生产蜂窝结构体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挤出原料以形成蜂窝模制体并烧制蜂窝模制体以生产蜂窝结构体的方法。
【背景技术】
[0002]蜂窝结构体广为人知用于支承其中的催化剂。催化剂具有净化特性。通常，这种蜂窝结构体具有按照格子状形状布置的胞壁和由胞壁包围的多个胞元。当蜂窝结构体支承其中的催化剂并且被安装在机动车辆等的尾气净化系统的尾气管(排气管)上时，在蜂窝结构体中被支承的催化剂通过从内燃发动机排放的经过机动车辆的尾气管的尾气在预定高温下被激活。被激活的催化剂净化尾气，并且被净化的尾气排放至尾气净化系统之外。
[0003]近来，鉴于环境保护，因为减少机动车辆排放等的车辆排放控制逐年变得更加严格，所以存在对减少从内燃发动机排出的尾气中含有的二氧化碳以及进一步提高机动车辆的燃料效率的强烈需求。因此，存在对具有改进和有效的尾气净化能力的蜂窝结构体的强烈需求。为了满足这些近来的需求，已提出了具有各种结构的蜂窝结构体。已提出的传统结构的蜂窝结构体具有改进的结构，其中，内侧部分和外侧部分具有不同的胞元密度。另一技术公开了蜂窝结构体的另一结构，其中，边界分隔壁形成在内侧部分与外侧部分之间，其横截面垂直于蜂窝结构体的轴向。然而，这些技术需要复杂的设计，以生产用于生产这种复杂结构的蜂窝结构体的金属模具。此外，当生产蜂窝结构体时会存在弄坏金属模具的缺点，并在生产的蜂窝结构体的生产过程中产生胞元的缺陷。实际上，利用金属模具难以生产具有复杂机构的蜂窝结构体。
[0004]为了解决这种传统问题，专利文献日本专利特开N0.H04-332614公开了一种利用具有改进的结构的金属模具的方法，在这种金属模具中，小直径的内部金属模具安装至具有穿孔的外部金属模具。
[0005]然而，在该专利文献中使用的金属模具的结构中，在内部金属模具与外部金属模具之间的安装部分产生高的局部应力，并且作为结果，当金属模具用于生产蜂窝结构体时高的局部应力弄坏金属模具。此外，通常难以正确地将形成在内侧金属模具中的进料口与形成在外侧金属模具中的进料口进行匹配，并且难以生产具有这种复杂结构的金属模具。也就是说，难以生产对应于复杂的并且具有多种胞元结构的蜂窝结构体的金属模具。
【发明内容】
[0006]因此，希望提供一种利用具有良好制造效率的改进的结构的金属模具生产具有各种胞元结构的蜂窝结构体的方法。
[0007]示例性实施例提供了一种生产蜂窝结构体的方法，其包括成形步骤和烧制步骤。所述方法使用具有装配在一起的第一金属模具和第二金属模具的金属模具。成形步骤将原料从送进表面侧送进至金属模具内，并将原料从金属模具中的挤出表面挤出到金属模具以夕卜，以使蜂窝模制体成形。烧制步骤在高温下烧制蜂窝模制体以生产蜂窝结构体。具体地说，所述方法使用具有特定结构的包括第一金属模具和第二金属模具的金属模具。第一金属模具布置在原料的挤出方向的上游侧，第二金属模具布置在挤出方向的下游侧。第一金属模具具有突出部分、多个原料第一送进孔、第一狭槽和多个原料第二送进孔。在金属模具中，第一金属模具的突出部分沿着挤出方向朝着第一金属模具的下游侧突出。第一金属模具中的原料第一送进孔形成在突出部分中从送进表面朝着挤出方向延伸。第一金属模具中的第一狭槽在挤出表面以蜂窝结构体形状形成，以与原料第一送进孔连通。第一金属模具中的原料第二送进孔形成在第一金属模具的突出部分周围，并且送进表面通过原料第二送进孔与第二金属模具的邻接表面连通。第二金属模具具有穿通孔、多个连通孔和第二狭槽。穿通孔与金属模具中的第一金属模具的突出部分安装。连通孔形成在穿通孔周围，并从邻接表面侧朝着挤出方向延伸。第二狭槽在挤出表面以蜂窝结构体形状形成，以与第一金属模具中的连通孔连通。第二金属模具中的连通孔与第一金属模具中的原料第二送进孔连通。
[0008]根据示例性实施例的方法执行成形步骤和烧制步骤以生产蜂窝结构体。具体地说，成形步骤使用具有上述改进的结构的金属模具。当成形步骤将原料从金属模具的送进表面送进时，原料通过原料第一送进孔。成形步骤还将原料从蜂窝结构体形状的第一狭槽中挤出。具有蜂窝结构体形状的原料经过原料第二送进孔，并且从第二狭槽中挤出，以生成具有蜂窝结构体形状的蜂窝模制体。根据各种需求，第一金属模具和第二金属模具可包括具有不同狭槽密度和不同形状的第一狭槽和第二狭槽。因此，该方法生产具有不同的胞元结构的蜂窝结构体。
[0009]在该方法使用的金属模具的第一金属模具的突出部分中，从送进表面送进原料，并且将其通过原料第一送进孔从挤出表面的第一狭槽平稳地挤出。另一方面，经过第一金属模具中的原料第二送进孔的原料通过连通孔从第二金属模具中的第二狭槽挤出。原料第二送进孔与连通孔连通。具体地说，第二金属模具的表面可接收在成形步骤中产生的第一金属模具的变形应力。金属模具的结构可当在成形步骤中原料的成形压力(S卩，送进压力)增大时抑制在金属模具中产生的局部高应力。因此，根据示例性实施例的方法可在高的成形压力(即，送进压力)下执行成形步骤，而不损坏金属模具和使金属模具变形，并且以良好生产率生产蜂窝结构体。
【附图说明】
[0010]将参照附图以举例的方式描述本发明的优选非限制性实施例，其中:
[0011]图1是示出通过根据本发明的第一示例性实施例的方法生产的蜂窝结构体5(或蜂窝模制体4)的透视图；
[0012]图2是示出通过根据本发明的第一示例性实施例的方法生产的蜂窝结构体5(或蜂窝模制体4)的沿着垂直于蜂窝结构体的轴向的方向的剖视图；
[0013]图3是根据本发明的第一示例性实施例的生产蜂窝模制体4的方法使用的金属模具I的前视图；
[0014]图4是图3所示的金属模具I的后视图；
[0015]图5是示出图3所示的金属模具I中的区域V的放大图；
[0016]图6是示出沿图3所示的线V1-VI截取的金属模具I的横截面的示图；
[0017]图7是示出图6所示的区域VII的放大图；
[0018]图8是根据本发明的第一示例性实施例的金属模具I中的第一金属模具2的前视图；
[0019]图9是图8所示的第一金属模具2的后视图；
[0020]图10是示出沿图8所示的线X-X截取的金属模具I的第一金属模具2的横截面的不图；
[0021]图11是示出图8所示的区域XI的放大图；
[0022]图12是示出沿图11所示的线XI1-XII截取的第一金属模具2的横截面的示图；
[0023]图13是示出图8所示的第一金属模具2中的区域XIII的放大图；
[0024]图14是示出沿图13所示的线XIV-XIV截取的第一金属模具2的横截面的示图；
[0025]图15是根据本发明的第一示例性实施例的金属模具I中的第二金属模具3的前视图；
[0026]图16是图15所示的第二金属模具3的后视图；
[0027]图17是示出沿图15所示的线XVI1-XVII截取的金属模具I的第二金属模具3的横截面的示图；
[0028]图18是图15所示的区域XVIII的后视图；
[0029]图19是示出沿图18所示的线XIX-XIX截取的第二金属模具3的横截面的示图；
[0030]图20是示出根据本发明的第二示例性实施例的第一金属模具2和第二金属模具3的厚度比率与形成各个金属模具的第一金属模具2和第二金属模具3之间的位移差(ym)之间的关系的示图；以及
[0031]图21是示出根据本发明的第二示例性实施例的各个金属模具中的第一金属模具2和第二金属模具3之间的杨氏模量比率E1/E2与位移差Um)之间的关系的示图。
【具体实施方式】
[0032]下文中，将参照附图描述本发明的各个实施例。在各个实施例的以下描述中，相同的字符或数字在多个附图中始终指代相同或等同的组件部分。
[0033]将描述根据生产蜂窝结构体的优选示例性实施例的方法。该方法使用具有特定结构的金属模具。
[0034]可将根据示例性实施例的方法应用于具有各种胞元结构的蜂窝结构体。例如，可应用示例性实施例的方法，以生产柱状结构的蜂窝结构体，在这种蜂窝结构体中，两个胞元密度区形成在垂直于蜂窝结构体的轴向的横截面中。具体地说，所述两个胞元密度部分由内部胞元密度部分(位于中心点侧)和外部胞元密度部分(位于外周侧)构成。外部胞元密度部分当与内部胞元密度部分的胞元密度相比时具有低的胞元密度。蜂窝结构体的两个胞元密度部分可具有以下效果。一个效果是保持高尾气净化能力以降低机动车辆排放。另一个效果是当蜂窝结构体快速冷却时抑制内部胞元密度部分与外部胞元密度部分之间的差异，以及增大蜂窝结构体的抗热震性。
[0035]此外，可将示例性实施例的方法应用于具有多个胞元区的蜂窝结构体，在这种蜂窝结构体中，所述胞元区具有从内部胞元区朝着外部胞元区逐步降低的不同的胞元密度。这种胞元密度结构可当蜂窝结构体快速冷却时抑制内部胞元密度部分与外部胞元密度部分之间的差异，以及增大蜂窝结构体的抗热震性。然而，这种胞元密度部分可能具有降低蜂窝