特許 5809254 コバルト含有コーティングを有する高級鋼の高温耐性コンポーネント、排気ガス浄化装置および該排気ガス浄化装置を製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5809254

(24)【登録日】2015年9月18日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】コバルト含有コーティングを有する高級鋼の高温耐性コンポーネント、排気ガス浄化装置および該排気ガス浄化装置を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 35/04 20060101AFI20151021BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20151021BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20151021BHJP

   B23K 35/30 20060101ALI20151021BHJP

   C22C 38/18 20060101ALI20151021BHJP

   B01D 53/94 20060101ALN20151021BHJP

【ＦＩ】

   B01J35/04 311D

   C22C38/00 302Z

   F01N3/28 301P

   B23K35/30 310D

   C22C38/18

   !B01D53/94

【請求項の数】12

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-512824(P2013-512824)

(86)(22)【出願日】2011年5月19日

(65)【公表番号】特表2013-537471(P2013-537471A)

(43)【公表日】2013年10月3日

(86)【国際出願番号】EP2011058109

(87)【国際公開番号】WO2011151185

(87)【国際公開日】20111208

【審査請求日】2014年4月3日

(31)【優先権主張番号】102010022503.7

(32)【優先日】2010年6月2日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】500038927

【氏名又は名称】エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100102185

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 繁範

(74)【代理人】

【識別番号】100129399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺田 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】ルーツ ディータ

【審査官】 安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭５５−０３２４２４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭６３−１５６５４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２１／００−３８／７４

Ｂ２３Ｋ ３５／３０

Ｃ２２Ｃ ３８／００

Ｃ２２Ｃ ３８／１８

Ｆ０１Ｎ ３／２８

Ｂ０１Ｄ ５３／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガス処理装置（２）に使用するための高温耐性コンポーネント（１）であって、前記コンポーネント（１）は、少なくとも鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有する材料から構成され、前記コンポーネント（１）は、少なくともコバルト（Ｃｏ）を有する表面層（３）を少なくともコンポーネントとはんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触エリアに有し、前記表面層（３）は物理的気相成長法により付与され高温ろう付けにおいて炭化物形成を防止することを特徴とする、コンポーネント（１）。

【請求項2】

前記コンポーネント（１）が、金属箔（４）およびハウジング（５）を含む群の少なくとも１つである、請求項１に記載のコンポーネント（１）。

【請求項3】

前記表面層（３）の厚さ（１２）が多くても５μｍである、請求項１または２に記載のコンポーネント（１）。

【請求項4】

排気ガス処理装置（２）に使用するための高温耐性コンポーネント（１）であって、前記コンポーネント（１）は、少なくとも鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有する材料から構成され、前記コンポーネント（１）は、少なくともコバルト（Ｃｏ）を有する表面層（３）を少なくともコンポーネントとはんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触エリアに有し、前記表面層（３）は物理的気相成長法により付与され、前記表面層（３）の厚さ（１２）が多くても５μｍであることを特徴とする、コンポーネント（１）。

【請求項5】

排気システム（６）において使用するための排気ガス処理装置（２）であって、前記排気ガス処理装置（２）は少なくとも１つのコンポーネント（１）を有し、前記コンポーネント（１）は、少なくとも鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有する材料から構成され、前記コンポーネント（１）は、少なくともコバルト（Ｃｏ）を有する表面層（３）を少なくともコンポーネントとはんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触エリアに有し、前記コンポーネント（１）は、前記排気ガス処理装置（２）の前記コンポーネント自体または他の個々の部品（７）に対して接続点（１０）により接続され、さらに前記接続点（１０）は、はんだ付けにより生成され、さらに少なくとも前記コンポーネント（１）は、前記表面層（３）に付与されるコーティング（１１）を追加的に有し、前記表面層（３）は高温ろう付けにおいて炭化物形成を防止する、排気ガス処理装置（２）。

【請求項6】

前記コーティング（１１）が、前記表面層（３）内の少なくともコバルト（Ｃｏ）を排気ガスに対して不活性にする、請求項５に記載の排気ガス処理装置（２）。

【請求項7】

前記コーティング（１１）が前記表面層（３）を完全に覆い、そのような範囲が気密性になり、前記排気ガス処理装置（２）の使用中、前記表面層（３）が排気ガスと接触しない、請求項５または６に記載の排気ガス処理装置（２）。

【請求項8】

排気システム（６）において使用するための排気ガス処理装置（２）であって、前記排気ガス処理装置（２）は少なくとも１つのコンポーネント（１）を有し、前記コンポーネント（１）は、少なくとも鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有する材料から構成され、前記コンポーネント（１）は、少なくともコバルト（Ｃｏ）を有する表面層（３）を少なくともコンポーネントとはんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触エリアに有し、前記コンポーネント（１）は、前記排気ガス処理装置（２）の前記コンポーネント自体または他の個々の部品（７）に対して接続点（１０）により接続され、さらに前記接続点（１０）は、はんだ付けにより生成され、さらに少なくとも前記コンポーネント（１）は、前記表面層（３）に付与されるコーティング（１１）を追加的に有し、前記コーティング（１１）が、前記表面層（３）内の少なくともコバルト（Ｃｏ）を排気ガスに対して不活性にする、排気ガス処理装置（２）。

【請求項9】

排気システム（６）において使用するための排気ガス処理装置（２）であって、前記排気ガス処理装置（２）は少なくとも１つのコンポーネント（１）を有し、前記コンポーネント（１）は、少なくとも鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有する材料から構成され、前記コンポーネント（１）は、少なくともコバルト（Ｃｏ）を有する表面層（３）を少なくともコンポーネントとはんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触エリアに有し、前記コンポーネント（１）は、前記排気ガス処理装置（２）の前記コンポーネント自体または他の個々の部品（７）に対して接続点（１０）により接続され、さらに前記接続点（１０）は、はんだ付けにより生成され、さらに少なくとも前記コンポーネント（１）は、前記表面層（３）に付与されるコーティング（１１）を追加的に有し、前記コーティング（１１）が前記表面層（３）を完全に覆い、そのような範囲が気密性になり、前記排気ガス処理装置（２）の使用中、前記表面層（３）が排気ガスと接触しない、排気ガス処理装置（２）。

【請求項10】

前記コーティング（１１）が、少なくともウォッシュコートを含む、請求項５〜９のいずれか一項に記載の排気ガス処理装置（２）。

【請求項11】

少なくとも１つの耐食性かつ高温耐性コンポーネント（１）を有する排気ガス処理装置（２）を製造する方法であって、前記コンポーネント（１）は、少なくとも鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有する材料から構成され、少なくとも以下の工程：
少なくとも１つのコンポーネント（１）を提供する工程と、
少なくともコバルト（Ｃｏ）を有し高温ろう付けにおいて炭化物形成を防止する表面層（３）を少なくともコンポーネントとはんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触エリアに付与する工程と、
真空または保護ガス中でのはんだ付けによって前記コンポーネント（１）上の接続点（１０）においてはんだ付け接続（８）を生成する工程と、
ウォッシュコートをコンポーネント（１）に少なくとも付与する工程と、
を有する、方法。

【請求項12】

前記表面層（３）の付与は、ガルバニックコーティングまたは物理的気相成長法によって行われる、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気ガス処理装置に使用するための高温耐性コンポーネントおよび排気ガス処理装置および該排気ガス処理装置を製造する方法に関する。そのコンポーネントは、特に、真空または保護ガス中で高温はんだ付け（硬ろう付け（ｈａｒｄ ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）または「ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）」とも称される）によって組み立てられる金属製ハニカム体の構成要素である。

【背景技術】

【0002】

自動車および実用車は多くの排気ガス規制に適合しなければならず、それは、対応して設計される排気システムにより守られる。現在、排気システムは、金属製ハニカム体で少なくとも部分的に形成される少なくとも１つの排気ガス処理装置を有することが知られている。この金属製ハニカム体は、とりわけ、排気ガス成分を格納するためのコーティング用の触媒活性材料のための基板本体として、および／または粒子分離器として使用される。この目的のために、排気ガス処理装置は、通常、自動車の排気システム内の異なる位置において、排気ガスの異なる成分に影響を与えるかまたは変換するために少なくとも部分的にコーティングされる。

【0003】

金属製ハニカム体内で、接続は、多くの場合、真空中でのはんだ付けプロセスによってなされ、それによって、金属製ハニカム体の個々のコンポーネントを互いおよび／またはそれらのコンポーネント自体に固定し、ハウジング内でのハニカム構造の形成および／またはハニカム構造の恒久的な位置決めが達成される。

【0004】

このような金属製ハニカム体は、特に、以下の材料からなるコンポーネント（部品、構成要素）により形成される：
金属箔
構造：フェライト
組成：少なくとも１２ｗｔ％のクロム含有量および少なくとも２．５ｗｔ％のアルミニウム含有量を有するＦｅＣｒＡｌ合金。Ａｌ_２Ｏ_３カバー層の形成を制御するための希土類、Ｙおよび／またはＨｆの添加物が可能である。
材料例：Ｇｅｒｍａｎ ｓｔｅｅｌ ｋｅｙによる番号１．４７６７または１．４７２５を有する材料。
材料厚：２０μｍ［マイクロメートル］〜１５０μｍ。
形態：少なくとも部分的に構造化されている；平滑。

【0005】

ハウジング
構造：オーステナイト
材料厚：０．１ｍｍ［ミリメートル］〜３ｍｍ。
形態：円筒形；楕円形；円錐形。

【0006】

はんだ材料
形態：はんだ粉末；はんだ片
組成：クロム、リンおよびケイ素が主要な添加物として存在する、ニッケルベースのはんだ。これは、以下の順序：クロム、リン、ケイ素で減少させた主要な添加物の割合として非常に特に好ましい。これは、ハニカム体の材料のクロムの割合より高いニッケルベースのはんだのクロム含有量、例えば２３〜２５ｗｔ％の範囲で好ましい。主要な添加物のリンおよびケイ素は共にクロムの割合を超えるべきではない。

【0007】

材料例：対応するニッケルベースのはんだは、例えば、Ｗａｌｌ Ｃｏｌｍｏｎｏｙ Ｌｔｄ．から商標名Ｎｉｃｒｏｂｒａｚとして市販されている。

【0008】

ハニカム体を製造する間、特定の位置においてのみ提供される、このようなはんだ付け接続が必要とされ得るか、または明確に望まれ得る。個々のコンポーネントのそれ自体および／または互いに対するこの部分的なはんだ付け接続の結果として、排気ガス処理装置の柔軟性が維持されるので、排気ガス処理装置は、排気システムにおける変動温度および排気システムに広がる圧力に関わらず、自動車の排気システムの使用中、より強力な疲労強度を示し得る。所望の接続点は、例えば、ハニカム体の特定の位置および／またはハニカム体とハウジングとの間の領域において（目的とされる）はんだ材料の導入によって生成され得る。これに関して、保護層を排気ガス処理装置の個々のコンポーネントの所定の領域に付与し、それにより、前記位置における個々のコンポーネントの互いの望ましくない接続を防ぐことも知られている。これに関して、はんだ材料の望ましくない流れおよび／またはコンポーネントの材料要素の望ましくない拡散に関する考慮が既になされている。

【0009】

真空または保護ガス中での高温はんだ付けにより組み立てられるこのようなハニカム体の製造の間、目的とする接続の形成および／または望ましくない二次的接続の防止について一部の方法が既に提案されているが、大量生産のために、そのプロセスを簡略化し、より確実で、費用を安くし、および／またははんだ付けプロセスについてのさらなる破壊的な影響を除去することもまた要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

従って、本発明の目的は、従来技術に関して明らかとなった技術的問題を少なくとも部分的に解決することである。特に高温耐性コンポーネントおよび特にはんだ付け接続の正確かつ規定された構成を形成する排気ガス処理装置を特定し、特に製造の間の望ましくない二次的接続を効果的に防ぐことを目的とする。さらに、排気ガス処理装置を製造する方法を特定することを目的とし、その方法によって、特に上記のはんだ付け接続の正確かつ規定された構成、および望ましくない二次的接続の効果的な防止が、プロセスについて確実な方法で達成され得る。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的は、請求項１に記載の特徴を有する高温耐性コンポーネント、請求項４に記載の特徴を有する排気ガス処理装置および請求項８に記載の特徴を有する方法によって達成される。本発明のさらなる有益な改良は従属請求項に特定される。請求項に個々に特定される特徴は、任意の所望の技術的に有用な方法で互いに組み合わされてもよく、特定される本発明のさらなる実施形態を有する詳細な説明からの例示的事実によって補足されてもよい。特に、高温耐性コンポーネント、排気ガス処理装置またはその方法に関連する特徴は、互いに組み合わされてもよいか、または本発明のそれぞれの他の態様に移されてもよい。

【0012】

本発明に係る高温耐性コンポーネントは排気ガス処理装置における使用に好適であり、そのコンポーネントは、少なくとも鉄、クロムおよびアルミニウムを含有する材料から構成される。ここで、そのコンポーネントは、少なくともコバルトを有する表面層を少なくとも部分的に有し、その表面層は物理的気相成長法により付与される。

【0013】

高温耐性コンポーネントは、特に、導入部分に記載されているようなハニカム体または前記ハニカム体の構成要素である。排気ガス処理装置としてのコンポーネントの適合性は特に、前記コンポーネントが、自動車の排気システムにおける温度変動および動的要求および腐食環境に恒久的に耐えることができるように特徴付けられる。ここで、そのコンポーネントは、排気ガス処理装置上で作動するエンジンにおける燃焼プロセスから生じる１，０００℃までの温度および／またはかなりの圧力パルスでも可能である。この要求は、コンポーネントだけでなく、組み立てられた状態において、そのコンポーネントの互いの接続にも当てはまることは自明である。

【0014】

ここで、まず、特に半仕上げ部分とも称される、はんだ付けプロセス用に準備されるコンポーネントが提案される。次に、そのコンポーネントは、例えば１つのはんだ付けプロセスにおいて同じように準備されたコンポーネントから組み立てられ得、続いて、例えば排気ガス処理装置の所望の機能に応じてコーティングされ得る。

【0015】

材料に関して、主な合金要素としてクロムおよびアルミニウムを有する鉄材料を使用することが好ましく、ここで、クロムの割合は、アルミニウムの割合より少なくとも３倍多い。ここで、クロムの割合は例えば１２〜２５ｗｔ％の範囲で存在し、一方、アルミニウムの割合は例えば２．５〜６ｗｔ％の範囲で存在することが非常に特に好ましい。さらに、この目的のために、金属箔および／またはハウジングに関して導入部分に既に記載したような材料が使用されてもよく、その詳細はここで全体的に参照される。

【0016】

表面層は少なくともコバルト（Ｃｏ、原子番号２７）を含み、特にコバルトのみおよび／または酸化コバルト（例えばＣｏ_３Ｏ_４）から構成される。ここで、不純物も各場合において少量または従来の程度まで許容されてもよい。表面層は好ましくは、コンポーネントと、はんだ付け接続が望まれない他のコンポーネントまたは部品との間の接触面積のそれらの領域を覆う。しかしながら、また、コンポーネントの１つの表面（または複数の表面もしくはさらに全ての表面）が、対応する表面層を有して形成されてもよく、それによって、はんだ付け接続は後でコンポーネント上に配置される。表面層は封鎖されるべきである。すなわち、特に、コンポーネントの基礎材料にあらゆる顕著な孔が形成されるべきではない。特に、コバルト表面層は触媒層として形成されず、特に排気ガス中の汚染物質の変換用に形成されない。

【0017】

カバー層として、ここで、表面層は、コンポーネントの基礎材料の主要な構成要素として元素のクロムおよび鉄が最初に表面上に存在しないという効果を有する。クロムおよび鉄の両方は炭素に対して非常に高い親和性を有することが知られており、炭素がはんだ付け条件下で利用可能である場合、炭化クロム形成（鉄炭化クロム形成）が不可逆的に起こる。対照的に、コバルトは炭化物を形成しない。コバルトはクロムおよび鉄と完全に混合され得るが、それ自体は触媒機能を有さない。炭素の局所的利用に応じて、コンポーネントと、他のコンポーネントまたは個々の部品またはコンポーネント自体との接触面積において、固着性の炭化クロムブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）（二次結合、拡散結合）がはんだ付けプロセスの間に形成される。好ましくない状況下で、空間的に細かく分布した炭化物骨格が形成され、それは、コンポーネントを、それ自体、他のコンポーネントまたは他の部品に固定して溶接し、それにより、例えば排気ガス処理装置におけるコンポーネントの配置の柔軟性、すなわち、排気ガス処理装置自体の柔軟性に影響を与える。従って、炭化クロム形成の作用機構は、クロムを分離する表面層の適用によって破壊または阻害される。これを以下に説明する。

【0018】

金属箔およびハウジングなどのはんだ付けされるコンポーネントは、例えば圧延油またはシャフト油および固定油などの炭素含有液体の残渣を有し得る。毛管効果の結果として、その液体は、例えば波形層と平滑層との間のクロッチ領域内に入り、それにより、箔の対（コンポーネント）の両方を湿潤させる。真空はんだ付け設備への移動後、温度の連続的な増加と共に、排気が開始する。引火点に到達した後の液体の燃焼は、酸素不足の結果としてもはや起こり得ず、それにより、約４００℃から上方での分解プロセスが生じ、純粋な高度に反応性の炭素の生成が得られる。この分解プロセスはまた、保護ガス中でのはんだ付け接続の生成の場合に起こる。なぜなら、ここでもまた、酸素が置換され、炭素含有生成媒体が分解するからである。炭素は、互いに対して共有するコンポーネント表面上のクロムと共に変換されて、炭化クロムまたは鉄炭化クロムを生成するので、炭化物ブリッジにより恒久的に２つのコンポーネントを接続する。この炭化物ブリッジ形成は、１０５０℃以上の従来のはんだ付け温度でさえも分解され得ず、さらに、コンポーネントの基礎材料の合金はここでクロムを欠損している。炭化クロムが形成される、約４００〜８００℃の重要な温度範囲において、表面層のコバルトはコンポーネントの基礎材料と既に混合するが、コンポーネントの表面から合金成分のクロムを分離する十分に封鎖されたカバー層を形成し、それにより、炭化クロム形成を防止する。その温度範囲を超えた後、本発明の特に有益な実施形態において、表面層のコバルトは、少なくともアルミニウムがコンポーネントの表面上で利用可能であるような範囲でコンポーネントの基礎材料と混合され、酸化アルミニウムカバー層の形成が可能となる。この酸化アルミニウム層は、７００℃以上の温度にてコンポーネントの基礎材料に含有される合金成分のアルミニウムによって形成され、特に１マイクロメートル未満の厚さを有する。この酸化アルミニウムカバー層は、外部からコンポーネント内への物質湿潤に対する拡散障壁として機能し、コンポーネントの耐食性を生じる。実際のはんだ付けプロセスは９００℃以上の温度にてさらなる温度増加後に生じる。

【0019】

表面層は、ＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスとも称される物理的気相成長法により適用された。このことから、表面層は特に薄くかつ均一に付与されるので、表面層の正確な厚さを得ることができ、それぞれの適用に当てはめられることは明らかである。

【0020】

本発明に従って提案される表面層によって、特にコンポーネントの基礎材料の元素のクロムおよび鉄との炭素の直接的な接触が防がれる。従って、個々の部品の表面間の起こり得る望ましくない接続は起こらず、互いに対する表面の個々の部品間の接続（はんだが提供される）が所望の接続点／接触点にてのみ生じる排気ガス処理装置が製造され得る。従って、例えば、排気ガス処理装置の個々のコンポーネントまたは個々の部品の異なる熱膨張係数により、局所的に異なる長さの変化の結果として、そのコンポーネントまたは部品間の接続の失敗を導かない。長さのこの変化は互いに対して部分的に自由に移動可能であるコンポーネントにより補償され得る。さらに、部品の振動挙動がこのように正確に設定され得る。

【0021】

１つの有益な実施形態において、コンポーネントは金属箔およびハウジングを含む群の少なくとも１つである。具体的には、金属製ハニカム体の製造に関して、複数の（少なくとも部分的に構造化された）金属箔および（少なくとも）１つのハウジングをこのように製造することが可能となる。ここで提供される金属箔は、特に、５μｍ〜１００μｍ［マイクロメートル］の厚さである。コンポーネントがハウジングの形態である場合、０．３〜３ｍｍ［ミリメートル］の厚さがここで提供される。金属箔またはハウジングの構造に関して、参照が、この記述の最初にその全体についての説明が（代替としてまたは追加的に）なされ得る。

【0022】

コンポーネントのさらなる有益な実施形態において、表面層の厚さは多くても５μｍ［マイクロメートル］である。表面層の厚さが多くても１μｍ［マイクロメートル］またはさらに多くても１００ｎｍ［ナノメートル］であることが非常に特に好ましい。ここで特定される層の厚さは特に有益である。なぜなら、そのような薄い表面層により、コンポーネントの基礎材料の合金組成から生成される酸化カバー層の生成が妨げられないか、または制限された範囲でのみ妨げられるからである。５μｍより厚い厚さは回避されなければならない。なぜなら、後に酸化カバー層はもはや均一に形成されず、酸化カバー層（特にＡｌ_２Ｏ_３層）の結果として対応する高温耐食性がもはや確保されないからである。さらに、酸化カバー層によって、以前に付与されたコーティング（例えばウォッシュコート）が良好な接着特性を有するように表面の適切な粗度が提供される。同様に、１００ｎｍ未満の厚さが提供されるべきではない。なぜなら、後に炭化物ブリッジ形成の防止が確実に達成できないからである。

【0023】

１つの有益な改良において、コンポーネントの基礎材料、すなわち表面層を含まないコンポーネントは、コバルトを有さない。このことは、特に、表面層が、基礎材料から堆積によって生成されないか、および／またはコバルト含有基礎材料によって生成されないことを意味する。

【0024】

本発明のさらなる態様において、排気システムに使用するための排気ガス処理装置もまた提案され、ここで、その排気システムは少なくとも１つのコンポーネントを有し、そのコンポーネントは、少なくとも鉄、クロムおよびアルミニウムを含む材料から構成される。そのコンポーネントは、少なくともコバルトを有する表面層を少なくとも部分的に有し、接続点において、排気ガス処理装置のコンポーネント自体または他の個々の部品と接続される。ここで、接続点ははんだ付けによって生成される。そのコンポーネントは、表面層に付与されるコーティングを追加的に有する。

【0025】

排気システムにおける周囲状態に関して、参照は上記の説明に対してなされ、同様にそこで特定される要求が排気ガス処理装置にも当てはまる。ここで特定されるコンポーネントは特に、本発明に係る表面層を有する上記のコンポーネントである。しかしながら、ここで、コンポーネント上に少なくとも部分的に表面層を形成する方法が使用されることは基本的に重要ではない。

【0026】

ここで、少なくともコバルトを有する付与される表面層は特に、接続点における炭化クロムブリッジを防止するためだけに機能する。その表面層は特に、酸化物生成により、排気ガス浄化のための触媒活性物質を生成するために提供されるわけではない。これは、ここに記載されている排気ガス処理装置において、表面層にも少なくとも部分的に付与されるコーティングを提供することによって達成され、適切な場合、そのコーティングは対応する触媒活性を示し、および／または対応する特性（排気ガス成分の変換、蓄積、保存）を提供する。従って、特に使用中、表面層が排気ガス自体と接触しないことが望ましい。そのような接触は、表面層がコンポーネントの基礎材料とコーティングとの間ならびに／あるいは隣接するコンポーネントの基礎材料および／または基礎材料とはんだとの間に（のみ）配置される場合、具体的には２段層により防止され得る。

【0027】

特定の有益な実施形態において、コーティングは、少なくとも表面層におけるコバルトが排気ガスに対して（実質的に）不活性であることを確保する。すなわち、これは、表面層における例えばコバルト元素（Ｃｏ）および／またはコバルト化合物（例えば酸化コバルト）が、排気ガス処理装置の使用中、排気ガスに対して触媒的に活性でないことを意味する。ここで、コバルト元素は、互いに接触する隣接するコンポーネント間の炭化クロムブリッジを防ぐことのみのために（実質的に）機能する。従って、（また）コーティングは、多くても、排気ガス変換のごくわずかな支援が存在するかまたは前記支援が完全に除かれるような程度まで、排気ガスの成分に対してコバルトまたはコバルト化合物のあらゆる触媒活性を減少させる機能を有する。

【0028】

特に、特定のコーティングを用いて、排気ガス処理装置の使用中、コーティングが排気ガスに対して表面層を完全に覆い、それにより、コバルトまたはコバルト化合物のいずれであっても触媒活性が存在しなくなることは（例えば拡散プロセスのために）確実にされなくてもよい。しかしながら、本発明はまた、コーティングが排気ガス処理装置の触媒機能を実施する場合（触媒機能のみを実質的に実施する場合）、表面層が炭化クロムブリッジを防止するために（のみ実質的に）対応して提供されるようなコーティングも包含する。

【0029】

表面層を（実際的に）完全に覆い、排気ガス処理装置の使用中、表面層が排気ガスと接触しないような程度まで気密するコーティングが特に有益である。ここで、「気密」とは、特に、排気ガスの成分が表面層までコーティングを通して貫通できず、特にコバルトおよびコバルト化合物を有する表面層と、排気ガスの成分との間の触媒反応が、（有意な程度で）生じないことを意味する。

【0030】

さらなる有益な実施形態において、排気ガス処理装置のコーティングは少なくともウォッシュコートを含む。ウォッシュコートは典型的に、例えば活性化酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの少なくとも１つの不燃性の酸化物担体、ならびに例えば白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムおよび／またはイリジウムなどの１種以上の白金族金属化合物を含む。多くの場合、促進剤（ｐｒｏｍｏｔｅｒ）およびウォッシュコート安定剤などの追加の添加物が加えられる。ウォッシュコートは特に、排気ガスについての特定の大きな接触面積を提供する。前記ウォッシュコートは特に、排気ガス処理装置を形成するためのアセンブリプロセスの後、すなわちまた、真空中または保護ガス中でのはんだ付けプロセスによる接続の形成の後にも、排気ガス処理装置に最初に（少なくとも部分的に）付与される。

【0031】

本発明のさらなる態様において、ここで、少なくとも１つの高温耐性コンポーネントを有する排気ガス処理装置を製造する方法であって、そのコンポーネントは、少なくとも鉄、クロムおよびアルミニウムを含む材料から構成される、方法が提案される。その方法は、少なくとも以下の工程：
少なくとも１つのコンポーネントを提供する工程と、
少なくともコバルトを有する表面層を少なくとも部分的に付与する工程と、
はんだ材料を付与することによって前記コンポーネント上の接続点においてはんだ付け接続を生成し、真空または保護ガス中ではんだ付けする工程と、
前記コンポーネントに少なくともウォッシュコートを付与する工程と、
を有する。

【0032】

ここで、本明細書中に述べられているコンポーネントまたは排気ガス処理装置は、好ましくは、本発明に従って本明細書で提案されているように設計され得る。さらに、上記工程が特定の順序で実施されることが好ましく、例えば追加の操作プロセス、変形プロセスおよび輸送プロセスが前記工程の間に実施されてもよいことは明らかである。

【0033】

第１の工程において、例えば、最初に結合される排気ガス処理装置のコンポーネントおよび／または個々の部品が一緒に配置されるかまたは提供される。コンポーネント／個々の部品にコバルト表面層が局所的に提供された後、前記工程が実施されてもよいことは明らかである。

【0034】

次いで、コンポーネント／個々の部品は、互いに対して配置されてもよく、および／または結合位置を想定するように変形されてもよい。排気ガス処理装置を製造するための少なくとも１つのコンポーネントの配置は、例えば、ハニカム構造または例えばハウジングとハニカム構造との間に配置されるような追加のケーシングなどのさらなる個々の部品を受容するためのハウジングの形状でコンポーネントを提供することを含む。その配置はさらに、排気ガスが流れることができるハニカム体を形成するように、他の個々の部品、例えば金属箔、不織繊維、追加のコンポーネントなど、またはコンポーネント自体との少なくとも１つのコンポーネントの層化および／またはコイル化および／または巻きのいずれかを含んでもよい。

【0035】

次いで、はんだ材料は例えば、前記工程の前、間および／または後に付与されてもよい。次いでこの後、好ましくは、高温かつ真空または保護ガス（好ましくはアルゴン）中でのはんだ付けが行われ、それにより、コンポーネント／個々の部品が、所望の接続点にてはんだ付け接続（のみ）によって排気システムに使用するために恒久的に接続される。

【0036】

はんだ付けプロセスの完了後、ウォッシュコートの少なくとも部分的な付与が追加的に行われ、そのウォッシュコートは、特に、例えば金属箔上（および表面層上）のハニカム構造のダクト内などの内部領域に形成されるので、排気ガス処理装置は対応し、かつ、また異なるコーティングで形成されてもよい。

【0037】

表面層の付与がガルバニックコーティングまたは物理的気相成長法により行われる場合、さらに好ましい。

【0038】

少なくともコバルトを有する表面層が種々のプロセスによって少なくとも１つのコンポーネントに付与されてもよい。前記プロセスは特に以下の製造方法の少なくとも１つを含む：
めっき（被覆、プレーティング（ｐｌａｔｉｎｇ））、
ＣＶＤ（化学蒸着）プロセス、
電解またはガルバニックコーティングプロセス、
液体コーティング材料内への浸漬、
粉末コーティング。

【0039】

ＰＶＤプロセスすなわち物理的気相成長法が特に有益である。なぜなら、ここで、特に、コンポーネント上に薄くかつ均一な表面層を生成することが可能だからである。物理的気相成長法の群には特に以下に記載したプロセスが含まれる：
１）特に、
熱蒸発（蒸発技術とも称される）
電子ビーム蒸着
レーザビーム蒸着
アーク蒸発
などの蒸発プロセス
２）特に、
イオンビーム支援蒸着
などのスパッタリング
３）イオンめっき。

【0040】

特に、ウォッシュコートは、排気ガス処理装置の使用中、排気ガスに対して少なくともコバルト元素および／またはコバルト化合物を不活性にする機能を果たす。このことは特に、コバルト元素および／またはコバルト化合物と、排気ガスの成分との間の触媒反応が、ウォッシュコートによるコーティングにより（実質的に）防がれることを意味する。特に、従って、ウォッシュコートは、排気ガス処理装置の使用中、少なくとも表面層におけるコバルト元素および／またはコバルト化合物と排気ガスの成分との間の接触が防がれるような範囲まで気密性であるように設計される。

【0041】

本発明（コンポーネント、排気ガス処理装置、方法）の態様に関する説明は、互いのより正確な仕様または互いの利用を考慮され得る。

【0042】

本発明および技術分野を図面に基づいて以下により詳細に説明する。図面は特に好ましい実施形態の変形例を示すが、本発明はそれらに限定されないことは留意されるべきである。図面は各場合、概略的である。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】断面図において、排気ガス処理装置を有する排気システムを示す。

【図2】コンポーネントを示す。

【発明を実施するための形態】

【0044】

図１は、排気システム６内に配置される排気ガス処理装置２を有する排気システム６を概略的に示す。この排気ガス処理装置２は、コンポーネント１が設けられるハウジング５によって形成される。コンポーネント１は、複数の接続点１０においてハウジング５に接続される。ハウジング５内にコンポーネント１が配置される結果として、排気ガスが流れることができる複数のダクトを有するハニカム体９が形成される。このような金属製ハニカム体は、既に多くの場合に記載されており、特にまた、出願人による以前の特許公報にも記載されている。これらは、このような金属製ハニカム体の特徴を考慮され得る。

【0045】

図２はコンポーネント１を概略的に示し、この場合、そのコンポーネント１は構造化された金属箔４の形態である。そのコンポーネントは、接続点１０においてはんだ付け接続８によって少なくとも部分的に排気ガス処理装置２のさらなる個々の部品７（例えば平滑な金属箔または不織部）に接続される。そのコンポーネント１は、（均一の）厚さ１２を有する表面層３を部分的に有するので、コンポーネント１と個々の部品７との間の接続点１０の領域または接触点の隣接領域における炭化クロムブリッジの形成が防がれる。さらに、コンポーネント１は、追加的に、部分的に、表面層３上におよび／またはコンポーネント１の基礎材料上に直接、コーティング１１を有する。

【符号の説明】

【0046】

１ コンポーネント
２ 排気ガス処理装置
３ 表面層
４ 金属箔
５ ハウジング
６ 排気システム
７ 個々の部品
８ はんだ付け接続
９ ハニカム体
１０ 接続点
１１ コーティング
１２ 厚さ

【図1】

【図2】