排气装置 |
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| 申请号 | CN201220022018.8 | 申请日 | 2012-01-17 | 公开(公告)号 | CN202786389U | 公开(公告)日 | 2013-03-13 |
| 申请人 | 佛吉亚排放控制技术德国有限公司; | 发明人 | 赫尔穆特·维泽尔; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于机动车的排气装置，该排气装置具有由被涂覆的 钢 板制成的构件，该钢板由具有低于0.3%重量百分比的 碳 含量的 碳钢 构成，并且所述钢板上涂覆有镍涂层。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于机动车的排气装置，其具有由被涂覆的钢板制成的构件，其特征在于，所述钢板由具有低于0.3%重量百分比的碳含量的碳钢构成，并且所述钢板上涂覆有镍涂层。 |
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| 说明书全文 | 排气装置技术领域[0002] 在机动车中的排气装置的构件通常由耐高温的并且耐腐蚀的材料，例如不锈钢制成。此外，公知了使用设有铝涂层的钢板。虽然涂覆有铝的钢板相对于温度变化负荷稳定。然而相对于存在的腐蚀性的液体，例如废气冷凝液，以及相对于破裂腐蚀的耐抗性是不足的。 [0003] US 5 110 690A描述了由低碳钢制成的耐腐蚀的钢板的制造，该钢板首先用镍涂覆，然后用铝涂覆，并且随后在构成Fe-Al-Ni扩散层的情况下受到扩散处理。然而，这样的钢板的制造太贵。实用新型内容 [0004] 因此存在对成本低廉的、用于应用在机动车的排气装置的材料的进一步的需求，这些材料容易加工，但也耐腐蚀并且耐温度变化。 [0005] 根据本实用新型的目的通过提供一种新的排气装置得以实现。根据本实用新型的用于机动车的排气装置包括由被涂覆的钢板制成的构件，所述钢板由具有低于0.3%重量百分比的碳含量的碳钢构成,并且所述钢板上涂覆有镍涂层。 [0006] 具有低于0.3%重量百分比的碳含量的低碳钢是便宜的批量产品，但其具有好的成型特性。镍涂层可成本低廉地通过公知的带钢电镀设备施加到钢板上，并且令人吃惊地具有相对于存在的液体，例如废气冷凝液，好的耐腐蚀性，该耐腐蚀性甚至超过不锈钢的耐腐蚀性。 [0007] 在本实用新型的范围中，术语“碳钢”被理解为不同于不锈钢。碳钢优选是非合金钢（DIN EN 10 020），尤其非合金的结构钢或者非合金的高质量钢、耐热的结构钢、细晶粒结构钢或者耐气候的结构钢（DIN EN 10 025-2）。 [0008] 该碳钢可包含低比例的其他合金元素，例如铬、铜、镍、铅、锰、硅或者钛，其中，这些其他合金元素的比例优选分别最高为2%重量百分比，最好分别最高为1.65%重量百分比，尤其优选分别最高为1%重量百分比。根据优选的实施方式，该碳钢除了杂质之外不具有其他合金元素。 [0009] 该碳钢的碳含量小于0.3%重量百分比，优选小于0.15%重量百分比，并且尤其优选小于0.1%重量百分比。 [0010] 该由碳钢构成的钢板优选具有0.4mm至2.5mm的厚度。具有低于0.4mm厚度的板大多数很不稳定并且加工性差。由具有超过2.5mm厚度的钢板制成的构件太重。 [0011] 镍涂层优选通过电镀沉积施加到钢板上。在电镀浴中的离析在技术上是可行的并且尤其可在带钢电镀设备上成本低廉地并且快速地实施。 [0012] 根据优选的实施方式，在钢板上的镍涂层的厚度在3μm和20μm之间。低于3μm的层厚常常不足够厚并且易于局部腐蚀。高于20μm的层厚太贵。 [0013] 涂覆有镍的钢板可在没有进一步热处理的情况下被加工。替代地，可附加地实施扩散处理，如在现有技术中普遍公知的一样。通过扩散处理，一方面改善镍涂层的附着并且另一方面增大层厚并且因此提高相对于局部腐蚀的耐抗性。 [0014] 此外，本实用新型的主题是使用根据前述实施方式之一的涂覆有镍的钢板作为用于机动车的排气装置中的构件，其中，该钢板由具有少于0.3%重量百分比的碳含量的碳钢构成。 [0015] 根据优选的实施方式，该构件是排气管路的一部分、排气管、 消音器的一部分或者废气处理装置的壳体，尤其是催化器的或者柴油颗粒过滤器的壳体。这些构件能够承受直至大约600℃的温度。 [0017] 在下面根据优选的实施例和附图描述本实用新型。附图示出： [0019] 图1示例地示出机动车的内燃机10和下游的排气装置12。该排气装置12具有达到直至法兰14的歧管区段16以及在歧管区段16下游连接的底部区段18，所述歧管区段和底部区段通过振动去耦装置20相互连接。 [0021] 在颗粒吸收储存器24的下游，涡轮增压器26直接安置在歧管区段16中。替代地，颗粒吸收储存器24和涡轮增压器26的位置也可以交换。同样在歧管区段16中，确切地说在颗粒吸收储存器24和涡轮增压器26之后设置有NOx储存器28。 [0022] 底部区段18包括通向颗粒过滤单元32的伸长的排气管路30。该颗粒过滤单元32为通常的碳烟过滤器，其具有由堇青石组成的基底或者过滤器滤芯34和前置的氧化催化器38。如果过滤器滤芯34的上游的部分被相应地涂覆，则可取消该氧化催化器38。在颗粒过滤单元32上连接管件40，该管件通向消音器（没有示出）并且导出废气。 [0023] 排气装置的在这里描述的构件作为现有技术中的构件是公知的，并且能够根据所使用的燃料的种类和排气装置的应用领域而变化。 [0024] 排气装置的全部构件能承受远高于250℃的并且直至达到600℃的高温。由于在排气装置运行期间的温度波动，在这些构件上出现显著的交变负荷。此外，在排气装置的较冷的部位上能观察到由废气的组分组成的高腐蚀的冷凝液的形成。 [0025] 因此，根据本实用新型，排气装置12的单个构件或者多个构件，尤其是排气管路的例如排气管22和30的部分、消音器的部分或者废气处理装置的壳体，尤其是氧化催化器38的或者颗粒过滤单元的壳体，由涂覆有镍的钢板构成，其中，该钢板由具有低于0.3%重量百分比的碳含量的碳钢组成。 [0026] 该镍涂层可成本低廉地通过公知的带钢电镀设备施加到钢板上，并且令人吃惊地具有相对于存在的液体，例如冷凝液，好的耐腐蚀性，该耐腐蚀性甚至超过不锈钢的耐腐蚀性。 [0027] 为了涂覆镍，可以使用如在现有技术中公知的电镀浴。例如在酸性溶液（pH 4至5）中，尤其在硼酸中，具有镍盐，尤其是镍硫酸盐和镍氯化物的电镀浴是合适的。 [0028] 根据优选的实施方式，碳钢是非合金的结构钢或者非合金的高质量钢、耐热的结构钢、细晶粒结构钢或者耐气候的结构钢。为了划分这些钢，参考DIN EN 10 020:2007-03，为了描述结构钢，参考DIN EN 10 025-2。 [0029] 该碳钢可包含低比例的其他合金元素，例如铬、铜、镍、铅、锰、硅或者钛，其中，这些其他合金元素的比例优选分别最高为2%重量百分比，最好分别最高为1.65%重量百分比，尤其优选分别最高为1%重量百分比。该碳钢除了杂质之外优选不具有其他合金元素。 [0030] 该碳钢的碳含量小于0.3%重量百分比，优选小于0.15%重量百分比，并且尤其优选小于0.1%重量百分比。 [0031] 该由碳钢构成的钢板优选具有0.4mm至2.5mm的厚度。 [0032] 根据另一实施方式，在钢板上的镍涂层的厚度在3μm和20μm之间。优选镍层的厚度在大约6μm和大约12μm之间。 [0033] 涂覆有镍的钢板可在没有进一步热处理的情况下通过公知的成型技术和/或焊接方法加工成排气装置的构件。 [0034] 根据另一实施方式，可附加地实施扩散处理，如在现有技术中普遍公知的一样。通过该扩散处理，一方面改善镍涂层的附着，并且另一方面增大层厚并且由此提高相对于局部腐蚀的耐抗性。 [0035] 由涂覆有镍的钢板制成的构件优选设置在排气装置的由废气的组分构成冷凝液的区域中。那么在该区域中可最优地降低局部的腐蚀和/或由于存在的液体而导致的腐蚀。 [0036] 为了检验根据本实用新型涂覆有镍的钢板相比较于优质钢板以及相比较于涂覆有铝的钢板的耐腐蚀性，进行下面的人工老化试验。 [0037] 例1 [0038] 由非合金的结构钢制成的钢板，简称DC01，材料编号1.0330（DIN EN 10130）在带钢电镀设备中用镍涂覆。镍层的厚度为9.5μm。从被涂覆的钢板切出尺寸为100mm×100mm的样本。 [0039] 例2（对比） [0041] 例3（对比） [0042] 由非合金的结构钢制成的钢板，简称DC01，材料编号1.0330（DIN EN 10130）涂覆有铝。铝层的厚度为17μm至20μm。从被涂覆的钢板切出尺寸为100mm×100mm的样本。 [0043] 在喷盐雾试验中检验人工老化 [0044] 根据例1至3的样本用食盐溶液（蒸馏水中含有5%重量百分比的NaCl）喷洒12.5小时。随后这些样本被干燥并且在室温下保持3小时或者加热到在300℃和500℃之间的温度。在冷却后，每天重复这样的处理循环并持续6周。最后，通过视觉检验这些样本的腐蚀部位。 [0045] 所描述的老化试验相应于排气装置的构件在正常运行条件下大约4年时间间隔的负荷。 [0046] 喷盐雾试验的结果在下面的表格中给出。 [0047] 表格 [0048]样本 室温 300℃ 400℃ 500℃ 例1 + + + + 例2 + + +/- - 例3 + + +/- - [0049] +=低腐蚀；可使用 [0050] +/-=明显可见的腐蚀；受限使用 [0051] -=强腐蚀；不能使用 [0052] 在500℃时在实施老化试验超过3周后的根据例1的样本的照片显示，在该样本上可看到仅很少的由于腐蚀而被侵蚀的部位。 [0053] 在500℃时在实施老化试验超过3周后的根据例2的由优质钢构成的样本的照片显示，由于腐蚀产生的损坏是明显的。 |
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