生产蜂窝结构体的方法_2

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结构体的强度(诸如均衡强度)的缺点,这是因为最上面部分的胞元密度降得太低。为了避免这种缺点,并且具有必要的胞元密度强度,优选地,使最上面部分的胞元密度具有增大的胞元密度。
[0036]此外,根据示例性实施例的方法可利用多孔介质生产蜂窝结构体。例如,催化剂转换器可使用由多孔介质形成的蜂窝结构体。这种催化剂转换器中含有催化剂,并且催化剂能够净化从机动车辆等的内燃发动机排放的尾气。催化剂被支承在分隔壁的表面上和胞元内部。蜂窝结构体具有10-70%范围内的孔隙率是可接受的。
[0037]形成在蜂窝结构体中的胞元在垂直于蜂窝结构体的轴向的横截面中可具有各种形状,诸如圆形、多边形形状(例如,方形、六边形……)等。胞元密度部分沿着垂直于蜂窝结构体的轴向的方向还可具有圆形、跑道形等的轮廓。
[0038]还可在具有不同胞元密度的相邻的部分之间形成边界分隔壁。例如,边界分隔壁的厚度可在20-250 μm的范围内。边界分隔壁在垂直于蜂窝结构体的轴向的横截面中还可具有圆形、多边形等。
[0039]第一示例性实施例
[0040]将参照图1至图19描述根据第一示例性实施例的生产蜂窝结构体5的方法。
[0041]图1是示出根据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)的透视图。图2是示出根据第一示例性实施例的方法生产的蜂窝结构体5的沿着垂直于蜂窝结构体5的轴向的方向的横截面的示图。
[0042]如图1和图2所示,根据第一示例性实施例的方法生产蜂窝结构体5。蜂窝结构体5由具有圆筒形形状的外皮层51、布置在外皮层51中的胞壁52和通过胞壁52围绕的多个胞元53构成。胞壁52按照类似方格的形状布置在外皮层51中。
[0043]蜂窝结构体5具有垂直于蜂窝结构体5的轴向的横截面(见图2)。所述横截面具有由中心部分54和外周部分55构成的结构。中心部分54包含蜂窝结构体5的中心轴线。外周部分55围绕整个中心部分54,并具有低于中心部分54的胞元密度的胞元密度。具体地说,边界分隔壁56形成在中心部分54与外周部分55之间。边界分隔壁56将中心部分54与外周部分55分离。
[0044]根据第一示例性实施例的生产蜂窝结构体5的方法至少执行成形步骤和烧制步骤。
[0045]图3至图7示出了将被根据第一示例性实施例的方法使用的金属模具I的结构。金属模具I由第一金属模具2和第二金属模具3构成。图3是将被根据第一示例性实施例的生产蜂窝结构体5的方法使用的金属模具I的前视图。图4是图3所示的金属模具I的后视图。图5是示出图3所示的金属模具I中的区域V的放大图。图6是示出沿着图3所示的线V1-VI截取的金属模具I的横截面的示图。图7是示出图6所示的区域VII的放大图。
[0046]如图6所示,在成形步骤中,原料(未示出)从金属模具I的送进侧11送进,并且原料通过挤出表面12挤出,以具有蜂窝模制体4。如图1和图2所示,蜂窝模制体4与作为产品的蜂窝结构体5具有相同形状。烧制步骤烧制蜂窝模制体4以生产蜂窝结构体5。如图3至图9中所示,成形步骤使用具有特定结构的金属模具1,以生产蜂窝模制体4。
[0047]图8至图14示出了金属模具I中的第一金属模具2的结构。图8是第一金属模具2的前视图。图9是第一金属模具2的后视图。图10是示出沿着图8所示的线X-X截取的金属模具I的第一金属模具2的横截面的示图。图11是示出图8所示的区域XI的放大图。图12是示出沿着图11所示的线XI1-XII截取的第一金属模具2的横截面的示图。图13是图8所示的第一金属模具2中的区域XIII的放大图。图14是示出沿着图13所示的线XIV-XIV截取的第一金属模具2的横截面的示图。
[0048]图15至图19示出了金属模具I中的第二金属模具3的结构。也就是说,图15是根据第一示例性实施例的第二金属模具3的前视图。图16是图15所示的第二金属模具3的后视图。图17是示出沿着图15所示的线XVI1-XVII截取的第二金属模具3的横截面的示图。图18是示出图15中的区域XVIII的放大图。图19是示出沿着图18所示的线XIX-XIX截取的第二金属模具3的横截面的示图。
[0049]现在将描述在根据第一示例性实施例的方法的成形步骤中使用的金属模具I的结构。
[0050]如图6所示,金属模具I的第一金属模具2沿着挤出方向布置在上游侧U,原料通过挤出方向被送进和挤出。金属模具I的第二金属模具3沿着挤出方向布置在下游侧D。第一金属模具2具有板部分20和突出部分21。板部分20具有板形。如图6和图10所示,突出部分21从板部分20朝着下游侧D突出。
[0051]如图6和图17所示,第二金属模具3具有穿通孔31,当第一金属模具2和第二金属模具3以组装方式连接在一起时,穿通孔31安装至第一金属模具2的突出部分21。穿通孔31沿着具有板形的第二金属模具3的厚度方向(即,挤出方向X)形成。
[0052]如图3至图6所示,第一金属模具2的突出部分21插入到穿通孔31中,并安装至第二金属模具3,以制成装配构件,即金属模具I。
[0053]第一金属模具2的板部分20的面对下游侧D的表面安装至第二金属模具3的面对上游侧U的表面,以形成邻接表面13。
[0054]突出部分21的插入到穿通孔31中的前部分214不从第二金属模具3的下游侧D的表面34突出。也就是说,第一金属模具2中的突出部分21的前部分214和第二金属模具3的表面34具有相同的表面以形成挤出表面12。
[0055]图6示出了金属模具I的横截面。图10示出了金属模具I的第一金属模具2的横截面。图17示出了金属模具I的第二金属模具3的横截面。为了简单起见,图6和图10以及图17中省略了送进孔和狭槽。稍后将详细解释送进孔和狭槽。
[0056]如图8至图12所示,第一金属模具2具有多个原料第一送进孔211和多个第一狭槽212。原料第一送进孔211从第一金属模具2的突出部分21中的送进表面11朝着挤出方向X延伸。第一狭槽212按照蜂窝结构形状形成在挤出表面12侧,从而第一狭槽212与原料第一送进孔211连通。
[0057]另一方面,如图8、图9、图13和图14所示,多个原料第二送进孔213形成在第一金属模具2的突出部分21周围。原料第二送进孔213从第一金属模具2的突出部分21中的送进表面11穿通至面对第二金属模具3的邻接表面13。
[0058]原料第一送进孔211和原料第二送进孔213的每个的横截面具有圆形。特别是,原料第二送进孔213当与原料第一送进孔211的布置密度相比时以低密度布置。也就是说,相邻的原料第二送进孔213之间的距离大于相邻的第一送进孔211之间的距离。原料第一送进孔211和原料第二送进孔213具有相同的直径或不同的直径都是可以接受的。第一金属模具2中的板部分20的厚度为9.5_,而突出部分21的高度为10.5_。
[0059]如图15至图19所示,板状的第二金属模具3具有多个连通孔32和第二狭槽33。连通孔32形成在第二金属模具3中的穿通孔31周围,并从邻接表面13朝着厚度方向(即,挤出方向X)延伸。
[0060]将另一工具(未示出)安装至第二金属模具3中的第二狭槽33的外周围,以形成外周部分45。当在将原料从第二狭槽33挤出形成蜂窝模制体4的过程,同时形成外周部分45?第二金属模具3的厚度为10.5mm。
[0061]如图3和图5所示,在第一金属模具2中的突出部分21与穿通孔31的周围之间形成小间隙15,以形成具有圆筒形的边界分隔壁46。此外,如图7所示,第二金属模具3中的连通孔32的每一个与第一金属模具2中的原料第二送进孔213中的对应的连通孔连通。
[0062]如图8至图10和图5至图7所示,定位孔25形成在第一金属模具2中,并且定位孔35形成在第二金属模具3中。当第一金属模具2和第二金属模具3装配并安装至彼此时,定位孔25和定位孔35形成在相同位置。
[0063]如图3、图4和图6所示,当第一金属模具2和第二金属模具3装配在一起以形成金属模具I时,将定位销插入定位孔25和定位孔35的每一个中。每一个定位销用作定位构件14。另外,除定位孔25和定位孔35之外,一个或多个螺栓孔(未示出)也形成在第一金属模具2和第二金属模具3的每一个中。第一金属模具2和第二金属模具3通过螺栓孔中的螺栓装配并固定在一起。
[0064]现在将详细描述利用金属模具I生产蜂窝结构体5的方法。
[0065]首先,制备粘土状态的原料。例如,可使用在烧制后能够产生堇青石、SiC等的原料。如图3至图6所示,将粘土状态的原料(未示出)送进至金属模具I内部。在金属模具I的上游侧U从原料第一送进孔211和原料第二送进孔213供应原料(见图4)。
[0066]如图3至图6所示,从在挤出表面12中与原料第一送进孔211连通的第一狭槽212挤出供应至原料第一送进孔211中的原料,以产生具有蜂窝结构的蜂窝模制体4。
[0067]如图7所示,送进至原料第二送进孔213的原料从原料第二送进孔213通过以到达第二金属模具3中的连通
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