一种铁基金属蜂窝载体材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102631952A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102631952A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210095566.8(22)申请日2012.04.01(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人周芸左孝青钟毅(51)Int.Cl.B01J32/00(2006.01)B01J35/04(2006.01)B01J23/86(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种铁基金属蜂窝载体材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种汽车及摩托车尾气净化剂用金属蜂窝载体的制备方法，属于金属多孔材料制备领域。本方法采用粉末冶金法，以铁基合金粉末为原料，通过加入粘结剂和水进行混炼制成膏状挤压料，将挤压料放入挤压筒中，在一定的速度和压力下，坯料经多孔分流挤压成型为蜂窝型结构，经干燥后在还原气氛中烧结，即可得到铁基多孔金属蜂窝材料。与现有技术相比，本发明具有工艺简单、材料利用率高、粘结剂价格低、适合于规模化生产等特点，同时制备的蜂窝载体兼备低热容、高导热性、高强度、高比表面积、与催化涂层结合好的优点。CN1026395ACN102631952A权利要求书1/1页1.一种铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）混粉：先将粘接剂与水按照质量比1:3～5混合，再将铁基金属粉末和混水的粘接剂按照质量比7～8:3～2充分混合均匀调至成膏状；（2）挤压成型：将混合均匀的膏状挤压坯料装入挤压筒，坯料经多孔分流模，按照5～10m/min挤压速率，5～10Mpa的挤压力挤压成为蜂窝型结构；（3）干燥：将挤压完毕的金属蜂窝制品进行干燥处理；（4）烧结：将干燥后的金属蜂窝制品放入H2还原气氛中进行烧结，自然冷却后获得蜂窝体。2.根据权利要求1所述的铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，其特征在于：所述铁基金属粉末的合金体系及成分百分比为：Fe-Cr-Al系：25wt%Cr,5wt%Al,余量为铁；Fe-Cr-Ni系：18wt%Cr,13wt%Ni，余量为铁；Fe-Cr系：15wt%,余量为铁。3.根据权利要求1或2所述的铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，其特征在于：所述铁基合金粉末原料的粒度为300～500目。4.根据权利要求1所述的铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，其特征在于：所述粘接剂为95wt%的甲基纤维素和5wt%的聚乙烯醇的混合物。5.根据权利要求1所述的铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，其特征在于：所述干燥处理的温度为120～150℃，时间1～3小时。6.根据权利要求2所述的铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，其特征在于：所述烧结温度：对于Fe-Cr-Al系合金粉，烧结温度为1200℃～1250℃；对于Fe-Cr-Ni系合金粉，烧结温度为1150℃～1200℃；对于Fe-Cr系合金粉，烧结温度为1100℃～1150℃，烧结时间均为1～3小时。2CN102631952A说明书1/3页一种铁基金属蜂窝载体材料的制备方法[0001]技术领域：本发明涉及一种铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，特别是汽车及摩托车尾气净化剂用金属蜂窝载体材料的制备方法，属于金属多孔材料制备领域。[0002]背景技术：目前汽车和摩托车尾气净化器中应用最广的两类载体是蜂窝陶瓷载体与金属载体。[0003]蜂窝陶瓷载体缺点是热容量大、热导率低，当汽车处于启动等状态时，由于尾气的温度较低，使载体上催化剂难以达到催化起活温度，故采用陶瓷载体净化汽车发动机低温状态时排放污染物的作用并不十分明显,同时陶瓷载体还存在抗振动性差使用过程中易破碎等不足。正是由于陶瓷载体的上述缺点限制了催化净化器的净化效率和使用寿命。[0004]金属蜂窝载体的优点：（1）热容量小、热导率高、预热性能好、易于在短时间升温达到催化起活温度，故金属载体的使用可有效提高汽车在冷启动、低速、怠速状态下尾气催化净化处理的效率。（2）具有更高抗热冲击和震动的机械强度，使用周期长和安装容易。目前使用的金属蜂窝是将合金铸锭轧制得到厚度为0.04-0.08mm的金属箔材，再将金属箔材压制成波纹状，将平板金属箔与波纹金属箔叠合焊结，卷成蜂窝状整体型结构。该方法工艺复杂、设备价格昂贵、成本高，同时还存在蜂窝载体表面光滑，与催化涂层结合不牢等问题。[0005]发明内容：本发明就是为了克服上述陶瓷蜂窝载体和金属蜂窝蜂窝载体所存在的性能和制备技术问题，提供一种铁基金属蜂窝载体材料的制备方法，为制备性能良好的金属蜂窝载体材料提供一种工艺相对简单、成本低的方法。[0006]本发明的技术方案是：采用粉末冶金法，以铁基合金粉末为原料，通过加入粘结剂和水进行混炼制成膏状挤压料