專利名稱：制造金屬峰窩體的方法和透氣的釬焊薄片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造金屬蜂窩體的方法和釬焊薄片，蜂窩體由至少局部具有某種結(jié)構的薄板層盤卷、堆疊或纏繞而成。
金屬蜂窩體例如作為催化活性物質(zhì)的載體應用于汽車排氣凈化系統(tǒng)。另外還可以在類似的薄板結(jié)構中例如在熱交換器中使用。
為了薄板層的金屬連接，蜂窩體實施釬焊過程。由DE 2924592 A1已知在金屬蜂窩體內(nèi)添加焊料的各種可能性。在蜂窩體內(nèi)添加焊料的方式與焊料有關。若涉及的是粉末狀焊料，則可借助于焊粉流化床將它加入蜂窩體內(nèi)。為了保證焊粉留在蜂窩體直至實施釬焊過程，有必要在蜂窩體上至少局部加上焊粉的粘貼劑。由WO 94/06594也已知這種釬焊方法。
由DE 2924592 A1還已知在蜂窩體內(nèi)置入形式上為釬焊薄片尤其是釬焊條的釬料。釬焊條在薄板層卷繞或堆疊過程中置入具有某種結(jié)構的薄板層之間。在采用釬焊條的情況下，可以免去在釬焊粉末的情況下必要的粘貼劑。但通過在薄板層之間置入釬焊條會在釬焊過程中導致蜂窩體失去預緊度，從而在薄板層之間局部沒有形成釬焊連接。
按DE 2924592 A1，在蜂窩體內(nèi)添加焊料的另一種可能性為，將至少局部結(jié)構化的薄板層盤卷、堆疊或纏繞成圓柱形蜂窩體，接著在蜂窩體的至少一個端面內(nèi)壓入規(guī)定厚度的釬焊薄片。在這里，釬焊薄片如此深地壓入蜂窩體內(nèi)，以致在釬焊過程中此焊料應能留在各蜂窩內(nèi)。
在這種方法中存在的問題是，釬焊薄片不允許被薄板層的棱邊斷開，因為要不然當蜂窩體沿徑向熱膨脹時焊料塊會從蜂窩體的各蜂窩中掉出。在蜂窩體兩個端面區(qū)內(nèi)蜂窩體的釬焊也有困難，因為在蜂窩體與焊料一起加熱到釬焊溫度的過程中，處于蜂窩體中的空氣膨脹，由此導致蜂窩體內(nèi)部的壓力升高，這種升高后的壓力會將焊料從各個蜂窩中壓出。
本發(fā)明以此為出發(fā)點要達到的目的是，提供一種用于制造金屬蜂窩體的方法和一種釬焊薄片以及一種蜂窩體，以便簡化蜂窩體的生產(chǎn)。此外應在薄板層之間達到良好的釬焊連接。
此目的通過一種制造由至少局部具有某種結(jié)構的薄板層盤卷、堆疊或纏繞而成的金屬蜂窩體的方法采取下列措施達到，即，在蜂窩體的至少一個端面處設至少一個至少部分透氣的釬焊薄片，它至少與薄板層的至少一個局部區(qū)接觸，以及，為了至少薄板層的金屬連接此蜂窩體實施一次釬焊過程。由于釬焊薄片是透氣的，所以在蜂窩體內(nèi)的氣體在釬焊過程中對釬焊薄片的特性沒有或只有很小的影響。由此還做到，借助于毛細管作用而將釬焊薄片吸入蜂窩體內(nèi)。因此，如先有技術中所需要的將釬焊薄片壓入蜂窩體內(nèi)到如此深的程度并為此需有特殊的工具在這里不是絕對必要的。
采用按本發(fā)明的方法還可以選擇至少蜂窩體薄板層的金屬連接的設計。通過適當?shù)卦O計釬焊薄片，使它有一個并不一定要與蜂窩體端面的周界線一致的可以使蜂窩體在各個區(qū)域內(nèi)均互相連接的外輪廓形狀。采用這種方法也不需要如按先有技術在借助粉末焊料釬焊時那樣要使用護罩，通過護罩只能有選擇地釬焊蜂窩體的端面。還可以有選擇地或區(qū)域性地設計薄板層的金屬連接，只要將多個釬焊薄片布置在端面上。采用按本發(fā)明的方法還可以在至少蜂窩體的薄板層可能的金屬連接設計方面有大量的變化方案。例如按方法的一種有利的設計，使在蜂窩體的每個端面薄板層的至少一個局部區(qū)與至少一個釬焊薄片接觸。
在至少一個端面使所有的薄板層與至少一個釬焊薄片接觸以及實施釬焊過程，可以獲得機械上特別穩(wěn)定的蜂窩體。
最佳的方法是，由薄板層制成的蜂窩體的至少一個端面至少局部地與一種透氣的多孔的釬焊薄片接觸。尤其是釬焊薄片所涉及的是一種釬焊發(fā)泡薄片，它有一種多孔敞口的細胞狀結(jié)構。這樣一種釬焊發(fā)泡薄片特別好地粘附在蜂窩體的端面上。這種方法的另一個優(yōu)點是，在周圍的大氣與蜂窩體之間通過此釬焊發(fā)泡薄片還能有比較好的氣體交換。
為了使蜂窩體的各個薄板層互相金屬連接，按另一種有利的思想建議，使蜂窩體的整個端面與一個釬焊薄片接觸。使蜂窩體的每個端面與一個釬焊薄片接觸并實施釬焊過程，可以獲得金屬蜂窩體特別良好的穩(wěn)定性。通過將釬焊薄片制成透氣的，在蜂窩體每個端面處的薄板層可以同時，亦即在唯一的一次釬焊過程中釬焊。
為了改善釬焊薄片在蜂窩體端面上的粘附，建議將釬焊薄片局部壓入蜂窩體。但在將它壓入時應基本上保持釬焊薄片的透氣性。
為了簡化金屬蜂窩體的制造，建議首先將一個釬焊薄片放在蜂窩體的至少一個端面上，然后將蜂窩體與釬焊薄片一起裝入一個外套管內(nèi)。按另一種可供選擇的方案，建議首先將蜂窩體裝入一外套管內(nèi)，然后將釬焊薄片放在蜂窩體的至少一個端面上。
按此方法的另一項有利的設計，蜂窩體與釬焊薄片實施真空釬焊過程。由于釬焊薄片是透氣的以及蜂窩體經(jīng)受真空釬焊過程，所以獲得薄板層極好的金屬連接。
在方法的一種最佳設計中，外套管與蜂窩體及蜂窩體的薄板層在唯一的一次釬焊過程中互相連接。為此建議，將蜂窩體裝入一外套管內(nèi)以及使至少一個釬焊薄片至少與外套管內(nèi)表面的一部分和與薄板層的至少一個局部區(qū)接觸。由此在外套管與蜂窩體之間也獲得一種比較剛性的連接。
若至少在一個與外套管相鄰的邊界區(qū)應保持蜂窩體的彈性，由此能補償蜂窩體和外套管沿徑向不同的熱膨脹，建議將至少一個釬焊薄片與外套管的內(nèi)表面相隔一定距離地設在蜂窩體端面上。
為了進一步改善薄板層的金屬連接，建議將蜂窩體與釬焊薄片首先在清洗室內(nèi)處于真空狀態(tài)下清洗，然后為了實施釬焊過程轉(zhuǎn)移到作業(yè)室內(nèi)?；诖蒜F焊薄片粘附在蜂窩體至少一個端面上這一情況，無需使用如由使用粉末狀焊料的方法中已知的那種粘貼劑或類似物。在那種方法中熱清洗時粘貼劑可能失效，所以焊料在進一步的加工過程中脫落。由于粘貼劑蒸發(fā)污染清洗室的情況便不再發(fā)生。若在清洗室內(nèi)造成真空后例如引入惰性保護氣體環(huán)境，則在按本發(fā)明的方法中用于構成惰性保護氣體環(huán)境的氣體可以多次使用，因為不出現(xiàn)或只是在很低的程度上出現(xiàn)由于蒸發(fā)而使氣體受污染的情況。
按照另一個發(fā)明思想，對用于制造由至少局部結(jié)構化的薄板層盤卷、堆疊或纏繞而成的金屬蜂窩體的釬焊薄片，建議此釬焊薄片是透氣的。由于采用這種用于制造金屬蜂窩體的釬焊薄片，可以免去比較麻煩地將釬焊粉末施加在薄板層的表面上的工作。在用釬焊粉末涂層的蜂窩體中始終存在這種危險，即，在將蜂窩體轉(zhuǎn)移到釬焊站內(nèi)的過程中釬焊粉末脫落，而這樣一種危險在采用是一種宏觀結(jié)構的釬焊薄片時便不再存在。這樣做還簡化了蜂窩體的制造。釬焊薄片最好是多孔的，尤其是多孔敞口的，由此改善釬焊薄片的透氣性。
按另一項有利的設計建議，釬焊薄片在形式上設計為釬焊發(fā)泡薄片。
為了改善釬焊過程并因而也改善在要連接的部分尤其是薄板層之間的釬焊連接，建議此釬焊薄片至少含一種焊劑。
釬焊薄片最好是一種鎳基的材料。這種釬焊薄片含碳的成分可以較低。它也可以基本上不含碳。為了降低釬焊溫度和為了改善釬焊連接，建議釬焊薄片含硼和/或硅。釬焊薄片的含硼量可達8.5重量％。釬焊薄片的這種材料也可以基本上不含鉻。
下面借用于附圖中表示的實施例說明本發(fā)明其他優(yōu)點和詳情。其中

圖1金屬蜂窩體橫截面；圖2按圖1的蜂窩體前視圖；圖3釬焊薄片橫截面示意圖；圖4釬焊薄片第一種實施例俯視圖；圖5釬焊薄片第二種實施例俯視圖；以及圖6釬焊薄片第三種實施例俯視圖。
圖1表示了蜂窩體縱剖面。蜂窩體1裝在外套管9內(nèi)。它有端面4、5。在每個端面4、5設一釬焊薄片6或7。釬焊薄片6、7壓在端面4或5上，所以它粘附在蜂窩體1上。釬焊薄片6、7基本上覆蓋整個端面4、5。釬焊薄片6、7貼靠在外套管9的部分內(nèi)表面11上。
蜂窩體1由光滑薄板層2及具有某種結(jié)構的薄板層3構成。薄板層2、3構成通道8的邊界，通道8基本上沿蜂窩體4的軸向延伸。這種蜂窩體1在汽車排氣系統(tǒng)中用作催化劑載體。圖2示意表示了設在端面4上的釬焊薄片6。釬焊薄片6或7的外輪廓形狀與外套管9的內(nèi)輪廓基本一致，所以整個端面4、5被釬焊薄片覆蓋。
如此制備好的蜂窩體實施釬焊過程。由于釬焊薄片粘附在端面4或5上，所以蜂窩體可以豎立著釬焊。按這種布局，蜂窩體的縱軸線基本上垂直延伸。釬焊過程可以在真空釬焊爐內(nèi)進行，因為釬焊薄片是透氣的?；阝F焊薄片的這種設計，蜂窩體的各個通道8也可以被抽成真空。合乎目的的是，蜂窩體在真空釬焊過程前在清洗室內(nèi)實施一道清洗工序。清洗工序可通過將清洗室抽成真空進行。然后，例如可以在清洗室內(nèi)引入一種氣體，尤其是惰性氣體，最好是加熱的惰性氣體。由此除去來自蜂窩體生產(chǎn)過程中的可能的殘渣，例如軋制油。之后，蜂窩體必要時可在作業(yè)室內(nèi)實施釬焊過程。
釬焊薄片6、7最好設計為釬焊發(fā)泡薄片的形式，如圖3中示意表示的那樣。釬焊發(fā)泡薄片有貫通的孔隙10。釬焊薄片通過這些通道透氣。此釬焊薄片最好含有一種焊劑。它是一種鎳基的材料。
圖4表示了一種釬焊薄片16的實施例。此釬焊薄片16有通孔12，通過這些孔使薄板層的局部區(qū)互相不連接。通孔12的形狀和數(shù)量可與所期望的釬焊結(jié)果相適配。
圖5在俯視圖中表示釬焊薄片26的第二種實施例。釬焊薄片26有從中心出發(fā)的指狀凸起14。凸起14的端部位于一想象的公共周界13上。此周界13可與蜂窩體端面的外周緣一致。采用釬焊薄片26的這種設計，獲得一種從蜂窩體中心出發(fā)的薄板層放射狀的釬焊連接。
圖6中表示了釬焊薄片36另一種實施例。此釬焊薄片36在其外周緣上有部分15，它們位于一個想象的公共周界13上。在兩個相鄰部分15之間是部分17，它設計為從周界13或釬焊薄片36的中心看與周界13有一個間距。外周界13與外套管內(nèi)表面的內(nèi)周緣一致，所以薄板層在部分15內(nèi)與外套管連接。在位于部分15之間的部分17內(nèi)蜂窩體的薄板層與外套管不連接。
權利要求
1.制造金屬蜂窩體(1)的方法，它由至少局部具有某種結(jié)構的薄板層(2、3)盤卷、堆疊或纏繞而成，其中，在蜂窩體(1)的至少一個端面(4、5)處設至少一個至少部分透氣的釬焊薄片(6、7、16、26、36)，它至少與薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)接觸，以及，為了至少薄板層(2、3)的金屬連接此蜂窩體(1)實施一次釬焊過程。
2.按照權利要求1所述的方法，其中，至少一個透氣的多孔的釬焊薄片(6、7、16、26、36)至少與薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)接觸。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其中，至少一個釬焊發(fā)泡薄片(6、7、16、26、36)至少與薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)接觸。
4.按照權利要求1、2或3所述的方法，其中，在蜂窩體(1)每個端面(4、5)內(nèi)薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)與至少一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)接觸。
5.按照權利要求1至4之一所述的方法，其中，在至少一個端面(4、5)內(nèi)的所有薄板層(2、3)與至少一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)接觸。
6.按照權利要求1至5之一所述的方法，其中，在蜂窩體(1)至少一個端面(4、5)內(nèi)薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)與相關的一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)接觸。
7.按照權利要求1至6之一所述的方法，其中，每一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)至少部分地壓入蜂窩體(1)內(nèi)。
8.按照權利要求1至7之一所述的方法，其中，首先將至少一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)放在蜂窩體(1)的至少一個端面(4、5)上，然后將蜂窩體(1)與一個或多個釬焊薄片(6、7、16、26、36)一起裝入外套管(9)內(nèi)。
9.按照權利要求1至7之一所述的方法，其中，首先將蜂窩體(1)裝入外套管(9)內(nèi)，然后將至少一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)放在蜂窩體(1)的至少一個端面(4、5)上。
10.按照權利要求1至9之一所述的方法，其中，蜂窩體(1)裝在外套管(9)內(nèi)以及使至少一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)至少與外套管(9)內(nèi)表面(11)的一部分以及與薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)接觸。
11.按照權利要求1至9之一所述的方法，其中，蜂窩體(1)裝在外套管(9)內(nèi)以及使至少一個釬焊薄片(6、7、16、26、36)通過至少一個部分(17)離外套管(9)的內(nèi)表面(11)有一定距離并與薄板層(2、3)的至少一個局部區(qū)接觸。
12.按照權利要求1至11之一所述的方法，其中，蜂窩體(1)與釬焊薄片(6、7、16、26、36)實施真空釬焊過程。
13.按照權利要求1至12之一所述的方法，其中，蜂窩體(1)與一個或多個釬焊薄片(6、7、16、26、36)首先在清洗室內(nèi)處于真空狀態(tài)下熱清洗，然后為了實施釬焊過程轉(zhuǎn)移到作業(yè)室內(nèi)。
14.尤其按權利要求1至13之一所述用于制造金屬蜂窩體(1)的釬焊薄片，此蜂窩體由至少局部具有某種結(jié)構的薄板層(2、3)盤卷、堆疊或纏繞而成，其特征為釬焊薄片(6、7、16、26、36)是透氣的。
15.按照權利要求14所述的釬焊薄片，其特征為釬焊薄片(6、7、16、26、36)是多孔的。
16.按照權利要求14或15所述的釬焊薄片，其特征為釬焊薄片(6、7、16、26、36)是一種釬焊發(fā)泡薄片。
17.按照權利要求14、15或16所述的釬焊薄片，其特征為釬焊薄片(6、7、16、26、36)至少含一種焊劑。
18.按照權利要求14至17之一所述的釬焊薄片，其特征為釬焊薄片(6、7、16、26、36)是一種鎳基材料。
19.按照權利要求14至18之一所述的釬焊薄片，其特征為釬焊薄片(6、7、16、26、36)含硼和/或硅。
全文摘要
本發(fā)明的對象是制造金屬蜂窩體(1)的方法和釬焊薄片,蜂窩體由至少局部具有某種結(jié)構的薄板層(2、3)盤卷、堆疊或纏繞而成。由薄板層(2、3)制的蜂窩體(1)的至少一個端面(4)與一個透氣的釬焊薄片(6)接觸。接著為了薄板層(2、3)的金屬連接蜂窩體(1)借助于釬焊薄片(6)實施釬焊過程。
文檔編號B23K35/02GK1259067SQ98805937
公開日2000年7月5日 申請日期1998年6月9日 優(yōu)先權日1997年6月13日
發(fā)明者羅爾夫·布呂克 申請人:發(fā)射技術有限公司