[发明专利]非圆形金属蜂窝及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于携带净化汽车废气触媒的非圆形金属蜂窝及其制造方法。

一种用于携带净化汽车废气触媒的金属蜂窝体，它包括一具有蜂窝横截面的芯部和一个用来装该芯部的金属外圆筒。所述蜂窝横截面是通过将平板和瓦愣板重叠起来，并将重叠的板卷绕起来而获得的。

由于汽车高温废气在金属蜂窝体中重复循环，因此，芯部的外径和外圆筒的内径几乎相等。这样，芯部与外圆筒之间的间隙就尽可能小。为此，采用各种各样的方法将芯部插入外圆筒中。例如：日本专利公开57-55886公开了一种方法。在该方法中，将芯部压入外圆筒中，用可与外圆筒压配合的收缩工具使外圆筒直径缩小，然后将压配合的芯部和外圆筒焊接起来。

但对于这种方法，由于芯部很难适应外圆筒。因此，芯部和外圆筒之间往往会存在空隙。

另一方面，为了净化由汽车、摩托车等车辆的内燃机冒出的废气，将包括携带触媒的蜂窝结构的芯部压入外圆筒中，形成一金属蜂窝体，并将其安装在气体净化装置中。废气经过该蜂窝体后得到净化。但是，用于安装废气净化装置中的蜂窝体的气管不总是圆的，而常常是椭圆形或其它特殊形状。金属蜂窝体的横截面必须跟安装蜂窝体的气管的横截面一致。

为此，存在一个制造非圆形的金属蜂窝体的方法。在该方法中，在把非圆形蜂窝结构压入外圆筒之后，使用模子将该蜂窝体压成椭圆形截面(日本专利公开57-55886)。

但是该方法存在一些问题，变形产生在较大直径端和较小直径端之间的微孔形状中，其连接强度降低或微孔密度改变，并影响了气流的分配。

正如另一方法所述，所形成的中心部分有一与非圆形外筒相类似形状，其横截面尺寸比外圆筒小预先确定的值，将平板和瓦愣板卷绕在该中心部分上，形成一芯主体。并将该芯主体压入非圆形的外圆筒中(日本专利公开3-196844)。    

但该方法有些缺点，由于安装了一个中心部分，并以这个中心部分作轴，将瓦愣板和平卷绕在上面。因此，制造需要很长时间，生产率低。

本发明人为解决这些问题进行了充分的研究，该芯部容易与外圆筒配合，以使牢固地连接，从而实现本发明。本发明的一个主要目的是提供一种生产具有好的工作性能的金属蜂窝体的方法。本发明的另一个目的在于提供一种生产金属蜂窝体的方法，在该方法中，平板和瓦愣板相互接触形成一种孔结构，而不会使这种蜂窝结构变形。

根据本发明所提供的生产一种携带废气净化触媒的金属蜂窝体的方法，它包括将瓦愣板和平板交替地叠在一起，并将其卷绕起来形成一具有蜂窝横截面的芯部。然后将所得到的芯部插入到内径几乎与芯部外径相等的外筒中，其特征在于所述外筒至少有一端被扩张，所述芯部的一小部分进入所述外圆筒中，在所述芯部的一端施加压力，使该芯部进入所述外圆筒中，并将该组件进行热处理，以便使扩张的一端收缩和恢复。

即在本发明中，外圆筒至少有一端被扩张，芯部至少有一端插到扩张的外圆筒中，在芯部的另一端加压。然后将组件进行热处理，使扩张的部分缩回去。

在本发明中，外圆筒扩张意味着其一端被扩张到一定程度，以便芯部的一小部分刚好能插进去。从外圆筒的内径向外扩张约0．1-0．5毫米就足够了。例如，使用圆筒形胀模作为圆筒扩张工具，该模有一梯形横截面，将该模插入外圆筒中直到达到所要求的扩张尺寸。

之后，一液压缸作用在芯部的另一端，或用机械手抓住芯部，将整个芯部压入外圆筒中。当用液压缸时，在芯部上部最好使用一护板，防止由于载荷集中引起的芯部损坏或破坏。

另外，当使用机械手时，用机械手将芯部抓住，并将其压入到所需位置，然后松开机械手。在插入部分的上面位置再次抓住芯部，以便再次用机械手将其压入。重复这个过程直到整个芯部压入为止。

在压完之后，进行热处理使扩张的部分得以恢复，热处理温度在800-1200℃之间，时间5-20分钟。当芯部和外圆筒焊接时，在真空的情况下，热处理温度约1200℃的情况下进行20分钟，以便达到恢复和焊接热处理。