[發明專利]一種基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法

在審

• 申請號: 202011164489.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112453397A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 陳子坤;王啟丞;蔡易辰;謝一夔;王忠英;于桂玲;于香萍
• 申請（專利權）人: 安徽鋼研新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F10/28;B22F10/68;B22F9/08;B33Y10/00;B33Y80/00;B33Y40/20
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 龐啟成

本發明公開了一種基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法，包括如下步驟：S1、原材料制備，將所需金屬原材料鑄錠融化，并根據內燃機尾氣凈化器蜂窩載體的實際需求在金屬液中添加相對應的合金；S2、原材料真空霧化制粉，將金屬液通過真空霧化制粉法制備成金屬粉末；S3、內燃機尾氣凈化器蜂窩載體制備；S4、拋光整理及酸洗。本發明提供的基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法，與現有的制備方法相比，本發明工藝流程簡單，成品成分材質均勻，產品成品率高，并且省去了現有的制備方法中的熱處理、熱軋、冷軋、焊接工序，降低了產品報廢的風險，實現短流程綠色清潔制造，也節約了能源。

技術領域

本發明屬于內燃機尾氣凈化器領域，更具體地說，尤其涉及一種基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法。

背景技術

蜂窩載體是各類尾氣污染治理常用的核心部件，通過在適當類型的蜂窩載體上涂覆催化劑或吸附劑，可有效的去除尾氣中的有害成分，實現尾氣污染的控制。在蜂窩載體的各種性能中，比表面積是尾氣凈化效果的關鍵因素。高比表面積可增大涂覆材料與尾氣的接觸面積，提高尾氣凈化效率。

目前，內燃機尾氣凈化器蜂窩載體加工方式為軋制，將原有的板材經由多段熱軋和冷軋之后，最后生產出厚度為50μm的薄材，而且現有的加工方法需要多道工序，其中涉及到熱處理和軋制工藝，工藝繁瑣且耗時長，成本高，質量穩定性較差，產品的成材率較低，產生部分廢料，因此，我們提出一種基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于3D打印技術的內燃機尾氣凈化器的制備方法，包括如下步驟：

S1、原材料制備，將所需金屬原材料鑄錠融化，并根據車載尾氣凈化器載體實際成分需求添加相應合金，熔融后通過窄成分控制獲得成分合格的合金金屬液；

S2、原材料真空霧化制粉，將金屬液通過真空霧化制粉法制備成金屬粉末；

S3、內燃機尾氣凈化器蜂窩載體制備，通過粉末3D打印機將內燃機尾氣凈化器蜂窩載體打印出；

S4、拋光整理及酸洗，通過拋丸機對打印出的內燃機尾氣凈化器蜂窩載體進行拋光，以及進行酸洗，并對其表面粗糙度進行多次測量，直至達到表面粗糙度標準，制備完成。

優選的，步驟S1所述的合金包括，Fe、Al、Cr和稀土元素中的一種或者多種混合物。

優選的，步驟S2中所述的真空霧化制粉采用真空霧化制粉設備進行制備，所述真空霧化制粉設備包括依次連接的真空感應爐、中間包、氣霧化裝置、霧化冷卻塔、粉末收集系統及高壓供氣系統，所述氣霧化裝置包括與所述中間包連通的金屬液噴頭和與所述高壓供氣系統連通的氣體噴頭，其特征在于，所述真空霧化裝置還包括鹽浴器，所述鹽浴器設在所述氣霧化裝置的上方，所述鹽浴器包括鹽浴噴頭，所述鹽浴噴頭設置在所述金屬液噴頭和所述氣體噴頭之間。

優選的，步驟S2所述的霧化制粉法采用氣霧化制粉法，氣霧化制粉時先將金屬液注入位于霧化噴嘴之上的中間包內，金屬液由中間包底部漏眼流出，通過噴嘴時與高速氣流或水流相遇被霧化為細小液滴，霧化液滴在封閉的霧化筒內快速凝固成合金粉末，其中，惰性氣霧化粉末顆粒呈圓形，氧含量低于l00×10，可直接用熱成形技術制成致密化粉末。

優選的，步驟S3所述的粉末3D打印具體打印步驟為

1)在畫圖軟件中創建內燃機尾氣凈化器蜂窩載體的數據模型，并將數據模型導入粉末3D打印機中；

2)根據設定的打印參數，粉末3D打印機對數據模型進行切片處理，生成打印軌跡；并且根據工件厚度以及內外壁重合度分析得出理論層高和設定參數，對打印速度和熔絲速度進行分析以設定打印速度；