[實(shí)用新型]耐高溫的金屬載體

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920177970.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201537493U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏琦
• 主分類號(hào): B01J32/00
• 分類號(hào): B01J32/00;B01J35/02;F01N3/28
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;滑春生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)排放后處理裝置的金屬載體。

背景技術(shù)

為了應(yīng)對(duì)即將實(shí)施的摩托車國(guó)三排放標(biāo)準(zhǔn)，必須在發(fā)動(dòng)機(jī)后安裝排放后處理裝置，即三元催化器。三元催化轉(zhuǎn)化器，就是在金屬載體上涂布氧化鋁等預(yù)涂層，預(yù)涂層上添加銠、鈀、鉑等貴金屬，使發(fā)動(dòng)機(jī)排放的有害氣體一氧化碳(CO)碳?xì)浠衔?HC)及氮氧化合物(NOx)經(jīng)三元催化器氧化、還原為無(wú)害的二氧化碳(CO2)、氮?dú)?N2)和水(H2O)。

金屬載體主要由外殼3、內(nèi)芯1(由平片4和瓦楞片5相間組成)及釬焊材料2(國(guó)內(nèi)一般采用鎳基釬料帶)三種材料組成(見(jiàn)圖1)。由于在前階段摩托車國(guó)三排放壽命試驗(yàn)(1.2萬(wàn)公里)中，出現(xiàn)部分金屬載體內(nèi)芯材料被融穿并吹出，國(guó)內(nèi)同行紛紛懷疑是國(guó)產(chǎn)內(nèi)芯材料熔點(diǎn)低，或國(guó)產(chǎn)的釬焊材料熔點(diǎn)低而引起。針對(duì)以上疑點(diǎn)，我們做了大量的試驗(yàn)工作，試驗(yàn)結(jié)果證明：一、國(guó)產(chǎn)內(nèi)芯材料與國(guó)外同類材料熔點(diǎn)無(wú)顯著差異；現(xiàn)有內(nèi)芯材料主要是鐵鉻鋁合金箔片，其含碳≤0.05％，含鉻19-21％，含鋁5-6％，含稀土(主要含鑭、鈰)微量，其余為鐵。該材料據(jù)國(guó)外介紹，熔點(diǎn)為1500℃，經(jīng)我們實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)材料熔點(diǎn)基本也能達(dá)到以上溫度(當(dāng)然國(guó)產(chǎn)材料與進(jìn)口材料相比，在抗氧化性及材料的致密性等還有待提高)。二、國(guó)產(chǎn)鎳基釬料，也與國(guó)外釬料熔點(diǎn)相同；國(guó)產(chǎn)鎳基釬料，牌號(hào)BNi5(含鈷)熔點(diǎn)為1180-1200℃，國(guó)外同類產(chǎn)品，熔點(diǎn)也為1180-1200℃。三、外殼材料采用進(jìn)口同類材料，更應(yīng)無(wú)差別。

那么采用與國(guó)外材料熔點(diǎn)相差無(wú)幾的內(nèi)芯材料、鎳基釬料帶，采用同類進(jìn)口外殼，為什么國(guó)內(nèi)的金屬載體常被熔穿吹出；而國(guó)外同類產(chǎn)品卻完好無(wú)損(當(dāng)然，也有個(gè)別被熔穿吹出，但概率很小)？

問(wèn)題癥結(jié)出在釬料布局上！鎳基釬料，由于含有硼、硅、磷等輔助元素(增加流動(dòng)性)，在釬焊過(guò)程中，釬料被融化，釬料溶珠不斷擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)芯材料鐵鉻鋁合金，形成了低熔點(diǎn)合金。使覆有鎳基釬料的內(nèi)芯材料變脆，并降低了熔點(diǎn)，由于內(nèi)芯材料鐵鉻鋁很薄，僅0.05-0.08mm，這種擴(kuò)散過(guò)程對(duì)其影響很大。實(shí)驗(yàn)證明，在1200℃-1300℃時(shí)，覆有鎳基釬料的內(nèi)芯材料區(qū)域，出現(xiàn)熔穿現(xiàn)象。金屬載體在使用過(guò)程中，必定形成高溫區(qū)與低溫區(qū)。載體的中心部位肯定比邊上溫度高；對(duì)于有一定長(zhǎng)度的金屬載體(比如70mm)中心部位溫度前后也是不一致的。在國(guó)外資料中，我們找到了金屬載體內(nèi)芯溫度曲線圖(圖2)，從圖2上可以看出，如果摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不是很好(有間歇熄火)，催化器入口溫度為800℃，在離入口10mm處，溫度會(huì)馬上升高至1200℃左右，并保持一段距離，然后降低至1050℃左右，在出口處又略有升高。國(guó)外摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)尚且出現(xiàn)這種情況，我們國(guó)家摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)大部分處于國(guó)外七十年代水平，工作狀態(tài)肯定更差，并且為了達(dá)到國(guó)三排放，催化劑廠商不得不提高貴金屬含量，使氧化反應(yīng)更劇烈，反應(yīng)溫度更高。如果鎳基釬料不能如國(guó)外產(chǎn)品，布置在較低溫區(qū)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段金屬載體，大多采用同心圓結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)，而且釬料布置是游移的，在金屬載體中心部位溫度升高超過(guò)1200℃，內(nèi)芯材料覆有釬料的區(qū)域就會(huì)先被熔穿，然后引起堵孔，使金屬載體溫度更急劇上升，造成整個(gè)內(nèi)芯熔穿、吹出。

據(jù)國(guó)外資料介紹：國(guó)外也有在內(nèi)芯不擺放釬料的同類產(chǎn)品。但其在內(nèi)芯瓦楞片、平片上設(shè)置相應(yīng)凹凸槽，在卷制后，使凹凸部位嵌合。該類產(chǎn)品缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，卷制難度較大，且凹凸部位易形成氣阻，增加發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。

日本特開(kāi)平10-99697專利公開(kāi)了一種在內(nèi)芯部位不加釬料的金屬載體，但由于是同心圓結(jié)構(gòu)，不得不在中間部位前端加一條較細(xì)的釬料。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種耐高溫的金屬載體，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的在金屬載體中心部位溫度升高超過(guò)1200℃，內(nèi)芯材料覆有釬料的區(qū)域就會(huì)先被熔穿，然后引起堵孔，使金屬載體溫度更急劇上升，造成整個(gè)內(nèi)芯熔穿、吹出的問(wèn)題。

本實(shí)用新型技術(shù)方案為：由筒形的外殼和安裝釬焊在該外殼內(nèi)的S型內(nèi)芯構(gòu)成，其特征在于：所述的S型內(nèi)芯由多片卷制為S型的平片和瓦楞片相間交疊構(gòu)成。

對(duì)于直徑＞Ф40mm的S型內(nèi)芯，在其兩端的一定區(qū)域內(nèi)、且對(duì)應(yīng)于S型內(nèi)芯截面邊緣的環(huán)形區(qū)域內(nèi)的平片與瓦楞片之間放置釬焊材料。

所述的環(huán)形區(qū)域的內(nèi)徑為Ф40mm，所述的S型內(nèi)芯兩端的一定區(qū)域的寬度為0～10mm；在該0～10mm的區(qū)域內(nèi)所放置的釬料的寬度為5-10mm。

所述的S型內(nèi)芯的長(zhǎng)度小于或等于所述外殼內(nèi)徑的2.6倍，所述的平片和瓦楞片對(duì)數(shù)大于3。