专利名称：废气净化用金属载体及其制法及专用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废气净化用金属载体及其制法，特别是一种蜂窝状构造的废气净化用金属载体及其制法。
作为净化汽车排气用的触媒的载体，有公知的以具耐热的不锈钢所制成的蜂窝状体的金属载体。此金属载体，是藉由将重叠并卷绕平板及波板所成的蜂窝状芯体的外周，与金属外筒的内面相接合所构成。
常见的金属载体的制造方法，包括有日本特公昭63=44466号公报中即揭示有重叠并卷绕平板与波板，其次将卷绕所成的金属蜂窝状芯体的两端面侧的至少一面侧的附近部位加以钎接所成的金属载体。惟，此种金属载体，当将其实际的装设于汽车用内燃机上时，因加热、冷却两者的热循环会造成热疲劳的情形，将使金属蜂窝状芯体产生变形，或者使金属蜂窝状芯体外周部的箔片馊生断破的情形。特别是在金属蜂窝状芯体的废气导入侧，因其暴露于高温的废气下，金属蜂窝状芯体的变形及箔片的破断情形至极明显。又，金属载体由于须承受引擎的振动及行走中的振动，其接合部常有破断的情形发生。
日本特公昭56-4373号公报揭示有自充填有液体状的焊锡浆的容器，经由供给滚子，于平坦的钢板或波形的钢板的顶点上涂布焊锡后，前者与波形钢板，后者与平板钢板，一起卷绕而成形的金属蜂窝状芯体。又，同公报，揭示有在涂布焊锡前，在预备涂布焊锡的位置上，经由供给装置，先涂布接着剂后，藉由分配装置，一边散布粉末状钎料，并一边卷绕而成形的金属蜂窝状芯体。该等金属蜂窝状芯体，是为将粉末状的钎料粒子，于平板钢板与波形钢板之间积层为多层。又，平板钢板与波形钢板间的粉末状钎料粒子的积层部，为在金属蜂窝状芯体中心至金属蜂窝状芯体的最外周之间使其为卷绕数的两倍而实施真空钎接处理时，易发生因钎料溶化而使平板钢板与波形钢板间产生间隙，该间隙是多层地积集于数个部位上。因此，藉此方法所得的金属蜂窝状芯体，在平板钢板与波形钢板间，存在有未被钎接的部份。又，因平板钢板与波形钢板的接合部的钎料厚度极厚，故在脆弱的钎料部上易发生破断，而使其强度较为不充份。
其次，在金属外筒内插入金属蜂窝状芯体，并在金属蜂窝状芯体上担载废气净化用触媒的排气气体净化装置，自以往起就有许多公知的种类，特别是，可控制乃至防止因汽车排气气体的热量所产生的热应力所导致的歪曲的发生所造成的接合部的剥离及破损的种种蜂窝状构造，是有许多提案。例如，日本特开平4-29750号公报中即揭示有藉由形成在金属载体的轴方向上，并间隔有1-15mm的环状间隔的多个带体，将金属蜂窝状载体和外筒接合所成的金属载体。其是将在泠热循环时发生在载体轴方向上的应力，藉由前述环状间隔的位置上的非接合部份所产生的变形，吸收其歪曲，而使作用于接合部及非接合部上的应力分散。惟，即便在外筒与金属蜂窝状芯体间藉由多个带体加以接合，因金属蜂窝状芯体的接合状态的优劣，亦会有无法有效分散其应力的情形。例如，当金属蜂窝状芯体与外筒部间的接合境界和金属蜂窝状芯体内的接合境界为一致的情形时，因热循环所产生的应力将集中于该处，而使其自该处发生箔片的破断。又，日本特开平4-148016号公报中揭示有一种金属载体，其是在平箔与波箔的轴方向上，以金属蜂窝状芯体的轴方向长度5％-20％长度之间隔，具有一接合区域，且，在前述金属蜂窝状芯体的外层起至内侧的5层以内，在轴方向上具有被接合的外层强化层，且在前述外层强化层区域的轴方向范围内，将金属外筒与金属蜂窝状芯体结合。在此情形下，金属筒与金属蜂窝状芯体被接合在轴方向的一个地方故可缓和金属外筒与金属蜂窝状芯体的轴方向热变形。惟，因其金属外筒与其金属蜂窝状芯体的接合地方只有一处，源自引擎的机械性振动及行走时的振动将集中于接合部，故在箔片上可能发生破断的情形。又，日本实开平2-83320号公报中揭示有一种排气气体净化装置，其是将薄肉金属板的平板状带材与波板状带材重叠成相互抵接的状态所制造出来的在轴方向上具有多个网目状通气孔路的多个金属蜂窝状芯体间隔地固着于两端开口的金属壳体内的物品，且各个金属蜂窝状芯体的外周面与金属壳体内壁面间的抵接面，除却将金属蜂窝状芯体的两端部附近的外周面与前述金属壳体的内壁面同时加以固着的情形外，其至少固着有一个地方。又，日本实开平2-85814号公报中揭示有一种排气气体净化装置，其是将两个由重叠薄肉金属板的平板状带材及波板状带材成相互抵接的状态而制造所成的在轴方向上具有多数个网目状通气孔路的金属蜂窝状芯体，间隔地固着于两端开口且具有扩径部的筒状金属外筒内所成的可担载排气气体净化用触媒的排气气体净化装置，其特征在于各个金属蜂窝状芯体的前述金属外筒开口部附近上的外周面被固着于金属外筒的内壁面上，而各个金属蜂窝状芯体之间隔部附近上的外周面不抵接于金属外筒的内壁面上。
该等废气气体净化装置，为防止金属蜂窝状芯体与金属外筒的热应力及热变形所导致的金属蜂窝状芯体的外周面与金属外筒的内壁面的剥离，以及为防止构成金属蜂窝状芯体的平板及波板的剥离及龟裂破损，是将多个金属蜂窝状芯体间隔地固着于金属外筒内，同时，在每个金属蜂窝状芯体的外周面与金属外筒的内壁面的抵接面上，藉由仅固着轴方向上的一部份，最好是绕行全周而成环状，藉此分散热应力及实行其亲合。
惟，藉此方法虽可分散及亲合热应力，但亦无法吸收因发生在废气气体净化装置上的热应力及热变形所导致的在金属蜂窝状芯体外周面附近的歪曲。因此，在金属蜂窝状芯体外周面附近，其易承受到热应力及热变形，而发生晶粒变形及平板与波板的接合部上的剥离等情形。又，在金属外筒内壁面与金属蜂窝状芯体外周面间仅固着一部份，其接合状态甚弱，在高温下的排气气流压力将使其无法维持其固着位置。
本发明的目的在于提供一种安定的、使用时间长的废气净化用金属载体及其制法。
本发明的上述目的是由如下技术方案来实现的。
一种废气净化用金属载体，其是由重叠卷绕平板及波板所成的金属蜂窝状芯体，及包围于该金属蜂窝状芯体外层的金属外筒，两者接合所成，其特征在于平板及波板的接合部，是在波的顶点部呈点状或多条条状或带状构成，平板与波板间接合部上的钎料厚度是在100μm以下，且平板及波板的表里面上的接合部的位置是不相同，且在芯体废气导入侧存在有芯体长度5％以上的非接合部。
本发明所提供的废气净化用金属载体在实施过程中，除上述必要技术特征外，还可补充如下技术内容其中金属蜂窝状芯体的外周与金属外筒内面间的接合部，是由多条条状或带状物所构成。
其中金属蜂窝状芯体的平板与波板间的接合部，与其与金属外筒间的接合部是不相重复，且金属蜂窝状芯体与金属外筒是在轴方向及周方向上间断地接合着。
是将多个金属蜂窝状芯体朝金属外筒内，沿其轴方向成直列地压入。其中金属外筒可为以任意的曲率弯曲。
本发明提供一种废气净化用金属载体的制法，其特征在于是将多个具有喷嘴的膏状钎料供给装置设置成与波板的波方向平行并为多段设置，对应波板的移动，在波顶点部，且为预先决定的位置上，藉由前述膏状钎料供给装置涂布含有粉末状钎料及接着剂的膏状钎料，之后将该平板及波板重叠卷绕而制成金属蜂窝状芯体，在金属外筒的内面，自金属蜂窝状芯体的端面起，离开相当于金属蜂窝状芯体的长度5％以上的位置处，涂布含有粉末状钎料及接着剂的膏状钎料之后，将金属蜂窝状芯体压入该金属外筒内，藉由钎接处理将两者接合。
该废气净化用金属载体的制法在实施过程中，还可补充如下技术内容其中在藉由膏状钎料供给装置涂布含有粉末状钎料及接着剂的膏状钎料后，藉由刷毛或滚子将涂布于波板的波顶点部的膏状钎料，朝前后及宽度方向刷开而使其涂布厚度为一定。
另一种废气净化用金属载体的制法，是将接合平板及波板所成的金属蜂窝状芯体多个，朝弯曲的金属外筒内，沿其轴方向直列地压入而形成废气净化用的载体，其特征在于在前述波板的顶点部，将膏状的钎料涂布成点状或多条的条状或带状，将平板及波板重叠卷绕形成金属蜂窝状芯体，然后，令涂布于波板顶点部的膏状钎料保持流动性，同时使涂布于金属外筒内面的钎料不具流动性，在该状态下，将金属蜂窝状芯体压入金属外筒内，将金属外筒以任意曲率弯折后，将两者组合，之后实行干燥及钎接热处理，将金属蜂窝状芯体与金属外筒在弯曲的状态下接合。
一种用于废气净化用金属载体的制法的对金属外筒内面涂布钎料的装置，将重叠卷绕平板及波板所形成的金属蜂窝状芯体，与包围于该金属蜂窝状芯体外侧的金属外筒的将两者接合用的混合粉末状钎料及接着剂所成的膏状钎料，涂布于金属外筒内面的任意的位置的装置，其特征在于其是包括金属外筒搬入装置、金属外筒回转支持装置、对金属外筒内面涂布钎料的装置、及钎料涂布后的金属外筒搬出及回收装置，及在藉由前述金属外筒搬入装置搬入金属外筒至既定的位置后，可回转金属外筒回转支持装置及动作钎料涂布装置的手段。
本发明的要旨为一种金属载体，其是将一个或多个藉由接合平板及波板所成的金属蜂窝状芯体压入金属外筒内所成，其特征在于该金属蜂窝状芯体的平板与波板的接合，是藉由于波板的顶点部涂布呈点状或多条条状或线状的钎料所构成，又，平板与波板间接合部上的钎料厚度在100μm以下，且平板及波板表里面上的接合部的位置是不相同，且其接合部自废气导入侧的金属蜂窝状芯体的端面起，是介设有金属蜂窝状芯体的长度的5％以上的长度的非接合部而存在，而金属蜂窝状芯体与金属外筒的接合，是藉由设于金属外筒内壁上的多条条状或线状的钎料，在使金属蜂窝状芯体最外周的接合部与金属外筒的接合部不重复的情形下，在金属蜂窝状芯体的周方向及轴方向上间断地接合。又，该金属外筒并不只限于为直圆筒，其亦可为具有任意的曲率而弯曲。
本发明的优点在于本发明为改善现有技术的上述种种缺点，进行种种探讨之后而产生在接合平板及波板时，藉由在波板的顶点部涂布点状或线状的钎料，将平板及波板钎接，而构成金属蜂窝状芯体，其除使涂布金属蜂窝状芯体的钎料尚具有流动性外，并在使涂布于金属外筒的内壁面上的钎料不具有流动性的状态下，将金属蜂窝状芯体与金属外筒结合后，藉由钎接处理而使其达到可充份吸收热应力的目的。而于搭载于汽车上时，提能长时间实际使用。
为能更加详述本发明，配合附图详加说明如后
图1为金属蜂窝状芯体中平板与波板的接合部钎料的厚度与抗拉强度的关系图。
图2为金属蜂窝状芯体的立体图。
图3为金属载体的断面立体图。
图4为外筒内壁与金属载体间的接合部的部份扩大断面图。
图5为在金属外筒内压入两个相隔的金属蜂窝状芯体时的断面图。
图6为金属蜂窝状芯体的制作方法说明图。
图7为对金属外筒实行真空钎接工程的模式图。
图8为有关弯曲金属载体的断面俯视图。
图9为有关弯曲金属载体的制造方法的示意图。
图10为涂布装置的概略正视图。
图11为实施例1金属载体钎接状态的立体断面图。
图12为实施例2金属载体钎接状态的立体断面图。
图13为比较例1金属载体钎接状态的立体断面图。
图14为比较例2金属载体附钎料状态的立体断面图。
图15为比较例3金属载体钎接状态的立体断面图。
图16为实施例3金属载体钎接状态的立体断面图。
图17为实施例4金属载体钎接状态的立体断面图。
图18为比较例4金属载体钎接状态的立体断面图。
图19为比较例5金属载体钎接状态的立体断面图。
在图2中，金属载体1是为在金属外筒2内压入金属蜂窝状芯体3所成。又，如图4所示，金属蜂窝状芯体3与金属外筒内壁间是被钎接处理，此钎接处理是由多个条状或带状的钎料4所实行。金属蜂窝状芯体3是藉由钎接处理将平板31及波板32接合所成。平板及波板间的钎接处理是藉由涂布于波板的顶点部的呈点状、条状或线状的钎料41、42……等加以实行。41为以平板及波板间的波板外侧的钎料所接合的部份，42为以平板及波板间的波板内侧的钎料所接合的部份。又，为减少钎料对母材的影响，将41、42的位置错开较为理想(参照图4)。
图6为说明本发明的钎料涂布方法及金属蜂窝状芯体的成形方法及说明图。
其中不含硼元素，由混合粉末状钎料及接着剂所成的膏状钎料14被充填于收容槽16内。收容槽16上设有膏状钎料供给管17该供给管17的前端安装有喷嘴13。藉由该膏状钎料供给管17，膏状钎料14被送至喷嘴13。收容槽16是被设置在波顶点部15的涂布位置上，亦或较高的位置上。又，收容槽16的数目可为与喷嘴13相同的数目，甚或只有一个亦可。当收容槽16为一个时，收容槽16上设有与喷嘴13数目相同的膏状钎料供给管，藉由此膏状钎料供给管膏状钎料14被分送至喷嘴13。
藉由使用此收容槽16及连接喷嘴13的膏状钎料供给管17可安定、长时间地、且不占空间地对波顶点15藉由喷嘴13供给膏状钎料14。
喷嘴13是使用具有柔软性的喷嘴13，其是被定位在波顶点部15至波的谷部18之间。其所吐出的膏状钎料14被波顶点部15所刮取而涂布于波顶点部15上。对波顶点部15实施的膏状钎料14的涂布量仅藉控制器6控制收容筒16内的加压力即可，并不须太复杂的控制。
被涂布在波顶点部15上的膏状钎料14，其钎料的粒子是被重叠成数层，藉此，在波板与平板卷绕而形成金属蜂窝状芯体后买行钎接处理时，平板及波板之间可能产生间隙。又，当波板与平板间的钎料厚度在100μm以上时，其抗拉强度将明显低下。本发明中为使钎料的涂布厚度一定，是藉由刷毛5或滚子等将钎料朝波顶点部的宽度方向及前后方向扩散，籍此，供给有钎料的波板32在和平板31重叠并卷绕成金属蜂窝状芯体3时即不发生间隙，而可获得有效的接合部。作为前述平板可使用例如含铬20％、含铝15％的耐热钢的厚度在0.05mm、宽度在40mm的物品，而作为波板，将前述平板加工成波形而使用即可。
藉由此方法所形成的金属蜂窝状芯体3在与金属外筒2的内壁接合时的方法，有在成形的金属蜂窝状芯体3的外周的任意位置涂布非晶态合金(amorphous)钎料箔，其后将其压入金属外筒2内，再实施真空钎接的方法。惟，此方法亦如前所述，将因非晶态合金钎料箔内所含的硼元素扩散至金属蜂窝状芯体的母材上而使其耐热性劣化。
因此，本发明中，是藉由图7所示的方法，将金属蜂窝状芯体3与金属外筒2的内壁接合。亦即，将预先混合粉末性钎料及水溶性或有机系列的接着剂所成的膏状钎料14藉喷嘴13涂布于金属外筒2内面的任意位置上(a工程)，之后置于干燥炉7内将其干燥(b工程)。其次，籍由压入夹具10将金属蜂窝状芯体3压入金属外筒2内(c工程)，之后将其装入真空钎接装置8内实行钎接(d工程)而将金属蜂窝状芯体与金属外筒接合起来。在此工程中，若不先干燥钎料而将金属蜂窝状芯体压入时，钎料14将和金属蜂窝状芯体一同向压入方向移动，钎料不能涂布在预先设定的位置上，故还是将钎料干燥后再压入较理想。作为真空钎接的条件，在1100～1300℃下加热十分钟以上的方法较为理想。
其次，详细说明有关弯曲的金属载体的制造方法。
如图6所示，在加工由耐热钢所制的平板所成的波板的表面的顶点部供给膏状的钎料，将其涂布成点状或因需要藉由刷毛将其涂成线状。其次，将该波板与平板重叠卷绕而构成金属蜂窝状芯体。将所得的金属蜂窝状芯体多个，在保持膏状钎料的流动性的情形下，又，在使涂布于金属外筒内壁上的膏状钎料不具流动性后，将其间隔或不间隔地配置于金属外筒内，于干燥后，实施钎接热处理，将各个金属蜂窝状芯体以钎料，并将金属蜂窝状芯体与金属外筒间以涂布于金属外筒内壁面上的钎料同时加以接合而制造成功。
将所得到的金属蜂窝状芯体3压入外筒2内的方法是如图7(c)所示。
图8所示，是为本发明的弯曲金属载体的断面图，图9所示，是为该弯曲的金属载体的制造方法。图9中，在金属外筒2内压入五个金属蜂窝状芯体3后(a)，例如将其载置于支持体20上，由其上部以冲模19加压(b)而制造出具有任意弯曲度的弯曲金属载体(c)。
又，为以既定的尺寸提高其精密度，还可以再次将其置入冲模内，再次实行冲压加工，而矫正其形状。
其次，叙述有关对金属外筒内面涂布钎料的装置。
亦即，在本发明中，包括一对金属外筒内面涂布钎料的装置，其具有可将粉末钎料与接着剂的混合物的膏状钎料作供给动作的钎料供给装置，其特征在于其具备有可在金属外筒内面涂布均一的钎料的机构，及回转支持金属外筒及搬送外筒的机构。又，藉由本发明中金属外筒搬入装置，将外筒搬入至既定的位置后，藉回转支持装置回转外筒，并使钎料涂布装置作动的各手段，可藉例如感应器(sensor)等来进行。
该钎料涂布装置的概略图如图10所示。本装置大略区分，是包括金属外筒搬入装置、金属外筒回转支持装置、对金属外筒内面涂布钎料的装置，及于钎料涂布后将外筒搬出、回收的装置等。
接着叙述有关金属外筒搬入装置、金属外筒回转支持装置。金属外筒搬入装置及金属外筒回转支持装置是由金属外筒般入用汽缸24、金属外筒回转支持用夹头25及金属外筒回转用支持用夹头的驱动马达26及感应器27等构成。籍由金属外筒搬入用导件22将其送至金属外筒搬入用导轨23。其次，藉由金属外筒搬入用汽缸24，以一定量将其送至金属外筒回转用支持用夹头25的方向。其后，汽缸24回到原来的位置，在金属外筒搬入用导件22上的金属外筒2因自身的重量被安置于金属外筒搬入用导轨23。被送至金属外筒回转支持用夹头25的金属外筒2，在当感应器27检出汽缸24已回到原来的位置时，即藉由金属外筒回转支持用夹头25将其抓取。其后，金属外筒回转支持用夹头25藉由马达26将自动地回转。
其次，叙说有关对金属外筒内涂布钎料的装置。该钎料涂布装置是包括钎料供给用控制器28、保持由粉末钎料及接着剂混合所成的膏状钎料的膏状钎料槽20、将膏状钎料射出涂布于金属外筒2内面的喷嘴30、将射出的膏状钎料涂布成均一的厚度且将其朝宽度方向扩开的刷毛或滚子11、装置喷嘴30及刷毛或滚子11用的保持夹具32、使装置有喷嘴30及刷毛或滚子11的保持夹具32左右移动的可动台33、可调节移动长度的感应器兼挡止器34、及使保持夹具32上下移动的电磁铁35。当金属外筒为金属外筒回转支持用夹头25所抓取并回转后，可动台33移动，而使装设于可动台33上的保持夹具32插入金属外筒2的内面。至于插入长度的控制是藉由挡止器34加以调整。当可动台33触到感应器兼挡止器34时，电磁铁35被通电，而藉由电磁铁35将保持夹具32吸附。其结果，装置于保持夹具32前端的喷嘴30及刷毛或滚子11将接触到金属外筒2的内面。藉电磁铁35吸附保持夹具32时，检出器36即动作。其结果，藉由控制器28，自膏状钎料槽29通过管子37自喷嘴30向金属外筒2的内面射出膏状钎料。被射出的膏状钎料藉由刷毛或滚子11被扩开成均一的厚度并向宽度方向扩开。喷嘴30的膏状钎料射出量可藉由控制器28的射出时间及射出压力的控制来加以控制。
对金属外筒2内面的钎料进行一定时间的涂布后，保持夹具32离开电磁铁35，且可动台33回到原来位置。当感应器34检出可动台33已回到原来位置时，即再次驱动汽缸24，将金属外筒送入金属外筒回转支持用夹头25，此时已涂布钎料的金属外筒被下一个金属外筒推出，藉由金属外筒搬出用导件18将其搬送到金属外筒回收箱39。
以上动作是会自动重复。
实施例1将厚度为50μm的铁素体系(ferrite)不锈钢制的平板弯摺成波形而形成的波板后，在波板的表里面，将50μm以下的由粉末状钎料和水溶性接着剂混合而成的膏状钎料，自端面起，在表面上各为5mm、15mm，在里面各为10mm、20mm的位置上，藉喷嘴进行供给，其后以刷毛将钎料涂布成宽2mm、厚50μm以下，再将波板与平板重叠卷绕而制成金属蜂窝状芯体。
其次，在厚度为1.5mm的金属外筒内筒内面，将粉末状钎料和有机系列的接着剂混合所成的膏状钎料涂布在自金属蜂窝状芯体的端面起离开5mm的位置上，并涂布成15mm宽再加以干燥后，将前述金属蜂窝状再压入金属外筒内。其后，实行钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))，而制作出直径50mm、长50mm(金属蜂窝状芯体的长度40mm)的金属载体。以此方法所制成的金属载体的状态如图11所示。图11中，41为波板表面的钎料，42为波板面的钎料，1a为废气导入侧端面。自废气导入侧1a起有金属蜂窝状芯体的长度10％的部份未予接合，且该金属蜂窝状芯体在同一面上构成有与具轴方向成直角的四条带状的钎料41及42。又平板及波板间的钎料的平均厚度约为45μm。
将此金属载体载持触媒，进行冷热循环试验(1000℃，30min一放冷，10min)。本发明的金属载体在经过300小时的实验后，由波板及平板所构成的金属蜂窝状芯体仅发生些微的晶粒变形，但不被认为有箔片破断的情形。又，为试验其对振动的耐久性，以振动频率20～500Hz，加速度30g实验20小时的结果，本发明的金属载体，被认为没有发生金属蜂窝状芯体的位移及钎接部的破断等情形。
实施例2将厚度为50μm的铁素体系(ferrite)不锈钢制的平板弯摺成波形而形成的波板后，在该波板的表里面，将50μm以下的由粉末状钎料和水溶性接着剂混合而成的膏状钎料，自废气导入侧，表面为离端面4mm，里面为离端面8mm的位置上，且在自废气排出侧起，波的表面为8mm、16mm，里面为4mm、12mm的位置上，藉喷嘴供给该膏状钎料，其后以刷毛将钎料涂布成宽2mm、厚50μm以下，再将平板与该波板重叠卷绕而制作出金属蜂窝状芯体。
其次，将由粉末状钎料和有机是接着剂混合所成的膏状钎料，在厚度为1.5mm的金属外筒内面，在废气导入侧，在自金属蜂窝状芯体端面起离开4mm的位置涂布成8mm的宽度，而在废气排出侧，在自金属蜂窝状芯体的端面起离开4mm的位置涂布成15mm的宽度。其后，在涂布并干燥后，将前述金属蜂窝状芯体压入金属外筒内。其后，实行钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出直径50mm、长50mm(金属蜂窝状芯体的长度40mm)的金属载体。以此方法所制成的金属载体的状态如图12所示。图12中，41为波板表面的钎料，42为波板里面的钎料，1a为废气导入侧端面。自废气导入侧端面1a起，具有金属蜂窝状芯体长度的7.5％的部份未予接合，且该金属蜂窝状芯体在同一面上具有与轴方向成直角的三条带状的钎料41及42所构成。又，平板与波板间的钎料的平均厚度约为48μm。
将此金属载体载持触媒，进行冷热循环试验(1000℃,30min→放冷，10min)。本发明的金属载体在经过300小时的实验后，由波板及平板所构成的金属蜂窝状芯体仅发生些微的晶粒变形，但不被认为有箔片破断的情形。又，为试验其对振动的耐久性，以振动频率20～500Hz，加速度30g实验20小时的结果，本发明的金属载体，被认为没有发生金属蜂窝状芯体的位移及钎接部的破断等情形。
实施例3将厚度为50μm的铁素体系(ferrite)不锈钢制的平板31弯摺成波形而形成的波板32后，在该波板32的表里面，将50μm以下的由粉末状钎料和水溶性接着剂混合而成的膏状钎料，自金属蜂窝状芯体端面起，表面为离端面15mm，里面为离端面25mm的位置上，涂布膏状钎料，再将平板与该波板重叠卷绕而制作出金属蜂窝状芯体。其次，在厚度为1.5mm的金属外筒2内面，将混合粉末状钎料及有机系列的接着剂所成的膏状钎料，在金属蜂窝状芯体的轴方向在金属蜂窝状芯体的两端面及离该端面20的位置上，将前述膏状钎料涂布成10mm的宽度，且在周方向分割成8份的位置上涂布成8mm，又在金属蜂窝状芯体的中央部涂布成15mm，且在其周方向分割成8份的位置上涂布8mm；在金属蜂窝状芯体的轴方向及周方向间断地涂布钎料后，将其干燥，之后再将金属蜂窝状芯体压入金属外筒2内。其后，实行钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出金属载体。此金属载体的钎接构造如图16所示。图16中，41为波板的表面上的钎料，42为波板里面的钎料，4为金属外筒与金属蜂窝状芯体间的钎料。
将此金属载体载持触媒，进行冷热循环和振动试验的组合耐久的实验(冷热循环的条件1000℃，12min→强制空冷30min，排气量10m3/min，振动条件频率20～500Hz，加速度30g，sweep时间6min(Sin)。本发明的金属载体在300小时的试验后，被认为由波板及平板所构成的金属蜂窝状芯体的晶粒仅发生些微的变形，但没有箔片破断的情形。
实施例4将厚度为50μm的铁素体系(ferrite)不锈钢制的平板31弯摺成波形而形成的波板32，在该波板32的表里面上，将50μm以下的由粉末状钎料和水溶性接着剂混合而成的膏状钎料，涂布于自金属蜂窝状芯体的端面起，表面为离端面25mm、65mm、85 mm，里面为10mm、40mm、70mm的位置上，复将平板与该波板重叠卷绕而制作出金属蜂窝状芯体。其次，在厚度为1.5mm的金属外筒2内面，将粉末状钎料及有机系列的接着剂所成的膏状钎料，在金属蜂窝状芯体的轴方向上，在金属蜂窝状芯体的端面及离该端面15mm、30mm、45mm、60mm、75mm、90mm的位置上，将前述膏状钎料涂布成5mm的宽度，且在周方向分割成8份的位置上涂布成8mm，又在金属蜂窝状芯体的中央部涂布成15mm，且在其周方向分割成8份的位置上涂布8mm，在将钎料间断地涂布于金属蜂窝状芯体的轴方向及周方向上并将其干燥后，将前述金属蜂窝状芯体压入前述金属外筒内。其后，实行钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出金属载体。
将此金属载体载持触媒，进行冷热循环和振动试验的组合的耐久实验(冷热循环的条件1000℃，12min →虽制空冷3min，排气量10m3/min，振动条件频率20～500Hz，加速度30g，sweep时间6min(Sin)。本发明的金属载体在300小时的试验后，被认为由波板及平板所构成的金属蜂窝状芯体的晶粒仅发生些微的变形，但没有箔片破断的情形。
比较例1将厚度为50μm的铁素体系(ferrite)不锈钢制平板与弯摺该平板成波形所形成波板加以重叠卷绕而作成金属蜂窝状芯体，将其插入厚度为1.5mm的铁素体系列的不锈钢制的金属外筒内后，藉由沾浸法(dipping)自废气导出侧及排出侧起各涂布15mm的钎料，并将其钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出金属载体。该所得的金属载体的状态如图13所示。该图中，钎料4被涂布在波板表面里的同一位置上，并被钎接处理。在此金属载体上担持触媒而进行冷热循环试验(1000℃,30min→放冷10min,)，其结果，83小时后，发生晶粒变形及金属蜂窝状芯体的外周部上的箔片破断。又，以振动频率20～500Hz，加速度30g进行200小时的振动实验后，其结果，金属蜂窝状芯体产生位移，且其接合部发生破断。
比较例2将厚度为50μm的铁素体系的不锈钢制平板与弯摺成波形而形成波板，复将该波板与平板重叠卷绕而作出金属蜂窝状芯体时，是将厚20μm、宽2mm的非晶态合金焊箔供给至端面起，表面为5mm、15mm，内面为10mm、20mm的位置，将其与平板一起重叠卷绕而制作出金属蜂窝状芯体。在此金属蜂窝状芯体的外周，在自其端面起离开5mm的位置，卷绕宽度为15mm的非晶态合金的焊箔，必将其压入厚度为1.5mm的金属外筒内，实行钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))，制作出直径50mm、长度50mm(金属蜂窝状芯体的长度为40mm)的金属载体。该金属载体的状态如图14所示，此图中，41’为波板的表面上贴附有非晶态合金焊箔的部份，42’为波板的里面上贴附有非晶态合金焊箔的部份。此金属载体与实施例1相同，且具有自端面起保有金属蜂窝状芯体的长度10％长度的未结合部分，且其金属蜂窝状芯体在同一面上构成有与轴方向成直角的四条带状的钎料。
在此金属载体上载持触媒，并进行热循环试验(1000℃，30min→放冷10min，)，其结果，该金属载体在试行300小时后，产生些微的晶粒变形，且以非晶态合金箔片的部位产生龟裂。又，以振动频率20～500Hz，加速度30g进行20小时的振动实验后，其结果，在以非晶态合金箔片的部位发生破断，且金属蜂窝状芯体产生位移。
又，因非晶态合金箔片含有硼元素，故某接合部的氧化情形十分明显。
比较例3将厚度为50μm的铁素体系的不锈钢制平板与弯摺成波形而形成波板，复在该波板与平板表面，将50μm以下的粉末状钎料与水溶性接著剂混合所成的膏状钎料，涂布于自金属蜂窝状芯体的端面起表、里面各为5mm、15mm的位置上，之后将该波板及平板重叠卷绕而制出金属蜂窝状芯体。其次，将粉末状钎料及有机系列接著剂混合所成的膏状钎料，在厚度为1.5mm的金属外筒内面，在自金属蜂窝状芯体的端面起离开5mm的位置上涂布成5mm的宽度，再将其乾燥后，将前述金属蜂窝状芯体压入前述金属外筒内。之后，实行钎接处理(1200℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出直径50mm、长50mm(金属蜂窝状芯体的长度为40mm)的金属载体。其所制成的金属载体的状态如图15所示。在真空钎接后，在金属峰窝状芯体内部发生平板和波板未接合的部份。又其接合部份的平板与波板间的钎料厚度为120μm。测定此金属载体的抗拉强度的结果。在钎料部份发生破断，且其强度为实施例1的一半强度。
比较例4将厚度为50μm的铁素体系的不锈钢制的平板弯摺成波形而形成波板32，将该波板与平板重叠并卷绕即可制作出金属蜂窝状芯体，在此金属蜂窝状芯体的各个端面上卷附厚度为20μm、宽度10mm的焊箔，并将其压入厚1.5mm的金属外筒内，其次，在金属蜂窝状芯体端面涂布藉由沾浸法(tipping)所供给的粉末状钎料及接着剂混合所成的膏状钎料10mm的宽度。其后，实行钎接处理(1000℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出金属载体。此金属载体的钎接构造如图18所示。于此金属载体上载持触媒，实施冷热循环和振动实验所组成的耐久实验(泠热循环条件1000℃，12min→强制空冷3min、排气量10m3/min，振动条件频率20～500Hz，加速度30g,sweep时间5min(Sin))，其结果实验100小时后，金属蜂窝状芯体最外周箔片，约在其周上的60％皆发生破断。同时亦发生相冲咬的情形。
比较例5将厚度为50μm的铁素体系的不锈钢制的平板弯摺成波形而形成波板32，再将该波板与平板重叠并卷绕而制作出金属蜂窝状芯体。自该金属蜂窝状芯体的端面起，藉沾浸法(tipping)将由粉末状钎料和接着剂混合所成的膏状钎料涂布成10mm的宽度，其后，实行钎接处理(1000℃、20分钟加热、10-5乇(Torr))而制作出金属载体。其次，将厚度20μm、宽度15mm的焊箔，卷附于金属蜂窝状芯体的中央部，之后，将其压入厚1.5mm的金属外筒2内，再次进行钎接处理而制作成金属载体。此金属载体的钎接构造如图19所示，在此金属载体上载持触媒，并实行组合冷热循环及振动实验所成的耐久实验(冷热循环条件1000℃，12min→强制空冷3min、排气量10m3/min，振动条件频率20～500Hz，加速度30g，sweep时间5min(Sin))，其结果实验80小时后，因金属蜂窝状芯体与金属外筒间的钎接部破断，金属蜂窝状芯体在金属载体的轴方向发生位移。
权利要求
1.一种废气净化用金属载体，其是由重叠卷绕平板及波板所成的金属蜂窝状芯体，及包围于该金属蜂窝状芯体外层的金属外筒，两者接合所成，其特征在于平板及波板的接合部，是在波的顶点部呈点状或多条条状或带状构成，平板与波板间接合部上的钎料厚度是在100μm以下，且平板及波板的表里面上的接合部的位置是不相同，且在芯体废气导入侧存在有芯体长度5％以上的非接合部。
2.依权利要求1所说的废气净化用金属载体，其特征在于其中金属蜂窝状芯体的外周与金属外筒内面间的接合部，是由多条条状或带状物所构成。
3.依权利要求1所说的废气净化用金属载体，其特征在于其中金属蜂窝状芯体的平板与波板间的接合部，与其与金属外筒间的接合部是不相重复，且金属蜂窝状芯体与金属外筒是在轴方向及周方向上间断地接合着。
4.一种废气净化用金属载体的制法，其特征在于是将多个具有喷嘴的膏状钎料供给装置设置成与波板的波方向平行并为多段设置，对应波板的移动，在波顶点部，且为预先决定的位置上，藉由前述膏状钎料供给装置涂布含有粉末状钎料及接着剂的膏状钎料，之后将该平板及波板重叠卷绕而制成金属蜂窝状芯体，在金属外筒的内面，自金属蜂窝状芯体的端面起，离开相当于金属蜂窝状芯体的长度5％以上的位置处，涂布含有粉末状钎料及接着剂的膏状钎料之后，将金属蜂窝状芯体压入该金属外筒内，藉由钎接处理将两者接合。
5.依权利要求4所说的废气净化用金属载体的制法，其特征在于其中在藉由膏状钎料供给装置涂布含有粉末状钎料及接着剂的膏状钎料后，藉由刷毛或滚子将涂布于波板的波顶点部的膏状钎料，朝前后及宽度方向刷开而使其涂布厚度为一定。
6.依权利要求1或2或3所说的废气净化用金属载体，其特征在于是将多个金属蜂窝状芯体朝金属外筒内，沿其轴方向成直列地压入。
7.依权利要求6所说的废气净化用金属载体，其特征在于其中金属外筒可为以任意的曲率弯曲。
8.一种废气净化用金属载体的制法，是将接合平板及波板所成的金属蜂窝状芯体多个，朝弯曲的金属外筒内，沿其轴方向直列地压入而形成废气净化用的载体，其特征在于在前述波板的顶点部，将膏状的钎料涂布成点状或多条的条状或带状，将平板及波板重叠卷绕形成金属蜂窝状芯体，然后，令涂布于波板顶点部的膏状钎料保持流动性，同时使涂布于金属外筒内面的钎料不具流动性，在该状态下，将金属蜂窝状芯体压入金属外筒内，将金属外筒以任意曲率弯折后，将两者组合，之后实行干燥及钎接热处理，将金属蜂窝状芯体与金属外筒在弯曲的状态下接合。
9.一种用于实施权利要求4或8所说废气净化用金属载体的制法的对金属外筒内面涂布钎料的装置，将重叠卷绕平板及波板所形成的金属蜂窝状芯体，与包围于该金属蜂窝状芯体外侧的金属外筒的将两者接合用的混合粉末状钎料及接着剂所成的膏状钎料，涂布于金属外筒内面的任意的位置的装置，其特征在于其是包括金属外筒搬入装置、金属外筒回转支持装置、对金属外筒内面涂布钎料的装置、及钎料涂布后的金属外筒搬出及回收装置，及在藉由前述金属外筒搬入装置搬入金属外筒至既定的位置后，可回转金属外筒回转支持装置及动作钎料涂布装置的装置。
全文摘要
废气净化用金属载体及其制法及专用装置,载体的蜂窝状芯体被压入金属外筒内,芯体的平板与波板间的接合部,是由涂布在波板顶点部呈点状或多条条状或带状钎料所构成,芯体外周与金属外筒内面间的接合部,亦呈多个条状或带状,芯体最外周的平板与波板的接合部与金属外筒上的接合部不重复,在轴方向及周方向上是间断性的接合,在涂布于波板顶点部的膏状钎料具流动性,涂布于金属外筒内壁上的钎料不具有流动性的状态下,将芯体压入外筒内而结合。
文档编号F01N3/28GK1307173SQ00100560
公开日2001年8月8日 申请日期2000年1月24日 优先权日2000年1月24日
发明者黄钊仁 申请人:黄钊仁