Verbund von Metallfolien mit einem Lötmaterial Durch die WO 97/07923 ist ein Lötmaterial auf Nickelbasis bekannt, wobei das Lötmaterial zwischen 0,5 und 8 % Bor, insbesondere 3 bis 6 % Bor enthält. Bor im Lötmaterial dient als Diffusionsbeschleuniger, so dass eine zeitliche Verkürzung des Lötprozesses erreicht werden kann. Ein solches Lötmaterial ist insbesondere für Wabenkörper, vorzugsweise zur katalytischen Umsetzung von Gasen, insbesondere von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine geeignet.

Ein solcher Wabenkörper besteht aus Metallblechen, die lagenweise geschichtet und/oder gewickelt werden, wobei die Metallbleche zumindest teilweise eine Struktur zur Bildung von fur ein Fluid durchströmbare Kanäle haben. Einen solchen Wabenkörper beschreibt beispielsweise die WO 89/07488. Der Wabenkörper dient als Träger eines Katalysators, der die Umsetzung von Komponenten eines Abgases, insbesondere eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, in weniger umweltbelastende Verbindungen begünstigt. Solche Wabenkörper sind hohen mechanischen sowie thermischen Belastungen ausgesetzt. Daneben bestehen Probleme der Korrosion, da die Metallbleche in einer die Korrosion fördernden Atmosphäre ausgesetzt sind. Es ist daher wünschenswert, zur Herstellung eines Wabenkörpers Metallbleche mit hoher Korrosionsbeständigkeit zu verwenden.

Aus der US 5,366,139 ist bekannt, dass die Bleche eines Wabenkörpers mindestens eine Schicht aus Chrom enthaltendem Stahl und mindestens eine im wesentlichen Aluminium enthaltenden Schicht aufweisen. Ein solches beschichtetes Blech wird einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei das Blech weitgehend homogenisiert wird. Unter Homogenisierung des Blechs wird eine Diffusion des Aluminiums in Stahl verstanden, so dass im wesentlichen ein einschichtiges Blech aus Stahl mit Aluminium entsteht.

Durch die EP 0 437 626 Al ist ein metallischer Wabenkörper bekannt, bei dem die Metallbleche mittels eines Lötmaterials miteinander verlötet sind. Das

Lötmaterial ist ein auf Nickel basierendes Material, das im wesentlichen frei von Kohlenstoff und Chrom ist und 4 bis 8 Gew.-% Silizium und 2 bis 4,5 Gew.-% Bor enthält.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, das gattungsgemäße Lötmaterial insbesondere in Hinblick auf die Verwendung von hochaluminiumhaltigen Metallfolien weiter zu entwickeln. Dabei soll ein Verbund von Metallfolien mit einem Lötmaterial angegeben werden, der vorzugsweise als Wabenkörper ausgeführt ist und gegenüber herkömmlichen Wabenkörpern eine noch höhere Lebensdauer aufweist.

Der erfindungsgemäße Verbund weist, neben einem anschießend näher erläuterten Lötmaterial, Metallfolien auf, die einem Aluminiumgehalt von mindestens 6 Gew.-% aufweisen. Ein derartig hoher Aluminiumgehalt stellt eine dauerhafte Korrosionsbeständigkeit sicher, die insbesondere bei der Verwendung eines derartigen Verbundes im Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine erforderlich ist. In diesem Fall wird der Verbund vorzugsweise als Trägerkörper für katalytisch aktive Materialien eingesetzt, die bei Temperaturen des Abgasstromes von bis zu 1000°C eine Umsetzung bewirken und somit den Anteil von Schadstoffen im Abgasstrom deutlich reduzieren. Weiterhin gewährleistet dieser Verbund von der Metallfolien mit dem Lötmaterial eine dauerhafte Anbindung, die insbesondere bei den im Abgassystem auftretenden Druckschwankungen vorteilhaft ist.

Das Lötmaterial zeichnet sich dadurch aus, dass dieses ein auf Nickel basierendes Material ist, das 17 bis 23 Gew.-% Chrom, 5 bis 10 Gew.-% Silizium, 18 bis 20 Gew.-% Eisen und weniger als 0,5 Gew.-% Bor enthält. Das Lötmaterial stellt somit ein Nickelbasislot dar, das neben den aufgeführten Legierungselementen aus Nickel besteht, wobei gegebenenfalls herstellungsbedingte oder schmelzbedingte Verunreinigungen in minimalen Anteilen enthalten sein können.

Beim Lötvorgang treten hohe Temperaturen auf, die zur Bildung einer dichten Aluminiumoxidschicht fuhren, die insbesondere eine Dicke von 0. 001 bis 0,1 um hat. Diese dichte Aluminiumoxidschicht stellt die Korrosionsbeständigkeit der Metallfolien sicher. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass ein Lötmaterial mit den oben genannten Bestandteilen zum Verlöten von hochaluminiumhaltigen Metallfolien geeignet ist, da durch dieses Lötmaterial die Verarmung der Metallfolie an Aluminium im Bereich der Lötstelle im Vergleich zu Lötstellen, die mit herkömmlichem Lötmaterial ausgebildet sind, geringer ist.

Das bedeutet, dass eine Vermengung von Aluminium und dem angegebenen Lötmaterial fast vollständig unterbunden wird und die vorteilhafte Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche der Metallfolien mit einer relativ gleichbleibenden Dicke im Verbund verwirklicht ist.

Bevorzugt ist dabei eine Lötmaterialzusammensetzung, bei der der Eisenanteil bei ca. 20 Gew.-% liegt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass der Boranteil bei 0,1 Gew.-% liegt.

Weiterhin wird vorgeschlagen, das angegebene Lötmaterial beim Verlöten von Metallfolien mit einer Dicke < 40 um einzusetzen. Bei dünneren Metallfolien, insbesondere mit Foliendicken kleiner als 25 um, ist die Korrosionsbeständigkeit von besonderer Bedeutung, wobei aufgrund der oberflächenspezifisch geringeren Wärmekapazität der Metallfolien diese empfindlicher auf Temperaturveränderungen reagieren. Zur Vermeidung von ungewünschten Diffusionsvorgängen des Aluminiums beziehungsweise der Verarmung an Aluminium im Bereich der Lötstelle auch bei derart dünnen Metallfolien hat sich das vorgeschlagene Lötmittel vorteilhaft bewährt Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verbundes sind die Metallfolien lagenweise geschichtet und/oder gewickelt, wobei zumindest teilweise eine Struktur zur Bildung von für ein Fluid durchströmbaren Kanälen gebildet ist, wobei wenigstens ein Teil der Metallfolien mindestens teilweise mittels des

Lötmaterials miteinander verbunden ist. Vorteilhafterweise bilden die Metallfolien einen Wabenkörper, vorzugsweise zur katalytischen Umsetzung von Gasen, insbesondere von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine. Ein solcher Wabenkörper hat verbesserte thermische und mechanische Eigenschaften. Auch die Korrosionsbeständigkeit wird verbessert, so dass der Wabenkörper eine höhere Lebensdauer hat.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Wabenkörpers erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Wabenkörper 1. Der Wabenkörper 1 besteht aus lagenweise geschichteten und gewickelten Metallfolien 2,3. Der Wabenkörper 1 ist aus abwechselnden Lagen glatter und gewellter Metallfolien 2,3 hergestellt.

Der aus lagenweise geschichteten und gewickelten Metallfolien 2,3 hergestellte Wabenkörper 1 weist eine Struktur auf, durch die der Wabenkörper 1 für ein Fluid durchströmbare Kanäle 4 entstehen. Die Blechlagen sind in einem Mantelrohr 5 angeordnet. Die Metallfolien weisen dabei einen hohen Aluminiumgehalt auf, insbesondere einen Al-Gehalt von mindestens 6 Gew.-%.

Die Metallfolien 2,3 sind durch Verlöten miteinander verbunden. Hierzu kann das Lötmaterial in Form eines Pulvers an die zu verbindenden Stellen gebracht werden. Das Lötmaterial kann auch als bandförmiges Material zwischen die Metallfolien 2,3 gelegt werden. Auch das Mantelrohr 5 ist vorzugsweise mit den Metallfolien 2,3 verbunden.