[发明专利]车载SCR封装用铁素体不锈钢的耐腐蚀钝化处理工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及到一种车载SCR封装用铁素体不锈钢的耐腐蚀钝化 处理工艺，该技术应用到汽车尾气的后处理行业。

背景技术：

未来几年内，全球的汽车生产商，特别是美国和欧洲关于汽车氮 氧化物NOx和微粒PM的排放达标方面将强制性地实施一些更严厉 的规格，例如，欧5和欧6排放标准。

在排放法规的压力下，一方面国外的车用重负荷柴油机正不断进 行技术升级和改进，另一方面，选择恰当的后处理技术策略和装备， 例如，SCR(Selective Catalytic Reduction)催化转化还原技术，DPF (Diesel Particulate Filter)颗粒捕捉器，DOC(Diesel Oxidation Catalyst)氧化型催化器等。

SCR技术的本质是利用尿素在高温下分解出NH₃，作为还原剂的 NH₃和发动机排气中的NO_x在催化剂和温度的综合作用下进行反应， 理想工况下生成无毒的N₂和H₂O，从而达到净化的目的。

SCR技术具有很多优点，例如，可以在排气温度250～550℃的范 围内具有50～85％的NO_x去除效率，并能有效降低PM的排放水平； SCR能轻松满足欧4和欧5水平，也具有达到欧6水平的潜力；目前达 到欧4的SCR技术，发动机的燃油耗可降低3～6％；SCR催化剂不含 有贵金属，比成本相对较低；SCR对车用燃油的质量，特别是硫含量 不敏感。基于以上分析，SCR后处理技术也最适合中国的车辆状况和 车用燃油状况。

如果2008年在中国推广应用车载SCR后处理技术，必须解决好 尿素还原剂的社会供应、尿素还原剂的剂量控制、尿素还原剂的雾化 喷射、SCR催化剂、氨气泄露量、SCR系统封装所用不锈钢材料选 择和性价比优化等至关重要的技术难点。

上述难点中，系统封装所用不锈钢材料的零件，从发动机的排气 制动阀开始到消音器尾管之间的零件，包括：法兰(4～6个)、排气 直管(2段)、尿素还原剂喷嘴组件(1套)、尿素还原剂混合分散单 元(1套)、排气弯管(2段)、排气挠性管(1段)、尿素还原剂输送 钢管(1套)、排气管路和SCR箱体的连接件(1套)、SCR催化剂的 箱体(3部分)、SCR催化剂的箱体中间支撑隔板(2部分)、SCR催 化剂的壳体(4部分)、SCR催化剂的载体(4部分)、排气消音器尾 管(1部分)、螺栓和螺母若干，等部件。推算系统封装所用不锈钢 材料的价格在每辆车中成本为3000～6000元。系统封装所用不锈钢材 料不仅对车辆成本影响显著，而且面临着尿素还原剂溶液在高温下不 完全分解所产生的化学腐蚀以及发动机排气气氛冷凝物的高温化学 腐蚀问题。腐蚀可以使SCR系统失效，最终导致车辆故障和索赔的 发生。

对国内市场的几种常用不锈钢材料，例如，奥氏体的SUS309和 SUS304，铁素体的441，分别进行尿素还原剂溶液的常规化学腐蚀、 尿素还原剂溶液高温高压水热化学腐蚀试验以及模仿排气管中冷凝 介质的腐蚀试验后发现，即使对最高档和昂贵的奥氏体的SUS309不 锈钢也不能完全满足车载SCR系统封装后的耐化学腐蚀要求。

如何解决车载SCR系统封装材料耐化学腐蚀的问题成为制约 SCR技术在我国推广应用的一个障碍。在反复实践和研究中发现，一 种车载SCR系统封装的铁素体不锈钢材料的表面耐腐蚀钝化处理工 艺，是解决这一问题的有效途径。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种车载SCR封装用铁素体不锈钢的耐 腐蚀钝化处理工艺，其是采用一种化学溶液，在特定的工艺条件下， 使铁素体不锈钢材料的表面上的铁的元素被Al和Cr置换掉，生成耐 多种工况下的化学腐蚀。

本发明的技术方案是这样实现的：一种车载SCR封装用铁素体 不锈钢的耐腐蚀钝化处理工艺，其特征在于：将铁素体不锈钢材料置 于如下的化学处理液中进行耐腐蚀的表面化学钝化处理，其化学处理 液为：磷酸4～10份、硝酸0～0.1份、乙酸0.5～1份、含量为50％wt 的磷酸二氢铝4～6份、硝酸铬0.05～0.1份、硝酸锌0～0.01份、其余 重量为蒸馏水；具体的处理过程为：