CN102689067B - 一种制备金属催化载体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备金属催化载体的方法，载体由平面箔带和波纹箔带叠加卷曲而成，其特征在于，所述的金属载体的平面箔带表面采用喷涂工艺均匀涂覆有一薄层的粉末钎料；然后与波纹板带叠加卷曲成型，套入外壳后送入钎焊炉中钎焊；最后得到金属催化载体。本发明的优点：使用喷涂设备将钎料均匀涂覆在平面箔材的两面，从而代替传统叠加钎料板的钎焊方法，降低了生产成本，且卷曲容易，钎焊点分布均匀，成品率高。

Description

一种制备金属催化载体的方法
【技术领域】
本发明涉及金属催化载体技术领域，具体地说，是一种制备金属催化载体的方法。
【背景技术】
近年来，金属蜂窝结构凭借其独特的优点在汽车尾气净化催化用载体领域越来越受到关注。这种载体由蜂窝内芯结构和包覆内芯的外侧壳体组成。蜂窝部分由平板和重叠置于该平板上的波纹板卷曲而成，形成大量的基本上相互平行布置的通道。平板和波纹板之间采用钎焊实现牢固连接。从目前国内外几种主要的生产金属蜂窝载体的工艺流程来看，无论采用什么工艺流程，平面箔和波纹箔的钎焊始终是最为重要的一环，直接关系到产品的质量。目前，国内金属蜂窝载体的钎焊多使用成型的箔材，箔材和钎料板交替放置，即采用平面箔带-钎料箔带-波纹箔带的复合结构，将该复合结构卷曲成金属蜂窝后，放入真空炉中进行钎焊，为了避免成型后的金属蜂窝两端的通道孔被钎料封堵，钎料箔带一般要比平面箔带和波纹箔带窄，并且居中放置。这种工艺有其不可忽略的缺点，如钎料板的制造成本较高、卷曲间隙不均，钎料箔带易攒动，焊接质量不高，或金属蜂窝端孔封堵，降低合格产品的出品率。
为克服钎料带在卷曲和钎焊过程中错位的问题，中国专利CN03151202.X将钎料带点焊在蜂窝载体的平板上；中国专利CN100594087C进一步将钎料带整体压焊在平板上。中国专利CN1262382C在蜂窝体成型前将粘结剂涂覆于平面箔带上，然后采用振动方法在平面箔带与波纹箔带的锲形接触区嵌入钎料粉末；中国专利CN1117212C在蜂窝体成型后将粘结剂涂覆于端部后注入钎料粉末。这些专利技术不同程度地进行了技术改进，但从生产效率、成本、质量稳定性等方面考虑仍存在进一步改进的需求。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制备金属催化载体的方法；本发明通过在平面箔带双面涂覆粉末钎料，在炉中进行钎焊的方法制造金属蜂窝载体。本发明克服了传统工艺中产品结构不均、钎料带定位困难、断面孔易堵塞等不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种制备金属催化载体的方法，蜂窝载体通过平面箔带和波纹箔带叠加卷曲而成，其特征在于：所述的金属载体的平面箔带表面采用喷涂工艺均匀涂覆有一薄层的粉末钎料；然后叠加波纹箔带卷曲成型，套入外壳后送入钎焊炉中钎焊；最后得到金属催化载体。
其具体步骤为：
(1)碱洗箔带表面
利用碱水溶液将制备催化载体的平面箔带和波纹箔带进行清洁处理，除去表面的氧化膜和油脂；
所述的碱为可清洁金属载体表面的强碱性物，如氢氧化钾、氢氧化钠；
所述的催化载体为催化剂载体常用金属材料，如FeCrAl合金、不锈钢材料；
(2)涂覆粉末钎料
将钎料粉末用有机粘结剂调和，采用喷涂或涂刷工艺均匀地涂覆在步骤(1)处理后的平面箔带双面上；涂敷层厚度0.02～0.3mm。根据需要可局部喷涂成条带形；
所述的钎料粉末为镍基钎料或铜基钎料；
所述的有机粘结剂用于调和钎料粉末，主要成分可为聚苯乙烯、聚乙烯、异丁烯、煤油、甲苯等。
所述的钎料粉末和有机粘结剂质量比为1∶4～1∶9。
(3)将步骤(2)制备的平面箔带和步骤(1)清洗处理后的波纹箔带叠合卷曲，成型后置入载体套筒内；
(4)送入钎焊炉中钎焊，最后得到金属催化载体；
钎焊的条件为：加热温度为800～1200℃，在加热温度下保温20～60分钟，钎料和基体充分扩散；采用高纯氢气、分解氨、高纯惰性气体或真空保护。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明将粉末钎料直接涂覆在箔带表面，将卷曲好的试样在保护气氛或真空下进行高温钎焊，成功实现金属蜂窝结构的成型，省去了钎料箔带的加工成型，降低了成本。
(2)采用本发明，不必担心在卷曲应力作用下出现的攒动、断面封孔的现象，并且减少一层钎料箔带，成形力小，变形均匀。钎料在熔化后润湿性良好，钎焊点分布均匀。
(3)本发明具有操作方便，卷曲容易，钎焊质量高，成本低等优势。
【附图说明】
图1为金属载体喷涂粉末钎料位置示意图；
附图中的标号分别为：1-平面箔带；2-粉末钎料；3-波纹箔带。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种制备金属催化载体的方法的具体实施方式。
实施例1
请参见附图1，一种制备金属催化载体的方法，载体由平面箔带和波纹箔带叠加卷曲而成，其特征在于：所述的金属载体的平面箔带和波纹箔带采用喷涂工艺均匀涂覆有一薄层的粉末钎料；然后叠加波纹箔带卷曲成型，套入外壳后送入钎焊炉中钎焊；最后得到金属催化载体。
其具体步骤为：
1、取厚0.15mm、宽40mm的FeCrAl合金平面箔带和波纹箔带各一段，放入质量分数为10％的氢氧化钾水溶液中进行碱洗，十分钟后取出。经清水冲洗后用酒精清洁干燥后，获得新鲜合金表面；
2、将牌号为BNi2的钎料粉末与聚苯乙烯类有机粘结剂调合，采用中压自动喷枪雾化后均匀地喷涂在清洗处理后的平面箔带的上下表面上；
3、将表面喷涂钎料后的平面箔带和波纹箔带叠合卷曲成型，放入两端敞口的套筒内固定；
4、将卷曲好的试样放入高真空钎焊炉中，升温至1080℃保温10min后降温；
5、钎焊结束后，试样冷却，得到金属蜂窝载体结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种制备金属催化载体的方法，载体由平面箔带和波纹箔带叠加卷曲而成，其特征在于，所述的金属载体的平面箔带表面采用喷涂工艺均匀涂覆有一薄层的粉末钎料；然后与波纹箔带叠加卷曲成型，套入外壳后送入钎焊炉中钎焊；最后得到金属催化载体；
其具体步骤为：
(1)碱洗箔带表面
利用碱水溶液将制备催化载体的平面箔带和波纹箔带进行清洁处理，除去表面的氧化膜和油脂；
所述的催化载体箔带为金属材料；
(2)涂覆粉末钎料
将钎料粉末用有机粘结剂调和，采用喷涂或涂刷工艺均匀地涂覆在步骤(1)处理后的平面箔带双面上；涂敷层厚度0.02～0.3mm；
所述的钎料粉末为镍基钎料或铜基钎料；
所述的有机粘结剂用于调和钎料粉末，主要成分可为聚苯乙烯、聚乙烯、异丁烯、煤油、甲苯；
所述的钎料粉末和有机粘结剂质量比为1:4～1:9；
(3)将步骤(2)制备的平面箔带和步骤(1)清洗处理后的波纹箔带叠加卷曲，成型后置入载体套筒内；
(4)送入钎焊炉中钎焊，最后得到金属催化载体；
钎焊的条件为：加热温度为800～1200℃，在加热温度下保温20～60分钟，钎料和基体充分扩散。
2.如权利要求1所述的一种制备金属催化载体的方法，其特征在于，在所述的步骤(4)中，采用高纯氢气、分解氨、高纯惰性气体或真空保护。
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