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技術 熱い廃棄ガスの流れを導くための排気システムに使用される要素を形成するための方法、及び、自動車用排気システムの要素を製造するための方法

出願人 アレゲニー・ラドラム・コーポレーション
発明者 ジェームズ・マーティン・ラーセンアイバン・アンダース・フランソンドミニク・アルフレッド・ソレース
出願日 1995年10月6日 (23年9ヶ月経過) 出願番号 1995-260282
公開日 1996年7月30日 (22年11ヶ月経過) 公開番号 1996-193258
状態 未査定
技術分野 排気の後処理 金属質材料の表面への固相拡散 CVD
主要キーワード 周辺ビード 充填プラグ ヘッダ装置 保持シェル とげ状突起 排気要素 導管ライン サポート構造体
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図面 (5)

課題

熱い廃棄ガス導通させる排気システムの要素の腐食抵抗を改善し、該要素の所要肉厚を減少させる方法を提供する。

解決手段

自動車用触媒コンバータの如き排気システムの要素を形成する本方法においては、ステンレス鋼の如き合金鋼シートを選択して、上記要素を形成する。気体混合物熱分解することにより、要素にアルミニウムコーティングする。気体混合物は、トリエチルアルミニウム及びトリエチルアルミニウムの如き、アルミニウム含有化合物と、アルゴン窒素及びヘリウムの如きキャリアガスとを含む。コーティングのアルミニウムを加熱し、アルミニウムを酸化させてアルミナの層を形成するか若しくはアルミニウムを上記鋼の中に拡散するか、又はその両方により、排気要素腐食から保護する。

概要

背景

Fe−Cr−Al合金の箔又はシート恒温酸化抵抗は、該合金の中のバルアルミニウムのレベルによって、大きく(in large measure)制御される。上記合金は、酸化生成物がα-(Al,Cr)2O3である限り、保護されると考えられる。この酸化物成長する成長速度は、放物線状であり、これに関連する単位面積当たり重量増加速度は、時間の平方根に比例して減少する。上記合金の中のアルミニウムのレベルが、酸化成長によって、非保護性とげ状突起の(spinal)酸化物が形成される点まで減少すなわち欠乏すると、大幅に促進された重量増大が測定される。この挙動は、「剥離酸化(breakaway oxidation)」と呼ばれ、そのような挙動が始まる時間は、「剥離時間(breakaway time)」として知られている。Al2O3のある成長速度においては、剥離時間は、バルクアルミニウムのレベルを単に増大させることにより、長くなり、これにより、臨界的なアルミニウムの欠乏を遅らせることができる。しかしながら、クロムの濃度にも依存するあるレベル以上においては、上記合金は、急速に脆くなり、その結果、加工不可能となる。20重量%のクロム合金に関しては、製品を加工するためのアルミニウムの上限は、概ね5.5重量パーセントである。

触媒コンバータ、並びに、これに付随するダクト及びガス導通パイプは、必要とされる作動温度、並びに、上記構造体に接触する気体腐食性のために、深刻な使用寿命の制限を受ける。触媒構造体及びガス供給ダクト部品をアルミニウムでコーティングし、その後、上記アルミニウムを酸化させる方法は、上記アセンブリ酸化挙動を改善するための良好な方法である。しかしながら、コアを加工する前にコーティングを行うことには、潜在的な問題があり、その理由は、金属のコルゲーティングラッピング、並びに、溶接ろう付けが、上記コーティングを部分的に損傷させたり除去することがあるからである。より良い方法は、コアを加工し、その後、総ての内側表面をアルミニウムでコーティングすることである。イオン注入プラズマ溶射、及び、物理蒸着の如き、最も伝統的な表面処理方法は、見通せる(line−of−sight)条件を必要とし、従って、上記用途には適さない。金属−有機化学蒸着MOCVD)の如き、見通しを必要としない他の方法は、非常に高価な設備を必要とし、その理由の一つは、健康に関連する予防を極めて必要とするからである。

1992年に発行された、「高度コーティング及び表面技術(”Advanced Coatings & Surface Technology”」には、トリメチルアルミニウム(TMA)又はトリエチルアルミニウム(TEA)のいずれかを、かなり低い温度(400°C乃至800°C)で、水素及びアルゴンと反応させることにより、三成分系気体混合物を用いた、アルミニウムコーティング付着方法が、簡単に記載されている。この方法は、「金属の酸化(Oxidation of Metals,Vol. 36, pp. 265−280、 No.3/4, 1991)にカブレラ外(A.L. Cabrera et al.)によって発表された、「アルミニウム・アルキルで形成されたコーティングによる軟鋼の酸化物保護(”Oxidation Protection of Mild Steel by Coatings Madewith Aluminum Alkyls”)」と題する論文に、より詳細に説明されている。

気体混合物として、トリエチルアルミニウム又はトリメチルアルミニウムを、水素及びアルゴンと共に使用することは、例えば、触媒構造体の如き、自動車用排気要素の酸化抵抗、並びに、これに関連するダクト作業を、アルミニウム含有金属を必要とすることなく、あるいは、含まれていたとしても、金属合金のバルクアルミニウムのレベルを増大させることなく、改善するために、本発明において提案される。気体混合物を使用することは、最初の保護アルミナコーティングが形成される限り、排気システムに使用される要素の形成に利益を与える。これは、アルミニウム含有ベース金属からアルミニウムを欠乏させることなく、また、バルクアルミニウム合金含有量を実施に増大することに伴う問題を生ずることなく、アセンブリのアルミニウム含有量を増大させることになる。また、気体混合物によるコーティングは、合金を「ウィスカー化(”whiskering”)」する必要性、並びに、貴金属触媒コーティングを付着させる前に、アルミナウオッシュコートを付与する必要性を取り除く。この利点は、排気要素の全体的な製造コストを減少させ、また、触媒の効率を改善するために、特に重要である。

アルミナのコーティング層に対して満足すべき厚み制御を実施することにより、酸化抵抗が改善される結果、電気的に加熱される、着火型(light−off)の自動車用触媒コンバータに対して、より薄いゲージのベース金属をより容易に用いることができる。このようにして形成されるアルミナコーティングは、接着性が極めて高く、これにより、表面処理が行われずに現在使用されている通常の5%Al合金に比較して、バルクアルミニウムのレベルが低い金属合金を、酸化抵抗を損なわずに、使用することができる。このようにすると、製品は、より低いコストで、より容易に製造することができる。上記方法は、着火型の自動車用コンバータコア材料目標厚みとされてきた、例えば、0.038mm(0.0015インチ)の公称厚みの排気要素を製造するための、経済的な方法を提供する。

概要

熱い廃棄ガスを導通させる排気システムの要素の腐食抵抗を改善し、該要素の所要肉厚を減少させる方法を提供する。

自動車用触媒コンバータの如き排気システムの要素を形成する本方法においては、ステンレス鋼の如き合金鋼のシートを選択して、上記要素を形成する。気体混合物を熱分解することにより、要素にアルミニウムをコーティングする。気体混合物は、トリエチルアルミニウム及びトリエチルアルミニウムの如き、アルミニウム含有化合物と、アルゴン、窒素及びヘリウムの如きキャリアガスとを含む。コーティングのアルミニウムを加熱し、アルミニウムを酸化させてアルミナの層を形成するか若しくはアルミニウムを上記鋼の中に拡散するか、又はその両方により、排気要素を腐食から保護する。

目的

従って、本発明の目的は、熱い廃棄ガスを導通させるための排気システムにおいて使用される要素に関して、腐食抵抗を改善し、及び/又は、壁厚を減少させるための方法を提供することであり、この方法においては、上記要素、サブアセンブリ、又は、アセンブリが、アルミニウムのコーティングを受け取り、該アルミニウムは、その後反応して表面にアルミナを形成するか、あるいは、金属基材の中へ拡散する。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

熱い廃棄ガスの流れを導くための排気システムに使用される要素を形成するための方法であって、合金鋼シートを選択する選択工程と、前記選択された合金鋼のシートから排気要素を形成する形成工程と、アルミニウム含有化合物及びキャリアガスを含む気体混合物熱分解することにより、前記排気要素をアルミニウムコーティングするコーティング工程と、前記コーティングのアルミニウムを加熱して、前記排気要素を、腐食から保護する加熱工程とを備えることを特徴とする方法。

請求項2

請求項1の方法において、前記加熱工程が、前記コーティングのアルミニウムを酸化させて、前記要素にアルミナの層を形成することを特徴とする方法。

請求項3

請求項2の方法において、前記アルミニウムを酸化させる工程が、アルミニウムコーティングが付着された前記排気要素を、前記コーティングの表面を酸化させるに十分な温度にある酸化雰囲気を有する炉の中に導入する工程を含むことを特徴とする方法。

請求項4

請求項1の方法において、前記加熱工程が、前記要素のベース金属シートの中にアルミニウムを拡散させることを特徴とする方法。

請求項5

請求項4の方法において、前記アルミニウムコーティングを加熱してアルミニウムを酸化させ、これにより、アルミナの層を形成する工程を更に備えることを特徴とする方法。

請求項6

請求項1の方法において、炉のチャンバの外側で、気体混合物を形成し、その後、該気体混合物を炉に導入し、前記気体混合物を反応させて前記排気要素の金属表面にアルミニウムを付着させるに十分な温度に維持された前記排気要素に接触させる工程を更に備えることを特徴とする方法。

請求項7

請求項1の方法において、前記コーティング工程が、前記排気要素を炉の中に導入し、前記排気要素にアルミニウムをコーティングするように、前記炉の中の雰囲気及び温度を制御する工程を含むことを特徴とする方法。

請求項8

請求項1の方法において、前記アルミニウム含有化合物が、トリメチルアルミニウムと、トリエチルアルミニウムと、トリメチルアルミニウム及びトリエチルアルミニウムの混合物とから成る群から選択されることを特徴とする方法。

請求項9

請求項1の方法において、前記キャリアガスが、アルゴンと、窒素と、ヘリウムとから成る群から選択されることを特徴とする方法。

請求項10

請求項1の方法において、前記気体混合物が、乾燥ガスを更に含むことを特徴とする方法。

請求項11

請求項1の方法において、前記コーティング工程が、400°Cと800°Cとの間の温度の雰囲気中で実行されることを特徴とする方法。

請求項12

請求項1の方法において、前記合金シートが、アルミニウム合金元素を含むことを特徴とする方法。

請求項13

請求項1の方法において、前記合金シート金属が、ステンレス鋼からなることを特徴とする方法。

請求項14

請求項1の方法において、前記排気要素が、自動車の排気システムの一部を構成することを特徴とする方法。

請求項15

請求項1の方法において、前記排気要素を、コーティングチャンバ及び酸化チャンバを有する端部開放型の炉の中に、連続的に搬送する工程を更に備えることを特徴とする方法。

請求項16

請求項1の方法において、前記排気要素をコーティングする前記工程、並びに、前記コーティングのアルミニウムを酸化させる前記工程に関して、前記気体混合物を前記排気要素に通して流す工程を更に備えることを特徴とする方法。

請求項17

請求項1の方法において、前記排気要素が、加工された触媒コンバータサブアセンブリを備え、該サブアセンブリが、外側のシールドハウジング用及び触媒コンバータのサポート用の部材を有することを特徴とする方法。

請求項18

請求項1の方法において、前記排気要素が、触媒コンバータのコア電気的に加熱するための電線を有する触媒コンバータを備え、当該方法が更に、前記電線を用いて、前記気体混合物を分解するに十分な温度まで、前記電気的なコアを加熱する工程を備えることを特徴とする方法。

請求項19

自動車用の排気システム要素を製造するための方法であって、シート又はストリップの形態のアルミニウム含有鋼を選択する工程と、 前記鋼から排気要素を形成する工程と、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム及びこれらの混合物からなる群から選択されたアルミニウム含有化合物と、アルゴン、窒素、ヘリウム及び乾燥ガスから成る群から選択されたキャリアガスとを含む気体混合物を熱分解することにより、前記排気要素にアルミニウムをコーティングする工程と、前記コーティングのアルミニウムを加熱し、前記コーティングのアルミニウムを酸化させて前記排気要素にアルミナの層を形成することにより、若しくは、アルミニウムを前記鋼の中に拡散させることにより、又は、前記アルミナの層の形成及び前記アルミニウムの拡散の両方により、前記排気要素を腐食から保護する工程とを備えることを特徴とする方法。

技術分野

0001

本発明は、廃棄される排気ガスを導くように高温で作動する金属構造体に対して、コーティングを付与するための方法に関する。より詳細には、本発明は、触媒コンバータを形成するために使用される金属基材、及び、排気パイプを、気体混合物に接触させて、そのような構造体露出表面アルミニウムコーティングを形成し、該アルミニウムコーティングの表面を酸化させてアルミナを形成するか、若しくは、熱処理して上記金属基材の中にアルミナの層を形成するか、又は、上述のアルミナの形成及びアルミナの層の形成の両方を行う技術に関する。

背景技術

0002

Fe−Cr−Al合金の箔又はシート恒温酸化抵抗は、該合金の中のバルアルミニウムのレベルによって、大きく(in large measure)制御される。上記合金は、酸化生成物がα-(Al,Cr)2O3である限り、保護されると考えられる。この酸化物成長する成長速度は、放物線状であり、これに関連する単位面積当たり重量増加速度は、時間の平方根に比例して減少する。上記合金の中のアルミニウムのレベルが、酸化成長によって、非保護性とげ状突起の(spinal)酸化物が形成される点まで減少すなわち欠乏すると、大幅に促進された重量増大が測定される。この挙動は、「剥離酸化(breakaway oxidation)」と呼ばれ、そのような挙動が始まる時間は、「剥離時間(breakaway time)」として知られている。Al2O3のある成長速度においては、剥離時間は、バルクアルミニウムのレベルを単に増大させることにより、長くなり、これにより、臨界的なアルミニウムの欠乏を遅らせることができる。しかしながら、クロムの濃度にも依存するあるレベル以上においては、上記合金は、急速に脆くなり、その結果、加工不可能となる。20重量%のクロム合金に関しては、製品を加工するためのアルミニウムの上限は、概ね5.5重量パーセントである。

0003

触媒コンバータ、並びに、これに付随するダクト及びガス導通パイプは、必要とされる作動温度、並びに、上記構造体に接触する気体腐食性のために、深刻な使用寿命の制限を受ける。触媒構造体及びガス供給ダクト部品をアルミニウムでコーティングし、その後、上記アルミニウムを酸化させる方法は、上記アセンブリ酸化挙動を改善するための良好な方法である。しかしながら、コアを加工する前にコーティングを行うことには、潜在的な問題があり、その理由は、金属のコルゲーティングラッピング、並びに、溶接ろう付けが、上記コーティングを部分的に損傷させたり除去することがあるからである。より良い方法は、コアを加工し、その後、総ての内側表面をアルミニウムでコーティングすることである。イオン注入プラズマ溶射、及び、物理蒸着の如き、最も伝統的な表面処理方法は、見通せる(line−of−sight)条件を必要とし、従って、上記用途には適さない。金属−有機化学蒸着MOCVD)の如き、見通しを必要としない他の方法は、非常に高価な設備を必要とし、その理由の一つは、健康に関連する予防を極めて必要とするからである。

0004

1992年に発行された、「高度コーティング及び表面技術(”Advanced Coatings & Surface Technology”」には、トリメチルアルミニウム(TMA)又はトリエチルアルミニウム(TEA)のいずれかを、かなり低い温度(400°C乃至800°C)で、水素及びアルゴンと反応させることにより、三成分系の気体混合物を用いた、アルミニウムコーティングの付着方法が、簡単に記載されている。この方法は、「金属の酸化(Oxidation of Metals,Vol. 36, pp. 265−280、 No.3/4, 1991)にカブレラ外(A.L. Cabrera et al.)によって発表された、「アルミニウム・アルキルで形成されたコーティングによる軟鋼の酸化物保護(”Oxidation Protection of Mild Steel by Coatings Madewith Aluminum Alkyls”)」と題する論文に、より詳細に説明されている。

0005

気体混合物として、トリエチルアルミニウム又はトリメチルアルミニウムを、水素及びアルゴンと共に使用することは、例えば、触媒構造体の如き、自動車用排気要素の酸化抵抗、並びに、これに関連するダクト作業を、アルミニウム含有金属を必要とすることなく、あるいは、含まれていたとしても、金属合金のバルクアルミニウムのレベルを増大させることなく、改善するために、本発明において提案される。気体混合物を使用することは、最初の保護アルミナコーティングが形成される限り、排気システムに使用される要素の形成に利益を与える。これは、アルミニウム含有ベース金属からアルミニウムを欠乏させることなく、また、バルクアルミニウム合金含有量を実施に増大することに伴う問題を生ずることなく、アセンブリのアルミニウム含有量を増大させることになる。また、気体混合物によるコーティングは、合金を「ウィスカー化(”whiskering”)」する必要性、並びに、貴金属触媒コーティングを付着させる前に、アルミナのウオッシュコートを付与する必要性を取り除く。この利点は、排気要素の全体的な製造コストを減少させ、また、触媒の効率を改善するために、特に重要である。

0006

アルミナのコーティング層に対して満足すべき厚み制御を実施することにより、酸化抵抗が改善される結果、電気的に加熱される、着火型(light−off)の自動車用触媒コンバータに対して、より薄いゲージのベース金属をより容易に用いることができる。このようにして形成されるアルミナコーティングは、接着性が極めて高く、これにより、表面処理が行われずに現在使用されている通常の5%Al合金に比較して、バルクアルミニウムのレベルが低い金属合金を、酸化抵抗を損なわずに、使用することができる。このようにすると、製品は、より低いコストで、より容易に製造することができる。上記方法は、着火型の自動車用コンバータコア材料目標厚みとされてきた、例えば、0.038mm(0.0015インチ)の公称厚みの排気要素を製造するための、経済的な方法を提供する。

発明が解決しようとする課題

0007

従って、本発明の目的は、熱い廃棄ガスを導通させるための排気システムにおいて使用される要素に関して、腐食抵抗を改善し、及び/又は、壁厚を減少させるための方法を提供することであり、この方法においては、上記要素、サブアセンブリ、又は、アセンブリが、アルミニウムのコーティングを受け取り、該アルミニウムは、その後反応して表面にアルミナを形成するか、あるいは、金属基材の中へ拡散する。

課題を解決するための手段

0008

本発明によれば、熱い廃棄ガスの流れを導くための排気システムに使用される要素を形成するための方法が提供され、この方法は、合金鋼(アルミニウム合金元素を含んでもよい)シートを選択する工程と、上記選択された合金鋼のシートから排気要素を形成する工程と、キャリアガスと、トリメチルアルミニウム若しくはトリエチルアルミニウム又はトリメチルアルミニウムとトリエチルアルミニウムの混合物であるのが好ましい、アルミニウム含有化合物とを含む気体混合物を熱分解することにより、上記排気要素をアルミニウムでコーティングする工程と、上記コーティングのアルミニウムを加熱し、好ましくは、上記アルミニウムを酸化させ、若しくは、アルミニウムを基礎金属の中に拡散させ、又は、そのような酸化及び拡散の両方を用いて、上記排気要素を、腐食から保護する工程とを備える。

発明を実施するための最良の形態

0009

本発明は、図面を参照して以下の記載を読むことにより、より完全に理解されよう。

0010

図1は、従来技術の形態の触媒コンバータ10を示している。この触媒コンバータは、外側ラップを備えており、該外側ラップは、流入開口11と、反応チャンバ13を通る排気ガスを流すための排出開口12とを有している。上記反応チャンバにおいては、複数の多孔シート14が、その外周部を互いに接合されて、空気プレナムを形成している。該空気プリナムは、入口ダクト16から供給される空気を受け取る。空気は、シート14の開口を通って、保持シェル20の中のシートの両側に位置する触媒層18の中に入る。上記保持シェルは、コンバータシェル22の中に収容されている。複数の絶縁層24が、コンバータシェル22とシェルの外側ラップ26との間でサンドイッチ状に挟まれている。シェルの外側ラップは、2つの半部として形成されており、これら半部は、周辺ビードの周囲で互いに接続されている。充填プラグ28が、シェルの外側ラップ26、コンバータシェル22、及び、適正量の触媒を装着するためのリテーナ20のそれぞれ整合された開口をシールしている。触媒コンバータの各要素は、ステンレス鋼の如きシート素材を用いて、適宜な成形操作によって形成されている。そのようなシート素材は、合金元素として、鋼の中にアルミニウムを含むことができる。

0011

図2は、触媒コンバータ用の周知の金属触媒コア21を示している。このコアは、金属基材のシート素材から形成されており、図1ペレットタイプの構造の代わりに使用される。一般に、コア21は、金属基材としての金属箔のシート素材から形成された、ハニカム構造19を備えている。排気ガスは、触媒コンバータの中で使用された場合には、ハニカム17を通って流れ、該ハニカムは、排気汚染物を変換する、一次反応箇所の役割を果たす。

0012

本発明は、道路走行するあるいは道路以外を走行する乗物、並びに、芝刈り機の如きツーサイクル内燃機関に使用されるその他の金属触媒コンバータ、若しくは、発電プラントコジェネレーションユニット食品産業及び他の静止型装置用の金属触媒コンバータに対して、等しく応用することができる。本発明はまた、熱い廃棄ガスを上述の如き金属触媒コンバータへ供給し、あるいは、該金属触媒コンバータから排出するために使用されるテールパイプ又はダクト配管の如き同類の構造に応用される。本発明は、アルミニウム含有金属をコーティングするのに有用であることが分かることになるが、そのようなコーティングは、アルミニウムを含まない金属が使用される場合、あるいは、例えば、要素の部品を構成し、アルミニウムを含まない合金を有する溶接及びろう付け合金が使用される場合の、アセンブリ及びサブアセンブリに適用することができる。

0013

本発明の方法を実施する際には、気体混合物が重要である。アルミニウムのコーティング層は、基本的に、アルミニウムを含む化合物から得られる。そのようなアルミニウムを含む化合物は、トリメチルアルミニウム(TMA)、及び、トリエチルアルミニウム(TEA)であるのが好ましい。本発明に関しては、上記アルミニウムを含む化合物は、TMA及びTEAから成る群から、あるいは、TMA及びTEAの混合物から選択される。キャリアガスは、アルゴン、窒素及びヘリウムの如き非反応性ガスから成る群から選択されるが、アルゴンであるのが好ましい。また、気体混合物の湿分を制御するために、水素の如き乾燥ガスを用いて、上記混合物の露点を低下させる。好ましい実施例においては、上記気体混合物は、TMA若しくはTEA又はTMA及びTEAの混合物からなるアルミニウム含有化合物とアルゴンから成るキャリアガスと乾燥水素ガスとを含む。

0014

図3には、バッチ式プロセスに適用された本発明の方法が示されており、上記バッチ式プロセスにおいては、炉40が、電気又はガス燃焼によって、400°C乃至800°Cの温度まで加熱される。金属触媒コンバータの要素、アセンブリ、及び/又は、サブアセンブリが、トレイ又は他の適宜なサポート構造体装填され、タイマ42によって制御することのできる必要な処理時間にわたって、炉の中に置かれる。上記タイマは、流量弁44を制御するために、オペレータが使用することができ、上記流量弁は、炉チャンバまで伸長するライン配管)46の中に、気体混合物を供給する。上記気体混合物は、トリメチルアルミニウム又はトリエチルアルミニウムの浴50を有する容器8の中に形成される。導管ライン52が、バブルプレート又は他の装置に、アルゴンガスを供給し、流入するガスを浴50と次々に混合する。乾燥した水素53が、弁44の手前で、Ar及びTMA又はTEAの流れに導入され、これにより、気体混合物が、アルミニウムコーティング及びコーティングされた鋼を、熱力学的に還元する。

0015

浴の上方の容器の体積は、アルゴン、及び、TMA又はTEAのための供給領域を形成する。炉の中の排気要素が気体混合物に露呈される時間を変化させ、排気要素の金属表面に付着するアルミニウムに対して、所望の厚みを形成する。

0016

アルミニウムコーティングが、所望の厚みになった後に、弁44を作動させて、気体混合物の供給を停止させる。必要であれば、ガスを燃焼させることにより、あるいは、弁56を作動させて、空気又は酸素の如き酸化ガスを外部から供給ライン54に供給することにより、炉の中の雰囲気を制御し、コーティングのアルミニウムを酸化させて、アルミナの層を形成する。

0017

炉40の中でコーティングのアルミニウム表面を酸化させる代わりに、排気要素を収容するトレイを、反応炉58の中に入れることができる。上記反応炉には、酸化ガスを供給し、アルミニウムコーティングの表面の酸化を実行するために適した雰囲気を維持する。バッチ式プロセスにおいて反応炉を用いることにより、炉40における生産速度が増大する。

0018

コーティングのアルミニウムを加熱する工程を用いて、上記要素が形成されることになる鋼シートのベース金属の中にアルミニウムを拡散させることができる。これは、合金の中のバルクアルミニウムのレベルを増大させることにより、Fe−Cr又はCr−Alの合金箔の恒温酸化抵抗に利益を与える。更に、上記加熱工程は、コーティングの中のアルミニウムの酸化及び拡散を生じさせ、要素の腐食保護を向上させる。

0019

より高い生産速度に関して、図4は、上記技術を用いて、アルミニウムの層を付着させるための連続プロセスを示している。モータ61によって駆動されるベルトコンベア60が、ベルト62の上に置かれて、該ベルトにより、連続的に配列された各々の炉チャンバ63、64を通って搬送される、排気要素の滞留時間を制御する。炉チャンバ63は、開口65を有しており、該開口にはダクト46が固定されており、該ダクトは、種々の量の気体混合物を排出し、ガス燃焼、又は、電気的な加熱により、炉チャンバ63の中の有効雰囲気を、400°C及び600°Cの間の温度に維持している。上述の条件の下で、排気要素が、該要素が隔離壁66を通って炉チャンバ64の中に入る前に、該排気要素の露出面には、所望の厚みのアルミニウムが形成される。

0020

炉チャンバ64は、アルミニウムを酸化及び/又は拡散させるために必要な加熱を提供する。例えば、炉チャンバ64には、大気、あるいは、導管67を通る他の酸化ガス源によって供給することのできる、酸化雰囲気を維持することができる。

0021

本発明の方法は、アルミニウム化合物を含む気体混合物を導入する前に、あるいは、該気体混合物の存在下で、要素を加熱することを意図している。例えば、要素は、炉の中で予備加熱するか、気体混合物の存在下で加熱することができる。加熱は、抵抗加熱とすることができ、例えば、電線を用いて、触媒コンバータのコアの如き排気要素を電気的に加熱することができる。

0022

排気要素にコーティングを付与するための、図5に示す更に改善された形態の装置を提供することも、本発明の範囲内である。完全に組み立てられた触媒コンバータのアセンブリ又は触媒コンバータのサブアセンブリまで伸長するテールパイプ又はダクトの如きダクトが、参照符号70によってその全体が示されている。ダクト70は、ヘッダ71に接続されており、該ヘッダは、400°C乃至800°Cの範囲の温度の熱ガスの流れを、ダクト72から受け取る。上記ヘッダはまた、開口を有しており、該開口には、図3に関して上に説明した気体混合物を排出するためのダクト46が接続されている。また、ヘッダは、ラインすなわち配管73の中の空気の如き、酸化ガスを受け取ることができ、上記ラインは、ヘッダからのガスに接触する露出面に対して、所望の厚みのアルミニウムコーティングが付与された後にだけ、酸化ガスを供給するように作動される弁74によって制御されている。

0023

本発明の方法は、機器の元々の製造者が、新しい要素を製造する場合、あるいは、使用された機器を改造する場合に、適している。本明細書においては、触媒コンバータを例として説明したが、本方法は、テールパイプ、マフラー排気マニホールド及びパイプ、産業用排気ガスの煙突、触媒コンバータの部品の如き、種々の熱い廃棄ガス用の要素に使用されることを意図している。

0024

種々の図面に示す好ましい実施例に関して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、他の同様な実施例を用いたり、あるいは、上に説明した実施例に変更又は追加を行って、本発明と同様の機能を果たすことができることは、理解する必要がある。従って、本発明は、いずれかの実施例に限定されるものではなく、請求の範囲の記載にしたがって解釈されるべきものである。

図面の簡単な説明

0025

図1自動車用内燃機関の触媒コンバータの周知の構造を一部断面で示す斜視図である。
図2触媒コンバータ用の周知の金属触媒コアの斜視図である。
図3バッチ式のプロセスに応用された場合の本発明の方法を概略的に示すブロックダイアグラムである。
図4本発明の方法を実施するための連続プロセスを一部断面で示す立面図である。
図5本発明の方法を実施するためのヘッダ装置の概略図である。

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  • 株式会社豊田自動織機の「 内燃機関の排気浄化装置及び内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】還元剤を排気中に混合・拡散させる拡散部材と選択還元触媒とDPFとを有する内燃機関の排気浄化装置において、1つの差圧検出手段にて、拡散部材とDPFのそれぞれの異常を判定することが可能な、内燃機関... 詳細

  • 株式会社FLOSFIAの「 成膜方法」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】簡単且つ容易に、工業的有利に、非酸化物(例えば、リン化物、窒化物など)の皮膜を成膜できる方法を提供する。【解決手段】第1の元素と、第1の元素とは異なる第2の元素とを少なくとも含有する原料を霧化... 詳細

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