Transportador de metal altamente resistente al calor para catalizador de automóvil
Descripción general
 Es un objeto de la presente invención proporcionar un soporte de metal altamente resistente al calor para un catalizador de automóvil que pueda resistir gases de escape a 900ºC o más. velocidad de deformación] resistencia a la fluencia de la temperatura a 600 ° C y 700 ° C. se midieron como por minuto 0,1% en condición de recocido, respectivamente 22 kgf / mm @ 2 o más, un soporte metálico que está constituida por un panal de 11 kgf / mm @ más elemento de lámina metálica 2 o acero inoxidable Tiene resistencia al calor para resistir la prueba térmica fría por el gas de escape a 1000 1000 ℃.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un soporte de metal altamente resistente al calor para un catalizador de automóvil que puede soportar la alta temperatura del escape del motor del automóvil.
Antecedentes
Como soporte del catalizador para escape de los automóviles libre de contaminación Anteriormente, panal de cerámica compuesta principalmente de Kojioraito han sido ampliamente utilizados en los últimos años, con las ventajas de un panal hoja de acero inoxidable hecho es reconocido, una porción de la mayor La instalación comienza desde los automóviles de pasajeros y el número aumenta gradualmente. Además, más recientemente, debido al fortalecimiento del control de la contaminación ambiental, la necesidad de un motor de combustión pobre, alta velocidad y bajo consumo de combustible para automóviles está aumentando, la temperatura de escape de los automóviles tiende a aumentar, el panal de metal convencional tiene resistencia al calor Hubo un caso de escasez.
Tarea de solución
La presente invención se ha realizado para resolver la falta de resistencia al calor del soporte metálico convencional en cuestión con la alta temperatura de los gases de escape del motor del automóvil, de alta temperatura que puede soportar mayor temperatura de escape del motor (900 1000 ° C) Tipo portador de metal.
Solución
Processing, que es una característica de la presente invención, en estado recocido, resistencia a la fluencia a alta temperatura a 600 ° C y 700 ° C. Se mide la velocidad de deformación de 0,1% / min, respectivamente 22 kgf / mm @ 2 o más, 11 kgf / mm @ 2 o más inoxidable Está en un portador de metal altamente resistente al calor para un catalizador de automóvil compuesto por papel de aluminio en forma de panal.
En lo sucesivo, la presente invención se describirá en detalle. El entorno en el que se utiliza el portador de metal se ha vuelto más severo a medida que aumenta la temperatura de escape del motor. La presente [inventor], etc., cuando se realiza la prueba de resistencia de la portadora de metal en el banco motor, era prueba de frío para repitió verticalmente a 1200 veces entre 950 ° C 0,99 ° C mediante elevación de la temperatura máxima sólo 100 ° C que en el antes . Como resultado, se reveló que el portador de metal, que era suficientemente duradero en la prueba de frío convencional con la temperatura máxima de 850ºC, también falla en las condiciones anteriores. punto de ruptura es el material base de la placa corrugada de la parte de soldadura fuerte en varias capas en el interior de la periferia más exterior de nido de abeja se rompe en la dirección del flujo de los gases de escape desviado de esta porción en el lado de aguas abajo dirección de flujo de la capa interna de los gases de escape de nido de abeja Lo fue La causa de la destrucción es que hay un momento en que se produce una diferencia de temperatura de 40 ° C o más entre el cilindro exterior hecho de placa delgada de acero inoxidable que sostiene el panal en el proceso de aumentar y disminuir rápidamente la temperatura cualitativamente. La deformación térmica excede el límite elástico y llega a ser lo suficientemente grande como para penetrar en la región de plástico, y este desvanecimiento por distorsión térmica provoca la fractura por fatiga térmica del panal.
Además, los presentes inventores analizaron la distribución de la deformación térmica cuando se produjo la diferencia de temperatura máxima entre el cilindro exterior y el panal utilizando un modelo simplificado de plasticidad termoelástica, y como resultado de la prueba de banco del motor Se descubrió que la deformación térmica del 0,7% o más al máximo alcanza el máximo en cada porción de panal que conduce a la destrucción. Es decir, hay un intervalo de temperatura de 600 a 700ºC, en el que la resistencia del material disminuye rápidamente, adyacente a una parte donde el gradiente de temperatura desde la porción periférica exterior al cilindro exterior es la parte más inclinada, y una gran tensión se concentra aquí Fue dilucidado. Además, los presentes inventores asumieron un perfil de intensidad en el que el esfuerzo a prueba de alta temperatura de un material en un intervalo de temperatura de 600 700ºC es 50% más alto que el de un material alveolar actualmente utilizado (20 Cr 5 Al 0.05 T 0.08 REM) El cálculo de la distribución de deformación térmica mediante el modelo de plasticidad reveló que la cantidad de deformación es del 0,4% como máximo, que es aproximadamente la mitad del tamaño del material actual. Esto se debe a que la distorsión se dispersa porque la parte donde la intensidad disminuye drásticamente desde la parte aguda del gradiente de temperatura. 600 Incrementando la resistencia del material en el rango de temperatura de 700ºC es posible añadiendo elementos de fortalecimiento de la solución sólida de refuerzo de la precipitación tales como V, Nb, Mo, Ta, W etc. al material de panal, y de hecho tan alto Se ha demostrado mediante experimentos realizados por el presente inventor y otros que el soporte de metal hecho de material de lámina de resistencia puede resistir la prueba de durabilidad de calor de combustión en el banco del motor que tiene la temperatura máxima de 950ºC.
En la presente invención, la razón para la definición de la velocidad de deformación de 0,1% / minuto en el ensayo de tracción a alta temperatura para limitar la resistencia a alta temperatura, ya que la resistencia a alta temperatura depende en gran medida de la velocidad de deformación en el ensayo de tracción, un JIS La tasa de deformación en el método de prueba de tracción especificado se tomó como una medida. Además, esta tasa de deformación es una escala adecuada para evaluar los fenómenos reales, ya que el material alveolar que es un portador de metal se adapta de forma ordenada a la velocidad de deformación bajo la prueba térmica fría y no está tan separado.
También, 600 ° C y por qué la resistencia del material de lámina a 700 ° C se limita respectivamente 21 kgf / mm @ 2 o más y 11 kgf / mm @ 2 o más, insuficiente durabilidad en un rango de temperatura de 900 ° C o más del soporte metálico es menor que esta fuerza Por ejemplo.
Con el fin de asegurar la resistencia a la oxidación basada en 20Cr 5Al que se muestra en la Tabla 1, se agregan elementos de tierras raras de Y y Ln (lantánido: número atómico 51 71) y V, Nb, Mo, Ta , W, etc., solos o en combinación, y se produjo un soporte metálico que tiene un volumen de 1000 cc (113 mmφ × 100 mm de longitud) utilizando estas láminas. Además, como materiales comparativos, aquellos sin adición de elementos de refuerzo y aquellos con adición de Ti se procesaron de manera similar en portadores de metal.
Para cada material de lámina, se tomó una pieza de ensayo de tracción a alta temperatura en la etapa de placa delgada (después del recocido) y se sometió a un ensayo de tracción a alta temperatura según JIS, y se midió el esfuerzo de prueba a 600ºC y 700ºC. En la prueba de banco de motor del portador de metal, se llevó a cabo una prueba térmica fría arriba y abajo 1200 veces entre 950ºC y 150ºC, y la prueba se detuvo en ese punto cuando hubo un desplazamiento en el centro. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 1. Como es evidente a partir de la Tabla 1, el portador de metal que usa las láminas de A y B que tiene baja resistencia a 600ºC y 700ºC no fue capaz de resistir el ensayo de frío y durabilidad a alta temperatura de 1,200 veces, mientras que 600 Los portadores de metal que utilizan láminas C con alta resistencia a ℃ y 700 ℃ no se desplazaron después de 1200 pruebas de calor y frío y pasaron la prueba de durabilidad en frío del tipo de alta temperatura.
Efecto de la invención
El soporte de metal altamente resistente al calor para un catalizador de tratamiento de escape de automóviles de la presente invención tiene características de alta resistencia al calor para resistir la prueba de calor en frío con una temperatura máxima de 950ºC. Por lo tanto, la presente invención puede proporcionar un excelente soporte metálico que se puede adaptar suficientemente a la alta temperatura del escape del motor y tiene un gran efecto industrial.
Reclamo
En la reivindicación 1 estado recocido, resistencia a la fluencia a alta temperatura a 600 ° C y 700 ° C. Se mide la velocidad de deformación de 0,1% / min, respectivamente 22 kgf / mm @ 2 o mayor, a 11 kgf / mm @ elemento de lámina metálica de acero inoxidable de 2 o más de nido de abeja Transportador de metal altamente resistente al calor para catalizador de automóvil caracterizado por comprender:
Application number :1994-000389
Inventors :新日本製鐵株式会社、トヨタ自動車株式会社
Original Assignee :山中幹雄、大村圭一、深谷益啓