[发明专利]用层状板材制造钎焊蜂窝体的方法

说明书

本发明涉及一种蜂窝体的制造方法，其中金属板材分层叠放和/或盘卷，它们至少局部具有可由流体流过的通道结构。

例如由WO89/07488已知一种上述类型的蜂窝体。蜂窝体用来作为催化剂的载体，催化剂有助于将废气的成份，尤其是内燃机的废气成份转化为对环境影响很小的化合物。蜂窝体承受很高的机械和热载荷。除了机械和热载荷以外金属板还处于锈蚀的环境中。因此希望采用具有较高抗腐蚀性的金属板制造蜂窝体。

由US 5,366,139得知，对于蜂窝体采用首先由一种分层材料组成的金属板。这种板材至少具有一层含有铬的钢和至少一层主要含铝的层。这种分层板材经过热处理，由此使板材完全均质化。板材的均质化是使铝向钢内部扩散，使得形成基本上是一层的含铝钢质板材。由US 5,366,139得知，热处理首先在真空或者低气压条件下，接着在氧化气氛中进行。经氧化气氛处理的在板材上形成一个氧化表层，它特别是用来作为以后要涂在上面的修补基面涂层的附着层。这种板材的制造费用比较昂贵，因为为了使板材均质化必须进行热处理。

本发明的目的在于：提供一种蜂窝体的制造方法，这种蜂窝体的制造成本低，但是有很高的抗腐蚀性和机械承载能力。

为实现上述目的，根据本发明提供一种蜂窝体的制造方法，其中金属板分层叠放和/或盘卷，它们至少局部具有形成可由流体流通的通道的结构，其中一部分板层首先由一种分层材料组成，它至少具有一层含铬的钢和至少一层主要含铝的层，它们在以后的热处理中完全均质化，其中热处理首先在真空或低气压条件下，接着在氧化气氛中进行，同时热处理是钎焊过程的一部分，其中板层之间的接触部位用钎焊料至少在局部区域相互钎焊在一起，钎焊料是镍基焊料，含有0.5至8％的硼，最好是3至6％的硼。

在达到最高温度以后在冷却阶段时调整到具有极小氧气分压，最好是小于1乇的氧气分压的气氛。最高钎焊温度为1100℃到1150℃左右。热处理首先在一个铝向钢内扩散但是钎焊料还没有熔化的温度范围内进行，当分层板材完全均质化以后才将温度提高到钎焊温度(T_L)。首先在一个温度下进行热处理，钢中的铝在此温度下扩散，但钎焊料尚未融化，在分层板层的均质化之后将该温度升至钎焊温度(T_L)。

按本发明的蜂窝体制造方法建议：分层板材的热处理作为钎焊过程的一部分来进行，其中板层之间的接触部位至少部分地钎焊在一起。利用本发明的方法使蜂窝体的制造费用降低，因为取消了为了使分层材料完全均质化的预先热处理，这种均质化通过为实施钎焊过程所必需的给板层加热来进行。因此在制造蜂窝体时在唯一的一个热处理过程中实现对分层材料制成的板层的均质化。其次用热处理工序在板层表面形成氧化层。氧化层作为修补基面涂层的附着层。另一方面钎焊过程就作为这种热处理工序。

热处理最好首先在真空或者低气压环境中进行，其中达到最高温度以后在冷却阶段时调整到具有很小氧气分压，特别是氧气分压小于1乇的气氛。这种方法的优点是：在金属板上形成一个氧化铝层，它特别适合于修补基面涂层的附着层。

通过这种方法的实施和应用至少具有一层含铬的钢和至少一层主要含铝的层的分层材料，钎焊料可以是镍基焊料，其中最高钎焊温度为1100℃至1150℃。最好钎焊料含有0.5到8％的硼，特别是3到6％的硼。钎焊料中的硼用作扩散加速剂，使得在同样的钎焊质量的情况下缩短钎焊时间。缩短钎焊时间促使钎焊炉可以有更高的流通率。此外硼促使钎焊具有更好的使用特性，从而达到更高的钎焊质量。

特别有利的是，热处理首先在一个钎焊料还没有熔化的温度范围内进行。在对分层板材进行完全均质化之后将温度提高到钎焊料熔化温度。这种方法具有这样的优点：确保分层板材达到完全的均质化，然后实现牢固的钎焊接。

本发明方法的其他优点和特征将借助于一个按此方法制造的蜂窝体加以说明。其中表示：

图1按现有技术的蜂窝体的示意正视图，

图2按现有技术的具有分层结构的金属板层，

图3具有分层结构的金属板层和一个由基本上均匀的钢材制造的金属板层之间的接触部位在均质化过程中的情况，

图4按图3的接触部位在热处理以后的情况，

图5示意的温度-时间图表。