, cordierite or similar ceramic materials.
In vielen Fällen ist dieser keramische Träger in Form eines keramischen Wabenkörpers ausgebildet. Dieser keramische Wabenkörper ermöglicht zum einen eine gute Durchströmung der Abgasreinigungskomponente durch das zu reinigende Abgas und bietet andererseits eine hohe Oberfläche, beispielsweise um die katalytische Wirkung zu erhöhen. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von Wabenkörpern die Herstellung stabiler Keramikstrukturen mit gleichzeitig geringem Gewicht. Auch andere Arten keramischer Formkörper als Formkörper mit einer Wabenstruktur sind jedoch möglich und sind im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung vom Begriff „Wabenkörper" mit erfasst.In many cases, this ceramic carrier is in the form of a ceramic honeycomb body. This ceramic honeycomb body allows on the one hand a good flow through the exhaust gas purification component by the exhaust gas to be cleaned and on the other hand offers a high surface area, for example in order to increase the catalytic effect. Furthermore, the use of honeycomb bodies allows the production of stable ceramic structures with low weight. However, other types of ceramic moldings than moldings with a honeycomb structure are possible and are included in the following description of the term "honeycomb body" with.
Die Formgebung von keramischen Wabenkörpern erfolgt in vielen Fällen großtechnisch durch Extrudieren mit einer Strangpresse. Dabei wird zunächst eine extrudierbare Masse aus einem keramischen Pulver, Wasser und verschiedenen weiteren Hilfsmitteln hergestellt. Diese Masse wird dem Extruder zugeführt.The shaping of ceramic honeycomb bodies is in many cases on a large scale by extrusion with an extruder. Initially, an extrudable mass of a ceramic powder, water and various other auxiliaries is produced. This mass is fed to the extruder.
Im Presskopf der Strangpresse wird der Massestrom zu einem Pfropfen verdichtet. Das am Presskopf angebrachte feinwabige Mundstück bewirkt einen Druckaufbau im Massestrang vor dem Mundstück. Ab einem bestimmten Druckaufbau beginnt die Masse durch die Boh- rungen beziehungsweise Öffnungen des Mundstücks zu fließen. Die durch die Bohrungen gebildeten einzelnen Massestränge fließen in der sich anschließenden Gatterung, d.h. einer schlitzförmigen Struktur, zu einer geschlossenen Gitterstruktur zusammen, die durch einen Außenring begrenzt wird.In the extrusion head of the extruder, the mass flow is compressed to a plug. The fin-shaped mouthpiece attached to the press head causes a build-up of pressure in the mass strand in front of the mouthpiece. From a certain pressure build-up, the mass begins to flow through the ments or openings of the mouthpiece to flow. The individual mass strands formed by the holes flow in the adjoining gate, ie a slot-shaped structure, to form a closed grid structure, which is delimited by an outer ring.
Die für die Wabenextrusion eingesetzten Mundstücke sind kostenintensive Spezialanfertigungen, die üblicherweise aus einer Metallplatte hergestellt werden. Insbesondere werden hierfür Draht- oder Senkerosionsverfahren eingesetzt. Die Gatterung kann auch durch Sägen von Schlitzen erzielt werden.The mouthpieces used for honeycomb extrusion are costly custom-made products, usually made from a metal plate. In particular, wire or sink erosion methods are used for this purpose. The gate can also be achieved by sawing slots.
Durch Reibung der keramischen Bestandteile des Massestroms kommt es jedoch zu einem Verschleiß des Mundstücks (Abtragung). Dadurch nimmt die Schlitzbreite der Gatterung zu, so dass infolge dessen die Wandstärke des Wabenkörpers steigt. Dadurch verändern sich die Eigenschaften des fertigen Wabenkörpers, wie beispielsweise Gegendruck, Gewicht etc.By friction of the ceramic components of the mass flow, however, it comes to a wear of the mouthpiece (removal). As a result, the slot width of the gate increases, so that as a result the wall thickness of the honeycomb body increases. This changes the properties of the finished honeycomb body, such as back pressure, weight, etc.
In der Praxis muss daher nach einer bestimmten Zeit das Mundstück ausgetauscht und überarbeitet werden. Die erfolgt in der Regel in der Weise, dass eine Metallschicht (zum Beispiel Nickel) galvanisch auf dem Werkzeug abgeschieden wird, so dass die ursprüngliche Schlitzbreite wieder erreicht wird.In practice, therefore, after a certain time, the mouthpiece must be replaced and revised. This is usually done in such a way that a metal layer (for example, nickel) is deposited galvanically on the tool, so that the original slot width is reached again.
In der Fertigung wird beispielsweise die Masse des fertigen Wabenkörpers regelmäßig ü- berwacht. Hat die Wandstärke infolge des Verschleißes des Mundstücks derart zugenommen, dass der fertige Wabenkörper ein vorgegebenes Grenzgewicht überschreitet, so kann die oben beschriebene Überarbeitung durchgeführt werden.In manufacturing, for example, the mass of the finished honeycomb body is regularly monitored. If the wall thickness increased as a result of the wear of the mouthpiece such that the finished honeycomb body exceeds a predetermined limit weight, the above-described revision can be performed.
Das beschriebene Verfahren sowie die regelmäßige Überarbeitung der Mundstücke sind in der Praxis aufwendig und teuer und erhöhen die Stückkosten der hergestellten Wabenkörper erheblich.The method described and the regular revision of the mouthpieces are complex and expensive in practice and increase the unit cost of the honeycomb body produced considerably.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung stellt daher ein Extrusionsmundstück und ein Verfahren zur Herstellung dieses Extrusionsmundstücks bereit, welches die oben beschriebenen Nachteile bekannter Extrusionsmundstücke und Verfahren weitgehend vermeidet. Das Extrusionsmundstück lässt sich insbesondere zur Herstellung keramischer Abgasnachbehandlungseinrichtungen der oben beschriebenen Art, beispielsweise zur Herstellung von keramischen Wabenkörpern für Dieselpartikelfilter oder Katalysatoren, einsetzen. Die Erfindung stellt einen einfachen Lösungsansatz zur Erhöhung der Standzeiten der Extrusionsmundstücke und der gesamten Extrusionsanlagen beziehungsweise Strangpressen bereit. Durch diese erhöhten Standzeiten können Kosten zur Überarbeitung des Extrusi- onsmundstücks reduziert werden, und die Produktionsausfälle, welche während der Über- arbeitung entstehen, können stark vermindert werden.The invention therefore provides an extrusion die and a method of manufacturing this extrusion die which substantially avoids the above described disadvantages of known extrusion dies and methods. The extrusion die can be used in particular for the production of ceramic exhaust aftertreatment devices of the type described above, for example for the production of ceramic honeycomb bodies for diesel particulate filters or catalysts. The invention provides a simple approach to increasing the service life of the extrusion dies and the entire extrusion equipment or extrusion presses. These increased service lives can reduce the cost of overhauling the extrusion nozzle and greatly reduce the production losses that occur during overhaul.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Extrusionsmundstück aus zwei Komponenten herzustellen: einer Basisplatte mit mindestens zwei Öffnungen und mindestens einem zwischen den Öffnungen angeordneten Steg sowie einer Beschichtung dieser Basisplatte. Die Basisplatte kann beispielsweise aus einem metallischen oder keramischen Basiswerkstoff gefertigt sein, vorzugsweise aus Werkzeugstahl. Die Beschichtung, welche auf die Basisplatte im Bereich der Öffnungen (d.h. zum Beispiel in Umgebung der Ränder der Öffnungen, insbesondere auf dem Steg) angeordnet ist, weist mindestens eine Hartstoff- beschichtung auf.A basic idea of the present invention is to manufacture the extrusion die from two components: a base plate having at least two openings and at least one web arranged between the openings and a coating of this base plate. The base plate may for example be made of a metallic or ceramic base material, preferably tool steel. The coating, which is arranged on the base plate in the region of the openings (i.e., for example, in the vicinity of the edges of the openings, in particular on the web), has at least one hard material coating.
Im Gegensatz zu reinen Metallen, wie beispielsweise Nickel, weisen Hartstoffe eine Vielzahl von für die vorliegende Anwendung positiven Eigenschaften auf. Hartstoffe sind in der Literatur in der Regel nicht über gemeinsame chemische Eigenschaften definiert, sondern den Hartstoffen ist ein Eigenschaftsprofil gemeinsam, wobei insbesondere die große Härte als charakteristische Eigenschaft der Hartstoffe zu nennen ist. Hartstoffe weisen üblicherweise eine Vickers-Härte von mindestens 1000 auf. Weiterhin weisen Hartstoffe in der Regel hohe Schmelzpunkte und eine hohe chemische Beständigkeit auf.In contrast to pure metals such as nickel, hard materials have a variety of positive properties for the present application. Hard materials are generally not defined in the literature on common chemical properties, but the hard materials is a property profile in common, in particular, the high hardness is to be mentioned as a characteristic property of the hard materials. Hard materials usually have a Vickers hardness of at least 1000. Furthermore, hard materials generally have high melting points and high chemical resistance.
Grundsätzlich wird zwischen metallischen und nicht metallischen Hartstoffen unterschieden. Dabei sind metallische Hartstoffe elektrische Leiter, nicht metallische Hartstoffe hingegen nicht Nichtleiter. Beispiele für nicht metallische Hartstoffe sind Diamant, kubisches Bornitrid, Borcarbid, Siliciumcarbid, Korund oder Siliciumnitrid. Beispiele für metallische Hartstoffe sind Titancarbid, Tantalcarbid, Titannitrid oder Wolframcarbid. In der Praxis hat sich dabei für die vorliegende Erfindung insbesondere die Verwendung von Wolframcarbid (WC) als günstig erwiesen, welches einen Schmelzpunkt von ca. 2900 0C aufweist und eine Vickers-Härte von 2400. Allgemein sind insbesondere metallische Hartstoffe für die vorliegende Erfindung gut geeignet.Basically, a distinction is made between metallic and non-metallic hard materials. In this case, metallic hard materials are electrical conductors, non-metallic hard materials, however, not non-conductors. Examples of non-metallic hard materials are diamond, cubic boron nitride, boron carbide, silicon carbide, corundum or silicon nitride. Examples of metallic hard materials are titanium carbide, tantalum carbide, titanium nitride or tungsten carbide. In practice, the use of tungsten carbide (WC) in particular has proven to be advantageous for the present invention, which has a melting point of about 2900 0 C and a Vickers hardness of 2400. In general, metallic hard materials in particular are good for the present invention suitable.
Metallische Hartstoffe lassen sich insbesondere als strukturell geordnete Einlagerungs- mischkristalle bezeichnen, also geordnete Einlagerungsstrukturen mit intermetallischen Phasen. Weiterhin lassen sich auch Hartstoff-Mischkristalle, wie beispielsweise Titancarbid- Wolframcarbid, Titancarbid-Tantalcarbid-Wolframcarbid, Titancarbid-Titannitrid oder ähnliche Mischkristalle vorteilhaft einsetzen.Metallic hard materials can be referred to in particular as structurally ordered intercalated crystals, ie ordered intercalation structures with intermetallic phases. Furthermore, hard-material mixed crystals such as titanium carbide tungsten carbide, titanium carbide tantalum carbide tungsten carbide, titanium carbide titanium nitride or similar mixed crystals can be used advantageously.
Allgemein können jedoch beispielsweise Nitride, Carbide, Oxide, Boride oder Phosphide oder auch andere Verbindungen zum Einsatz kommen.However, in general, for example, nitrides, carbides, oxides, borides or phosphides or other compounds can be used.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Hartstoffbeschichtung eine Dicke von mindestens 0,2 mm aufweist. Aus praktischen Gründen haben sich Maximaldicken von ca. 2,0 mm als vorteil- haft erwiesen.It is advantageous if the hard material coating has a thickness of at least 0.2 mm. For practical reasons, maximum thicknesses of approximately 2.0 mm have proved to be advantageous.
Besonders bevorzugt für die vorliegende Anwendung der Keramik-Extrusion sind Hart- stoffbeschichtungen mit einer Vickers-Härte von mindestens 1500. Die oben beschriebenen Hartstoffe, insbesondere metallische Hartstoffe, sind für diesen Zweck gut geeignet.Particularly preferred for the present application of the ceramic extrusion are hard coatings with a Vickers hardness of at least 1500. The hard materials described above, in particular metallic hard materials, are well suited for this purpose.
Zum Aufbringen der Hartstoffbeschichtung lassen sich verschiedene aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren einsetzen. Insbesondere sind hier die Chemical Vapor Deposition (CVD), die Physical Vapor Deposition (PVD), Randschichthärten, galvanische Verfahren, thermisches Spritzen, Auftragsschweißen, Plattieren oder ähnliche Verfahren zu nen- nen.For applying the hard material coating, various methods known from the prior art can be used. In particular, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), surface hardening, electroplating, thermal spraying, build-up welding, plating or similar processes are to be mentioned here.
Durch die Hartstoffbeschichtung, insbesondere eine Wolframcarbidschicht, ist der zeitliche Abtrag am Werkzeug beziehungsweise Extrusionsmundstück durch den fließenden Keramik-Massestrang deutlich geringer als ohne zusätzliche "Schutzschicht" im Austrittsbereich des Werkzeugs.Due to the hard material coating, in particular a tungsten carbide layer, the temporal removal of the tool or extrusion die through the flowing ceramic mass strand is significantly lower than without an additional "protective layer" in the exit region of the tool.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Extrusionsmundstück asymmetrisch aufgebaut ist. Dieser asymmetrische Aufbau beruht auf der Erkenntnis, dass eine gleichförmige Beschichtung mit Hartstoff für den beschriebenen Zweck nicht erforderlich ist. Daher kann vorteilhaft das Extrusionsmundstück derart aufgebaut sein, dass dieses beziehungsweise die Basisplatte eine Anströmseite und eine Abströmseite aufweist. Auf der Anströmseite, welche im eingebauten Zustand dem Inneren des Presskopfes der Strangpresse zuweist, kann das Extrusionsmundstück beziehungsweise die Basisplatte unbeschichtet bleiben. Abtragungen in diesem Bereich, welcher insbesondere aus Werkzeugstahl gefertigt sein kann, können toleriert werden.It has proved to be advantageous if the extrusion die is constructed asymmetrically. This asymmetrical design is based on the finding that a uniform coating with hard material is not required for the described purpose. Therefore, advantageously, the extrusion mouthpiece can be constructed such that this or the base plate has an inflow side and an outflow side. On the inflow side, which assigns the interior of the press head of the extruder in the installed state, the extrusion die or the base plate can remain uncoated. Abtragungen in this area, which may be made in particular of tool steel can be tolerated.
Die Abströmseite hingegen, welche für die Formgebung des Wabenkörpers wesentlich verantwortlich ist, ist vorteilhaft mit der beschriebenen Hartstoffbeschichtung beschichtet. Die- se einseitige Beschichtung bietet insbesondere herstellungstechnisch den Vorteil, dass einfache, anisotrope Beschichtungsverfahren zum Aufbringen der Hartstoffbeschichtung eingesetzt werden können. Dies wiederum verringert die Kosten der Herstellung der beschriebenen Extrusionsmundstücke erheblich.By contrast, the outflow side, which is substantially responsible for the shaping of the honeycomb body, is advantageously coated with the described hard material coating. The- se one-sided coating offers particular manufacturing technology the advantage that simple, anisotropic coating process for applying the hard coating can be used. This in turn significantly reduces the cost of manufacturing the described extrusion dies.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigenShow it
Figur 1 eine bekannte Anordnung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung in einemFigure 1 shows a known arrangement of an exhaust aftertreatment device in one
Abgasstrang einer Brennkraftmaschine;Exhaust line of an internal combustion engine;
Figur 2 einen keramischen Wabenkörper für den Einsatz in der Abgasnachbehandlungseinrichtung in Figur 1 ;FIG. 2 shows a ceramic honeycomb body for use in the exhaust gas aftertreatment device in FIG. 1;
Figuren 3A und 3B verschiedene Ansichten eines herkömmlichen Extrusionsmundstücks zur Herstellung keramischer Wabenkörper; undFigs. 3A and 3B are various views of a conventional extrusion die for producing ceramic honeycomb bodies; and
Figur 4 eine der Darstellung in Figur 3B entsprechende Darstellung eines erfindungsgemäßen Extrusionsmundstücks mit einer Hartstoffbeschichtung.FIG. 4 shows an illustration of an extrusion die according to the invention with a hard material coating, corresponding to the representation in FIG. 3B.
In den Figuren 1 und 2 sind Beispiele bekannter Abgasnachbehandlungseinrichtungen dargestellt, die den Bedarf an zuverlässig und kostengünstig herstellbaren keramischen Formkörpern erläutern.FIGS. 1 and 2 show examples of known exhaust aftertreatment devices, which explain the need for ceramic moldings which can be produced reliably and at low cost.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer erfϊndungs- gemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung. Die Abgasnachbehandlungsein-richtung ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Filter, in welchem Rußpartikel aus dem Abgasstrom entfernt werden, z.B. ein Dieselpartikelfilter (DPF).FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment device according to the invention. The exhaust aftertreatment device in this embodiment is a filter in which soot particles are removed from the exhaust stream, e.g. a diesel particulate filter (DPF).
Eine Brennkraftmaschine 10 ist über ein Abgasrohr 12 verbunden, in dem eine Filtereinrich- tung 14 angeordnet ist. Mit der Filtereinrichtung 14 werden Rußpartikel aus dem im Abgasrohr 12 strömenden Abgas herausgefiltert. Dies ist insbesondere bei Diesel-kraftmaschinen erforderlich, um gesetzliche Bestimmungen einzuhalten. Die Filtereinrichtung 14 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 16, in dem ein im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel rotationssymmetrisches, insgesamt ebenfalls zylindrisches Filterelement 18 angeordnet ist.An internal combustion engine 10 is connected via an exhaust pipe 12, in which a filter device 14 is arranged. With the filter device 14 soot particles are filtered out of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 12. This is especially necessary in diesel engines to comply with legal requirements. The filter device 14 comprises a cylindrical housing 16, in which a rotationally symmetrical in the present exemplary embodiment, also a total cylindrical filter element 18 is arranged.
Das zylindrische Filterelement 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen als keramischer Wabenkörper ausgestaltet. Figur 2 zeigt ein derartiges Filterelement 18 im Längsschnitt.The cylindrical filter element 18 is designed in the present embodiment substantially as a ceramic honeycomb body. FIG. 2 shows such a filter element 18 in longitudinal section.
Das Filterelement 18 ist zum Beispiel als extrudierter Formkörper aus einem keramischen Material, zum Beispiel Magnesium- Aluminium-Silikat, bevorzugt Cordierit, hergestellt. Das Filterelement 18 wird in Richtung der Pfeile 20 von Abgas durchströmt. Das Abgas tritt über eine Eintrittsfläche 22 in das Filterelement 18 ein und verlässt dieses über eine Aus- trittsfiäche 24.The filter element 18 is produced, for example, as an extruded shaped body made of a ceramic material, for example magnesium aluminum silicate, preferably cordierite. The filter element 18 is traversed by exhaust gas in the direction of the arrows 20. The exhaust gas enters the filter element 18 via an entry surface 22 and leaves it via an exit surface 24.
Parallel zu einer Längsachse 26 des Filterelementes 18 verlaufen mehrere Eintrittskanäle 28 im Wechsel mit Austrittskanälen 30. Die Eintrittskanäle 28 sind an der Austrittsfläche 24 verschlossen. In der hier dargestellten Ausführungsform sind hierzu Verschlussstopfen 36 vorgesehen. Anstelle der Verschlussstopfen 36 ist es jedoch auch möglich, dass die Eintrittskanäle 28 sich zur Austrittsfiäche 24 hin verjüngen, bis sich die Wandungen des Ein- trittskanals 28 berühren und der Eintrittskanal 28 auf diese Weise verschlossen wird. In diesem Fall weist der Eintrittskanal 28 in Richtung parallel zur Längsachse 26 einen dreieck- förmigen Querschnitt auf.Parallel to a longitudinal axis 26 of the filter element 18 extend a plurality of inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30. The inlet channels 28 are closed at the outlet surface 24. In the embodiment shown here, sealing plugs 36 are provided for this purpose. Instead of the sealing plug 36, however, it is also possible for the inlet channels 28 to taper towards the outlet surface 24 until the walls of the inlet channel 28 touch and the inlet channel 28 is closed in this way. In this case, the inlet channel 28 has a triangular cross-section in the direction parallel to the longitudinal axis 26.
Entsprechend sind die Austrittskanäle 30 an der Austrittsfläche 24 offen und im Bereich der Eintrittsfiäche 22 verschlossen.Accordingly, the outlet channels 30 are open at the outlet surface 24 and closed in the region of the entrance surface 22.
Der Strömungsweg des ungereinigten Abgases führt somit in einen der Eintrittskanäle 28 und von dort durch eine Filterwand 38 in einen der Austrittskanäle 30. Exemplarisch ist dies durch die Pfeile 32 dargestellt.The flow path of the unpurified exhaust gas thus leads into one of the inlet channels 28 and from there through a filter wall 38 into one of the outlet channels 30. This is illustrated by the arrows 32 by way of example.
Zur Herstellung des als Wabenkörper ausgebildeten Filterelements 18 gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wie oben erwähnt, in der Regel ein Strangextrusi- onsverfahren eingesetzt. Dabei werden Extrusionsmundstücke eingesetzt, welche bei der Extrusion die Unterteilung in die Kanäle 28, 30 und die Filterwände 38 bewirken.For the production of the honeycomb formed as a filter element 18 according to the embodiment shown in Figure 2, as mentioned above, usually a Strangextrusi- onsverfahren used. In this case, extrusion mouthpieces are used, which effect the subdivision into the channels 28, 30 and the filter walls 38 during the extrusion.
In den Figuren 3A und 3B ist ein dem Stand der Technik entsprechendes Extrusions- mundstück 110 dargestellt. Dabei zeigt Figur 3 A das Extrusionsmundstück 110 in Draufsicht, während Figur 3B einen Teilschnitt in horizontalen Richtung durch einen beispielswei- se mittig angeordneten Bereich des Extrusionsmundstücks 110 zeigt. Das Extrusions- mundstück 110 wird zur Herstellung keramischer Wabenkörper, wie beispielsweise dem in Figur 2 gezeigten Filterelement 18, in Strangpressen eingesetzt.FIGS. 3A and 3B show an extrusion mouthpiece 110 corresponding to the prior art. FIG. 3 A shows the extrusion nozzle 110 in plan view, while FIG. 3B shows a partial section in the horizontal direction through an exemplary embodiment. The centrally located portion of the extrusion die 110 shows. The extrusion mouth piece 110 is used for producing ceramic honeycomb bodies, for example the filter element 18 shown in FIG. 2, in extruders.
Das Extrusionsmundstück 110 weist einen Rahmen 112 auf (siehe Figur 3A), welcher eine runde Extrusionsöffnung 114 aufweist. In den Rahmen 112 ist eine Basisplatte 116 eingespannt. Wie in Figur 3B zu erkennen ist, weist diese Basisplatte 116 eine Vielzahl von Öffnungen 118 auf.The extrusion die 110 has a frame 112 (see FIG. 3A) which has a round extrusion opening 114. In the frame 112, a base plate 116 is clamped. As can be seen in FIG. 3B, this base plate 116 has a multiplicity of openings 118.
Wie aus Figur 3 A ersichtlich, haben diese Öffnungen 118 in diesem Ausführungsbeispiel einen quadratischen Querschnitt. Mit dem in Figur 3A dargestellten Extrusionsmundstück 110 lässt sich also insgesamt beispielsweise ein runder keramischer Wabenkörper mit quadratischen Kanälen gemäß dem Beispiel in Figur 2 herstellen. Die Öffnungen 118 lassen sich beispielsweise durch ein Erosionsverfahren in einer Werkzeugstahlplatte herstellen. Die ein- zelnen Öffnungen 118 sind durch zwischen den Öffnungen angeordnete Stege 119 voneinander getrennt. Die einzelnen Öffnungen 118 begrenzen Kanäle, die jeweils einen hydraulischen Durchmesser von etwa 1 mm aufweisen. Die Dicke der Basisplatte 116 wird typischerweise in Abhängigkeit vom Durchmesser des Wabenkörpers gewählt, die Stege 119 zwischen den einzelnen Öffnungen 118 weisen eine Breite zwischen 3 und 20 mil (milli- inches) auf, d.h. Breiten zwischen 3 x 1/1000 x 254 mm und 30 x 1/1000 x 254 mm auf. Je nach Einsatzzweck des Wabenkörpers kann die Stegbreite, zum Beispiel im Einsatz als Katalysator, zwischen 4 und 6 mil (milli-inches) liegen, d.h. zwischen 4 x 1/1000 x 254 mm und 6 x 1/1000 x 254 mm liegen. Wird der Wabenkörper bei Filtern eingesetzt, so kann die Stegbreite > 10 mil (milli-inches) betragen, d.h. > 10 x 1/1000 x 254 mm gewählt wer- den.As can be seen from FIG. 3A, these openings 118 have a square cross-section in this exemplary embodiment. Thus, a round ceramic honeycomb body with square channels according to the example in FIG. 2 can be produced in total, for example, with the extrusion die 110 shown in FIG. 3A. The openings 118 can be made for example by an erosion process in a tool steel plate. The individual openings 118 are separated from one another by webs 119 arranged between the openings. The individual openings 118 define channels, each having a hydraulic diameter of about 1 mm. The thickness of the base plate 116 is typically selected as a function of the diameter of the honeycomb body, the lands 119 between the individual openings 118 have a width of between 3 and 20 mils (milli-inches), i. Widths between 3 x 1/1000 x 254 mm and 30 x 1/1000 x 254 mm. Depending on the purpose of the honeycomb body, the land width may be between 4 and 6 mils (milli-inches), for example when used as a catalyst, i. between 4 x 1/1000 x 254 mm and 6 x 1/1000 x 254 mm. If the honeycomb body is used in filters, the web width may be> 10 mils (milli-inches), i. > 10 x 1/1000 x 254 mm.
Bei der Extrusion durch das Extrusionsmundstück 110 gemäß der Figur 3 A fließt in der dargestellten Gatterung der Massestrang nach Durchtritt durch das Extrusionsmundstück 110 zu einer geschlossenen Gitterstruktur zusammen. Dabei ist in Figur 3B die Fließrich- tung des Massestrangs mit der Bezugsziffer 120 bezeichnet. Dementsprechend weist das Extrusionsmundstück 110, insbesondere die Basisplatte 116, eine Anströmseite 122, welche der Fließrichtung 120 entgegenweist, und eine Abströmseite 124 auf.During extrusion through the extrusion die 110 according to FIG. 3A, in the illustrated frame the strand of material, after passing through the extrusion die 110, flows together to form a closed lattice structure. In this case, in FIG. 3B, the flow direction of the mass strand is designated by the reference number 120. Accordingly, the extrusion orifice 110, in particular the base plate 116, has an inflow side 122, which opposes the flow direction 120, and an outflow side 124.
Das in Figur 3 A und 3B dargestellte Extrusionsmundstück 110 weist die oben beschriebe- nen Nachteile hinsichtlich eines Verschleißes auf. Durch den Verschleiß ändert sich insbesondere auf der Abströmseite 124 die Breite der Öffnungen 118, so dass die Breite der Einzelstränge, welche durch diese Öffnungen 118 gedrückt werden, mit der Zeit zunimmt. Dadurch steigt auch das Gesamtgewicht des erzeugten Wabenkörpers, und die Wanddicke der keramischen Wände des Wabenkörpers verändert sich. Damit verändert sich auch das Durchtrittsverhalten der erzeugten Abgasreinigungskomponenten, beispielsweise der Filter oder Katalysatoren, da der Durchtrittsweg durch die Filterwände 38 (siehe Pfeile 32 in Figur 2) sich verändert.The extrusion die 110 shown in FIGS. 3A and 3B has the above-described disadvantages with regard to wear. As a result of the wear, the width of the openings 118 changes, in particular on the outflow side 124, so that the width of the individual strands, which are pressed through these openings 118, increases over time. This also increases the total weight of the honeycomb body produced, and the wall thickness of ceramic walls of the honeycomb body changes. This also changes the passage behavior of the exhaust gas purification components produced, for example the filter or catalysts, since the passageway through the filter walls 38 (see arrows 32 in FIG. 2) changes.
In Figur 4 ist hingegen eine der Figur 3 B entsprechende Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Extrusionsmundstücks 110 dargestellt. Das Extrusionsmundstück 110 kann insbesondere beispielsweise wie in Figur 3A dargestellt aufgebaut sein. Wiederum weist das Extrusionsmundstück 110 eine Basisplatte 116 mit Öffnungen 118 und Stegen 119 auf.In contrast, FIG. 4 shows a sectional illustration corresponding to FIG. 3B of an extrusion die 110 according to the invention. The extrusion die 110 may in particular be constructed, for example, as shown in FIG. 3A. Again, the extrusion die 110 has a base plate 116 with openings 118 and lands 119.
Im Gegensatz zu Figur 3B ist die Basisplatte 116, welche beispielsweise wiederum aus Werkzeugstahl hergestellt ist, jedoch in diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einer Hartstoffbeschichtung 126 versehen. Diese Hartstoffbeschichtung 126 ist in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel lediglich auf der Abströmseite 124 der Basisplatte 116 aufgebracht. Dadurch wird der Verschleiß in diesem Bereich vermindert. Die Breite der Öffnungen 118 im Bereich der Abströmseite 124 definiert die Strangbreite der durch die Öffnungen 118 gepressten Einzelstränge, so dass die Verminderung des Verschleißes durch die Hartstoffbeschichtung 126 zu einer reproduzierbaren und konstanteren Strangbreite führt.In contrast to FIG. 3B, however, the base plate 116, which in turn is made of tool steel, for example, is provided with a hard material coating 126 in this exemplary embodiment according to the invention. This hard material coating 126 is applied only on the outflow side 124 of the base plate 116 in this preferred embodiment. This reduces the wear in this area. The width of the openings 118 in the region of the downstream side 124 defines the strand width of the single strands pressed through the openings 118, so that the reduction of the wear by the hard material coating 126 leads to a reproducible and more constant strand width.
In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Hartstoffbeschichtung 126 um eine Wolframcarbid-Beschichtung. Diese Wolframcarbid-Beschichtung weist vorzugsweise eine Dicke d von 0,2 bis 2 mm auf. Auch dünnere oder dickere Beschichtungen sind jedoch möglich.In this embodiment, the hard material coating 126 is a tungsten carbide coating. This tungsten carbide coating preferably has a thickness d of 0.2 to 2 mm. However, thinner or thicker coatings are also possible.
Zum Aufbringen der Hartstoffbeschichtung 126 kann beispielsweise im rahmen einer (seltener als im Stand der Technik erforderlichen) Überarbeitung des Mundstücks 110 die Basisplatte 116 dem Rahmen 112 entnommen werden und in eine Beschichtungsvorrichtung verbracht werden. Auch vor der erstmaligen Benutzungsaufnahme wird dies in der Regel erfol- gen. Dabei kann beispielsweise eines der oben beschriebenen anisotropen Beschichtungsver- fahren eingesetzt werden, um gezielt die Hartstoffbeschichtung 126 lediglich auf der Abströmseite 124 des Extrusionsmundstücks 110 aufzubringen, während die Innenseiten der Öffnungen 118 und Stege 119 sowie die Anströmseite 122 unbeschichtet bleibt. Beispielsweise lassen sich zu diesem Zweck Sprühverfahren oder ähnliche Verfahren einsetzen. For applying the hard material coating 126, for example, within the framework of a revision of the mouthpiece 110 (more rarely than required in the state of the art), the base plate 116 can be removed from the frame 112 and brought into a coating device. This is generally the case even before the initial use of the sample. In this case, one of the anisotropic coating methods described above can be used, for example, to selectively apply the hard material coating 126 only on the outflow side 124 of the extrusion die 110, while the insides of the openings 118 and Webs 119 and the inflow side 122 remains uncoated. For example, spray methods or similar methods can be used for this purpose.

Claims

Ansprüche claims
1. Extrusionsmundstück (110) zur Herstellung keramischer Wabenkörper (18), umfassend eine Basisplatte (116) mit mindestens zwei Öffnungen (118) und mindestens einem zwischen den Öffnungen (118) angeordneten Steg (119), wobei die Basisplatte (116) einen metallischen oder keramischen Basiswerkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (116) im Bereich der Öffnungen (118) mindestens eine Hartstoffbe- schichtung (126) aufweist.An extrusion die (110) for making ceramic honeycomb bodies (18) comprising a base plate (116) having at least two openings (118) and at least one land (119) disposed between the openings (118), the base plate (116) being a metallic one or ceramic base material, characterized in that the base plate (116) in the region of the openings (118) has at least one hard material coating (126).
2. Extrusionsmundstück (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die die Basisplatte (116) eine Anströmseite (122) und eine Abströmseite (124) aufweist, wobei die Hartstoffbeschichtung (126) ausschließlich auf der Abströmseite (124) aufgebracht ist2. extrusion die (110) according to the preceding claim, wherein the base plate (116) has an inflow side (122) and an outflow side (124), wherein the hard material coating (126) is applied exclusively on the outflow side (124)
3. Extrusionsmundstück (110) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartstoffbeschichtung (126) mindestens einen der folgenden Werkstoffe aufweist: ein Nitrid; ein Carbid; ein Oxid; ein Borid; ein Phosphid.The extrusion die (110) according to one of the two preceding claims, wherein the hard coating (126) comprises at least one of the following materials: a nitride; a carbide; an oxide; a boride; a phosphide.
4. Extrusionsmundstück (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartstoffbeschichtung (126) Wolframcarbid aufweist.4. extrusion die (110) according to any one of the preceding claims, wherein the hard material coating (126) comprises tungsten carbide.
5. Extrusionsmundstück (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Hartstoffbeschichtung (126) mindestens einen der folgenden Werkstoffe aufweist: Titancarbid; Titannitrid; Chromcarbid; Chromnitrid; Eisenborid; Chromoxid; Nickelphosphid; Ei- sennitrid; Aluminiumoxid; Borcarbid; Bornitrid; Siliziumnitrid; Siliziumcarbid; Diamant.5. extrusion die (110) according to the preceding claim, wherein the hard material coating (126) comprises at least one of the following materials: titanium carbide; titanium nitride; chromium carbide; chromium nitride; boride; chromium oxide; nickel phosphide; Iron nitride; alumina; boron carbide; boron nitride; silicon nitride; silicon carbide; Diamond.
6. Extrusionsmundstück (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartstoffbeschichtung (126) eine Vickers-Härte von mindestens 1500 aufweist.6. extrusion die (110) according to any one of the preceding claims, wherein the hard coating (126) has a Vickers hardness of at least 1500.
7. Extrusionsmundstück (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartstoffbeschichtung (126) eine Dicke d zwischen 0,2 mm und 2,0 mm aufweist.7. extrusion die (110) according to any one of the preceding claims, wherein the hard material coating (126) has a thickness d between 0.2 mm and 2.0 mm.
8. Extrusionsmundstück (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Basisplatte (116) als Basiswerkstoff Werkzeugstahl aufweist.8. extrusion die (110) according to any one of the preceding claims, wherein the base plate (116) has tool steel as the base material.
9. Verfahren zur Herstellung eines Extrusionsmundstücks (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Aufbringen der Hartstoffbeschichtung (126) mindestens eines der folgenden Verfahren eingesetzt wird: Chemical Vapor Deposition, CVD; Phy- sical Vapor Deposition, PVD; Randschichthärten; Galvanik; thermisches Spritzen; Auftragsschweißen; Plattieren.9. A method for producing an extrusion die (110) according to any one of the preceding claims, wherein for applying the hard coating (126) at least one of the following methods is used: Chemical Vapor Deposition, CVD; Physical Vapor Deposition, PVD; Surface hardening; electroplating; thermal spraying; Surfacing; Plate.
10. Verwendung eines Extrusionsmundstücks (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung einer keramischen Abgasnachbehandlungseinrichtung (14) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Katalysators oder eines Dieselpartikelfilters. 10. The use of an extrusion die (110) according to any one of claims 1 to 9 for the production of a ceramic exhaust aftertreatment device (14) for a motor vehicle, in particular a catalyst or a diesel particulate filter.
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