[发明专利]用于钎焊排气处理用的金属蜂窝体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于钎焊排气处理用——尤其是用于发动机、例如火花点火式发动机和/或压燃式发动机的移动(车载)的燃烧气体的排气处理——的金属蜂窝体的方法。

背景技术

除了作为例如用于催化活性物质的载体结构的陶瓷蜂窝体之外，当前也存在大量由金属材料构造的金属蜂窝体。在此，尤其关注由多个部分组合成一个蜂窝体的蜂窝体。在此使用例如金属板、金属片、金属薄板以及类似物。在此，薄板(在这里作为所有上述的载体材料的上位概念使用)至少形成结构并且彼此布置成形成通道。因此例如已知将波形的和/或平滑的薄板以螺旋方式彼此卷绕和/或将它们叠置和/或彼此弯曲并插入一壳体中。该壳体也主要由金属制成。

在制造这种金属蜂窝体时，重要的是这种金属蜂窝体最后在移动式内燃机的排气系统中承受很高的热负荷和/或动力负荷。在此，一方面应当提到的是交变热负载(来自于例如高达800℃或甚至900℃的环境温度)，另一方面应提到的是动力振动激励，动力振动激励例如由车辆振动引起但也由于燃烧过程在排气系统自身中造成的压力波引起。另外，还应指出的是，这种蜂窝体常暴露在高腐蚀性的环境中。在所有这些条件下，薄板相互之间的连接或薄板与壳体的连接应被实施成持久和稳定的。薄板的部分的松脱尤其造成排气系统的位于下游的部件遭受危险和/或排气流动路径被阻塞。

另外，已知对这种蜂窝体实施选择性的钎焊。亦即，例如不希望对薄板相互之间或薄板与套管之间的所有接触区域进行钎焊。更确切的说，例如优选在薄板与壳体之间以连续条的方式设置钎焊连接部。另外，对于薄板相互之间的钎焊连接，必要时对整个蜂窝结构的轴向分区进行钎焊，而其余区域不钎焊。可能的是，在蜂窝结构的横截面上观察也可以将薄板之间接触部位的部分区段钎焊，而其余部分区段不钎焊。通过这样地针对性地、按预先确定的方式钎焊应实现，通过提供针对性的变形区域来平衡在蜂窝体内出现的热应力，在该变形区域中蜂窝体的构件可相对运动。

为了确保金属蜂窝体能具有相应的耐久性已提出一些钎焊方法，这些钎焊方法尤其在非常高的温度下和真空下实施。因此，应当总是遵循准确的过程并需要很高的设备费用。用于制造这种金属蜂窝体的方法的例子参见WO 96/08336 A1。在该专利文献中尤其阐明必须实现真空以及高于1200℃的温度。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，至少部分地解决参照现有技术描述的问题。尤其是希望提出一种用于钎焊排气处理用金属蜂窝体的方法，该方法能简单地、尤其在连续方法的范围内实施。另外希望由此能制造出具有针对性的钎焊连接部、可能还具有持久的防腐蚀性的蜂窝体。另外还希望提供一种用于实施所述方法的装置。

所述目的通过具有权利要求1所述步骤的方法以及具有权利要求10所述特征的装置来实现。需要指出的是，权利要求中单独给出的特征可用任何技术上有意义的方式彼此组合并得出本发明的另外的实施方式。尤其是参照附图的描述对本发明进行进一步说明并给出本发明的另外的实施方式。

根据本发明的用于钎焊排气处理用金属蜂窝体的方法至少包括下列步骤：

a)在高于400℃的温度下对蜂窝体进行预处理；

b)对蜂窝体进行冷却；

c)在1050℃至1100℃的范围内的温度下在大气压下对蜂窝体进行钎焊；

d)对蜂窝体进行冷却。

在这种情形下，首先应指出，利用所述方法尤其是能够使开头所述类型的金属蜂窝体被持久地连接。在此，“钎焊”始终表示所谓的硬焊。

步骤a)尤其是也可以包括多个过程。一般地，可认为步骤a)是净化步骤。在此，例如可以首先使蜂窝体处于空气中并在大气压下被预热到一在70℃与100℃之间的温度，以使得尤其是存在于蜂窝体中的水蒸发。另外实施一过程，在该过程中蜂窝体被进一步加热到至少400℃的温度、例如达到约500℃或550℃的温度。在这个过程步骤中，除水之外，还从蜂窝体除去油、脂或类似物。为此目的可能有益的是，实现轻微的负压(Unterdruck)从而在高于400℃的温度下、例如在400mbar至800mbar的压强下对蜂窝体进行处理。应使步骤a)或者说高于400℃的温度处理保持至少60分钟、可能甚至至少80分钟的持续时间，其中基于能量原因应将这个处理限制为最多2小时。

随后应再次对蜂窝体进行冷却(步骤b))。这时优选蜂窝体没有被冷却到环境温度，而是将蜂窝体保持在一提高的温度下。冷却过程本身可通过合适的冷却介质、例如冷空气来实现。优选的是，在步骤b)中将蜂窝体冷却到处于50℃与250℃之间的温度并保持该温度。这个步骤也应优选持续至少一个小时。