专利名称：一种柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体的制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种陶瓷过滤体的制作方法，特别是一种用于净化柴油发动机尾气的陶瓷过滤体的制作方法。
背景技术：
由于柴油发动机具有良好的经济性、动力性和可靠性，因而被广泛地用作汽车和工程机 械的动力，但其尾气中含有大量的微粒(PM)，约为汽油发动机排放量的30 80倍，成为城 市中的一个重要污染源。能否有效降低柴油发动机尾气排放中污染物的含量制约着柴油发动 机的广泛应用。目前，比较成熟的降低柴油发动机尾气排放污染物的技术是采用多孔道的陶 瓷基过滤材料来生产柴油发动机用颗粒捕集器，对柴油发动机所排放出来的颗粒物进行过滤。 它们通常由氧化物或碳化物组成，具有多孔结构，在70(TC以上能保持热稳定，比表面积大 于lm々g，主要结构包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。蜂窝陶瓷主要有壁流式、泡沫式 等多种结构。从捕集效率的角度来看，壁流式蜂窝陶瓷体最高，因此得到广泛的应用。如图 l所示，壁流式蜂窝陶瓷体具有多孔结构，相邻两个封口孔l (或塞孔、塞口孔、闭孔、闭口 孔、单闭孔等)为在不同处封口的孔， 一个封口孔l进口被堵住，出口敞开，则其邻近封口 孔1进口敞开、出口被堵住，封口孔的侧壁带有大量微孔，这种封口孔结构迫使柴油发动机 尾气由进口敞开的封口孔1进入，穿过具有大量微孔的封口孔1的陶瓷壁面进入相邻的出口 敞开封口孔1，由于微粒的粒径比陶瓷侧壁上的微孔的孔径大，所以气体可以很顺畅的通过 而微粒就被吸附在封口孔1壁面上。壁流式蜂窝陶瓷体的孔道密度一般约为100—300孔/in2，图1中壁流式蜂窝陶瓷体带封 口孔的结构是在对陶瓷坯体形成通孔后再实施堵孔后形成的，在实际操作中陶瓷坯体(未烧 成阶段的泥坯)每个孔道的孔径很难保持一致，所以对陶瓷坯体进行堵孔很难用机械坐标定 位来精确设定堵孔的程序，但如果不能精确进行堵孔，则会造成最终产品质量不能满足使用 要求，例如堵孔过程中造成孔壁破损而使产品报废，因而要想实现机械化操作，生产设备必 须准确识别每个陶瓷坯体孔道的结构尺寸，然后再根据产品的实际情况做出相应的数据处理， 最后发出准确的操作指令，这种精确控制的程序实施难度非常大、成本很高；另外，产品的 横切面积大、孔密度高，孔的数量特别的大，这也对采取准确的堵孔工艺造成巨大的障碍。现有常见的对陶瓷坯体进行堵孔的工艺如下蜂窝陶瓷体首先要用具有可塑性的泥料挤出成 型陶瓷坯体；然后将陶瓷坯体两个端面的通孔在端面处用泥料进行封堵；待封堵孔的泥料干 燥后打通端面处相应孔的封堵体泥料。这一打通过程必须借助高性能的照相机先对固定好的 未封堵的陶瓷坯体横断面进行拍照采集孔道的坐标数据，然后用电脑软件对相机采集的图像 数据进行分析，形成每个孔道在陶瓷坯体上所处的坐标位置的数据，之后根据这些数据按照 每隔一个孔堵一个孔的规律，将开孔指令传输给幵孔用的激光器，利用激光将陶瓷坯体端面 选定孔道的封堵泥料穿透，最终得到符合要求的蜂窝陶瓷坯体。现有的这种对陶瓷坯体进行 堵孔的工艺所使用的设备的成本非常高，操作复杂，导致最终产品的成本高昂。发明内容本发明的目的是提供一种低成本的制作柴油发动机用颗粒捕集器(DPF)陶瓷过滤体的工艺方法。本发明的技术方案如下柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体的制作工艺包括如下步骤将配制好的泥料制成柱 状体坯体，在所述柱状坯体上丌通若干贯通坯体的通孔，所述通孔的轴线平行于柱状坯体轴 线；还包括如下歩骤A、 在柱状坯体的两个端面分别覆盖膜；B、 选定被膜覆盖的通孔作为选定通孔，每一通孔仅在一个端面上被选定，穿透两个端 面上所述膜对应于选定通孔的部分；C、 向所述膜上穿透部位注入泥料封堵住选定通孔的靠近膜的一端；D、 从柱状坯体的端面揭下膜从而使所述选定通孔形成封口孔。 步骤A中所述膜为透明胶膜。步骤B中所述选定通孔是指在柱状坯体同一端面隔一个通孔而选定的通孔，被隔开的通 孔为间隔通孔，在一个端面的选定通孔在另一个端面则为间隔通孔。步骤C所述注入泥料的方法为将完成歩骤B得到的柱状坯体的一端面压入具有流动性的 泥料中使泥料注入到选定通孔端部；完成所述注入泥料后待注入的泥料干燥到不具有流动性 后，将柱状坯体的另一端面重复上述注入泥料方法。本发明的技术效果本发明利用透明膜暂时封堵柱状坯体的通孔，穿透选定通孔对应膜的部分操作简单，只 需用尖锐的器具刺破膜即可，刺破所形成开口的尺寸与形状并不需要与通孔的横截面十分符合，只要形成了这个开口就可以使后续注入堵孔泥料的工序顺利进行，因此刺破膜的加工精 度要求可以比较低。由于穿透通孔上的膜不需要较高的加工精度和加工能量，本发明的技术 方案可以不采用激光器等高成本加工设备，简单的人工操作即可达到需要的加工精度，因此 本发明极大地降低了制作柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体的成本。采用透明胶膜(例如日常用的透明胶带)覆盖柱状坯体的两个端面使得在进行后续穿透 膜步骤时可以借助操作者的视觉判断准确地将穿透工具定位于透明胶膜上。同时透明胶膜本 身具有的粘附性可以使其与柱状坯体的连接更牢固，确保穿透透明胶膜时的外力不会推动透 明胶膜而造成定位不准确。采用依次向柱状坯体端面穿透的选定通孔端部注入泥料便于泥料与选定通孔壁紧密结合 与成型，避免向坯体两个端面同时注入泥料的情况下发生泥料由于存在流动性造成与通孔壁 的结合不紧密。
图1为柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体坯体沿轴线剖面的结构示意图；图2颗粒捕集器多孔道柱状坯体未完成封堵通孔前的沿轴线剖面的结构示意图。图中标记列示如下1、封口孔，2、通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。本发明的柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体的制作工艺首先需要加工出如图2所示的 颗粒捕集器多通孔柱状坯体未完成封堵通孔前的的粗坯。首先，将适用的各种无机主料和有机辅料按比例配制成具有塑性的泥料，利用挤出成型工艺将泥料制成如图2所示具有多通孔 的柱状坯体的粗坯，柱状坯体的粗坯一般为圆柱状坯体，在柱状坯体的粗坯横截面上孔的密 度为100目一300目，柱状坯体的粗坯经过高燥后，按照产品的高度要求，将柱状坯体的粗 坯的两端面切割加工。形成的若干贯穿柱状坯体的粗坯的通孔2的轴线平行于柱状坯体的粗 坯的轴线。利用上述得到的颗粒捕集器柱状坯体的粗坯可以进一步加工出最终需要的柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体。具体的工艺步骤说明如下A、在柱状坯体的粗坯的两个端面覆盖膜。在这一歩骤中，利用透明胶带或其他透明的薄膜覆盖颗粒捕集器柱状坯体粗坯的两个端 面。需要指出的是透明胶带或一面涂敷有胶的透明薄膜，易于其通过胶面在颗粒捕集器柱状 坯体的粗坯的端面上形成牢固的覆盖，如果透明薄膜没有涂敷胶也需要利用其他方式使透明 薄膜牢固覆盖于颗粒捕集器柱状坯体粗坯的端面。经过这样处理后，牢固覆盖于所述粗坯端 面的透明薄膜利于后续穿透工艺和注入堵孔泥料工艺的实施。在具体操作过程中也可以先对一个端面覆盖膜，将这一端面执行完后续B-D的步骤后将 另一端面重复A-D步骤。B、 选定被膜覆盖的通孔2作为选定通孔，每一通孔2仅在一个端面上被选定，穿透两 个端面上所述膜对应于选定通孔的部分。这一歩骤的目的是在完成歩骤A的基础上对上述端面上覆盖的透明薄膜上对应选定通孔 2处形成开口，即使选定通孔2与透明薄膜另一侧的空间连通。这里所说的选定通孔是按照 下面的规则选定在柱状坯体粗坯的一个端面每隔一个通孔选定一个通孔作为选定通孔，被 隔开的通孔为间隔通孔，两个端面的选定要交错进行，即在一个端面的选定通孔在另一个端 面则为选定通孔之间的间隔通孔。最终使得在同一个端面上每一个被选定的通孔2的邻近的 通孔(具有共用孔壁的通孔)均为间隔通孔。当然，本领域技术人员应该理解，间隔两个或 两个以上通孔的选定也是可以的。穿透透明薄膜对应于选定通孔部分使用的工具可以是尖锐的器具，其尖端的尺寸小于通 孔2的横截面尺寸。尖锐器具在穿透透明薄膜时仅需要施加很小的力即可实现穿透，进一步 的优化可以将尖端加热，使穿透更加容易。尖锐器具穿透透明薄膜不仅在于节省能量，更重 要的是尖锐器具的尖端尺寸小于通孔的尺寸，这就允许将尖锐器具推向透明薄膜时可以不必 绝对对准通孔的轴心，允许有一定范围的偏差，在透明薄膜上形成的开口尺寸小于通孔2在 端面横截面尺寸即可满足后续工艺的要求，这就使得实际操作步骤简单，可以提高效率。另 外，选用透明薄膜使得操作者可以凭借视觉将尖锐器具准确定位于选定的通孔。C、 向所述透明薄膜上穿透部位注入堵孔泥料封堵住选定通孔的靠近膜的一端，由于每 一通孔只在一个端面上被选定，因此每一通孔只有一端被封堵。这一歩骤的目的是将经过步骤B处理的选定通孔的一端用泥料封堵，结合步骤B中的选 定规则使得最终得到如图1所示的柴油发动机用颗粒捕集器坯体。此步骤所用的堵孔泥料的配置是在制造多孔道柱状体柱状坯体的粗坯成分的基础上，通 过添加部分无机的降低烧成温度的原料，同时加大泥料调制的用水量，使泥料在堵孔时具备 很好的流动性，在外力的作用下，泥料可以有效地流进步骤B在透明薄膜上开出的开口中。同时在产品烧成时，由于堵孔泥料添加了部分降温原料，使得堵孔泥可以很好的跟柱状坯体融为一体。本歩骤具体的实现方法如下向一个设置有气动密封装置的容器中加入调配好的具有流动性的堵孔泥料，所述堵孔泥 料与制作柴油发动机用颗粒捕集器多孔道坯体粗坯的泥料基本相同，只是在所述粗坯泥料中 添加了部分的氧化硅等能够降低产品烧结温度的无机原料，同时加入更多量的水才能调配出流动性很好的堵孔泥料。将歩骤B得到的完成穿透透明薄膜的柴油发动机用颗粒捕集器坯体 粗坯一个端面伸入到上述容器中，开启气动密封装置。在柴油发动机用颗粒捕集器坯体粗坯 上施加压力使柴油发动机用颗粒捕集器坯体粗坯进一歩伸入进容器的堵孔泥料中。气动密封 装置的作用在于防止在压力作用下容器中的泥料溢出。当柴油发动机用颗粒捕集器坯体粗坯 伸入到泥料中一定距离后，停止向其施加压力，这时，在压力作用下，具有流动性的泥料通 过透明薄膜上的开口进入到选定通孔中，在选定通孔的端部形成封堵。将形成选定通孔端部 封堵的柴油发动机用颗粒捕集器坯体粗坯进行干燥，使封堵通孔的泥料与通孔壁紧密结合， 封堵通孔泥料干燥后应当形成深入通孔深度在5—15mm的封堵体。D、 完成步骤C后揭开这一端的透明薄膜。E、 对柱状坯体的另一个端面重复进行从B-D的步骤，从而使所述选定通孔形成封口孔1。 为了提高产品的堵孔质量，要在柱状坯体粗坯一端面的堵孔泥料完全干燥后再进行另一端面的堵孔操作，同时薄膜的掀除也最好在堵孔泥料干燥好之后再进行，这样可以尽量的避 免堵孔泥剥落的缺陷。采用本发明的技术方案不需要较高的加工精度和加工能量，可以不采用激光器等高成本 加工设备，简单的人工操作即可达到需要的加工精度，因此本发明极大地降低了制作柴油发 动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体的成本。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不 以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施方式对本发明已进行了详细的 说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切 不脱离本发明的精祌和技术实质的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围 当中。
权利要求
1. 一种柴油发动机用颗粒捕集器陶瓷过滤体的制作工艺包括如下步骤将配制好的泥料制成柱状体坯体，在所述柱状坯体上开通若干贯通坯体的通孔，所述通孔的轴线平行于柱状坯体轴线；其特征在于还包括如下步骤A、在柱状坯体的两个端面分别覆盖膜；B、选定被膜覆盖的通孔作为选定通孔，每一通孔仅在一个端面上被选定，穿透两个端面上所述膜对应于选定通孔的部分；C、向所述膜上穿透部位注入泥料封堵住选定通孔的靠近膜的一端；D、从柱状坯体的端面揭下膜从而使所述选定通孔形成封口孔。
2、 根据权利要求1所述的一种柴油发动机用颗粒捕集器坯体的制作工艺，其特征在于步 骤A中所述膜为透明胶膜。
3、 根据权利要求1或2所述的一种柴油发动机用颗粒捕集器坯体的制作工艺，其特征在 于步骤B中所述选定通孔是指在柱状坯体同一端面隔一个通孔而选定的通孔，被隔开的通孔为间隔通孔，在一个端面的选定通孔在另一个端面则为间隔通孔。
4、 根据权利要求3所述的一种柴油发动机用颗粒捕集器坯体的制作工艺，其特征在于步 骤C所述注入泥料的方法为将完成步骤B得到的柱状坯体的一端面压入具有流动性的泥料中 使泥料注入到选定通孔端部；完成所述注入泥料后待注入的泥料干燥到不具有流动性后，将 柱状坯体的另一端面重复上述注入泥料方法。
全文摘要
本发明属于过滤气体用陶瓷体的制作方法。为了解决现有工艺成本过高的问题，本发明提供了一种低成本的制作柴油发动机用颗粒捕集器坯体的工艺方法。本发明的主要步骤包括A.在柱状坯体的两个端面分别覆盖膜；B.选定被膜覆盖的通孔作为选定通孔，每一通孔仅在一个端面上被选定，穿透所述膜对应于选定通孔的部分；C.向所述膜上穿透部位注入泥料封堵住选定通孔的靠近膜的一端，每一通孔只有一端被封堵；D.从柱状坯体的端面揭下膜。采用本发明的技术方案不需要较高的加工精度和加工能量，因此极大地降低了制作柴油发动机用颗粒捕集器坯体的成本。
文档编号B28B1/48GK101265111SQ20081008930
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月11日 优先权日2007年11月1日
发明者红 彭 申请人:北京创导奥福精细陶瓷有限公司