JPH02180643A - メタル担体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野］ 本発明は、主として自動車の排気ガス浄化用の触媒担体
として使用されるメタル担体の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、自ｉｌＩ車の排気ガス浄化用の触媒担体として使
用されるメタル担体は、波板的と平板箔とを交互に巾ね
合わせて巻上げて形成したハニカム形状体と、該ハニカ
ム形状体を収納する外筒とで構成されている。このハニ
カム形状体に使用される基材は、耐高温酸化性を有する
高アルミニウム含有量のステンレス鋼材が主として用い
られている。

しかしこの鋼材は薄板ローラ加工による波板的や平板箔
への加工性の制約により鋼材中のアルミニウム含量がｉ
ｏｍ醋％以下という上限があり、高温の排気ガスに晒さ
れる基材として耐高温酸化性を充分満足させることがで
きない（特公昭５８−２３１３８号公報）。

そのため基材のアルミニウム含量を高めて基材の耐熱性
を向上させる工夫がなされている。例えば、アルミニウ
ム箔を鋼材表面にラミネートしたり、アルミニウムメッ
キを施した鋼材を用いてメタル担体を作製する方法が提
案されている。例えば、特開昭６２−２２７４４７号公
報には、鉄台金箔の両面にアルミニウム箔を還元剤を介
して口ル圧着してラミネートされた基材で作製した波板
と平板を用い、ハニカム形状体を形成し外筒に挿入して
ハニカム担体を形成し、その後このハニカム担体を真空
中もしくは還元雰囲気下で３００〜６５０℃で拡散処理
し、次いで大気雰囲気下で８００〜１０００℃に加熱酸
化してハニカム担体の表面をアルミナで覆い耐酸化性を
高めるとともにハニカム形状体と外筒とを拡散接合し、
ハニカム担体の端部の固定工程を要しないメタル担体の
製造方法が開示されている。

［発明が解決しようとづる課題］ Ｗｒ記の鋼材の表面にアルミニウム箭をラミネートした
基材を用いてメタル担体を製造する方法は、鋼材にラミ
ネートしたアルミニウム箭を鋼材への拡散と表面の酸化
物の形成とに使用するため、両前の割合の調整が必ずし
も充分におこなうことができず、基材の耐熱性を予期し
たほど高めることができない。すなわち、基材中に拡散
させたアルミニウムが表面の酸化物形成時に表面へ再拡
散するため基材中のアルミニウムの量が必ずしも高くな
っていないという問題点がある。

また、ｍ材の表面にアルミニウム合金をメッキしてハニ
カム形状体を形成した後に拡散処理をおこなう場合は、
通常、メッキ層の表面部に酸化物が生成しているためハ
ニカム形状体の形状固定するろう材を接合部分に均一に
塗布することができず、ハニカム形状体の接合が不十分
となりやすく使用時に変形したり破損丈ることがある。

またメッキを施された鋼材を加熱拡散処理すると、アル
ミニウムが鋼材内部に拡散するため基材の寸法が縮小す
る（第５因参照）。そのためハニカム形状に成形した後
で拡散接合処理をおこなうと接合する部位に隙間が生じ
やすく、ろう付けによるハニカム形状体の固定が不十分
となりやすい。

本発明は、前記の問題点を解決してろう材による接合固
定が容易な基材を使用して耐高温酸化性を有するメタル
担体の製造方法を確立することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のメタル担体の製造方法は、表面にアルミニウム
合金メッキが施されたメタル担体形成用塞材を、真空度
１Ｘ１０−３工ｏｒｒ以下、温度９００〜１３００℃の
条件で少なくとも２０分以上加熱してメッキ層を該基材
中に均一拡散処理する拡散処理工程と、該拡散処理が施
された基材を用いて波板と平板とに成形し、該波板と平
板を頃ねてロール状に巻上げハニカム形状に成形した後
ろう材を塗布してろう付接合する成形工程とからなる。

本発明に用いる基材は、表面にアルミニウム合金のメッ
キを施した金属箔が使用される。そしてまずこの基材を
高温加熱処理による拡散処理工程でメッキ層成分が基材
内部に均一に拡散されて基材を耐高温酸化性に改質する
。この拡散処理を受けた基材は、成形工程で波板および
平板に成形される。そしてこの波板と平板とを重ねてロ
ール状に巻上げハニカム形状体に成形し外筒に収納され
てメタル担体とされる。その後ろう材を塗布し、ろう付
接合され一体構造とされる。

このメタル担体は、さらにアルミナ担持層を形成し次い
で負金属触媒をアルミナ担持層に担持させて排気ガス浄
化用触媒が形成される。

本発明の特徴は、前記基材の表面のアルミニウムメッキ
層を特定の条件の拡散処理工程をおこなうことにある。

すなわち、この条件は温度が９００〜１３００℃の範囲
で真空度が１ｘ１０−３１−ｏｒｒ以下の減圧で２０分
間以上おこなうことにある。この処理により基材の表面
には新たに酸化物を形成することなく基材内部にアルミ
ニウム合金が拡散するとともに基材に含まれる０ｒ−Ａ
λ等を蒸発させて除去することができる。さらに驚くべ
きことに、Ｃｒ−Ａ４等の蒸発にともない基材表面に形
成されている酸化物膜が除去されて基材の表面が清浄化
でき、ろう付けを確実にすることができる。

拡散処理の温度を９００〜１３００℃の範囲にするのは
、アルミニウムの拡散を充分におこなうためである。温
度が９００℃未満であるとアルミニウムの拡散が充分お
こなはれないので好ましくない。また１３００℃を超え
ると基材の一部が溶融する場合が有り好ましくない。雰
囲気を真空度１０″−３Ｔｏｒｒ以下の減圧下でおこな
うのは、表面に付着している揮発性物質を除去して、表
面を清浄にするとともに酸素圧を下げて表面での酸化物
の形成を抑ｉ１　するためである。また、処理時間が２
０分以上であることは、アルミニウムの拡散を充分おこ
なうとともに基材中の０ｒ−Ａλ等を蒸発させるととも
に表面の酸化物を除去するためである。処理時間が２０
分以下であると表面の酸化物を除去して表面の浄化が期
待できない。

得られる基材は、ろう材に対づる濡れ性が改善されてろ
う材の塗布が容易となりろう付けを確実にＪ３こなうこ
とができる。

成形工程では拡散処理をされた基材を波板と平板とに加
工し、重ねてロール状に巻上げハニカム形状体に成形す
る。その模ろう材を塗布し加熱によりろう付けをおこな
い、ハニカム形状体を接合固定してメタル担体とする。

［作用］ 本発明のメタル担体の製造方法によれば、アルミニウム
合金のメッキ層を有する基材を前記の特定条件で拡散処
理をおこなった基材を使用するため、成形されたハニカ
ム形状体の表面特性が改善されろう材への濡れ性が良く
なりろう付けの確実性を高めることができる。また、拡
散処理した後で成形するため成形後に拡散処理する場合
に比べて強固なメタル担体が形成できる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

使用する基材は、板厚が５０μｍのフェライトステンレ
ス鋼材前であり、その表面に２〜５μｍのアルミニウム
合金〈アルミニウムとシリコンとの合金）のメッキ層が
形成されている。第１図にこの基材の模式断面図を示す
。この基材９は表面がメッキ層１０で被覆されており、
そのメッキ層１０の上面は大気中に晒されているためで
酸化されて酸化アルミニウムの被膜１１が形成されてい
る。

拡散処理工程は、この基材９を真空加熱炉にいれ、真空
度ｌＸ１０−４以下に保って１０００℃で２０分間加熱
した。

前記の拡散処理条件で処理されると第２図に示すように
基材９は、アルミニウム合金のメッキ層１０が基材９の
内部に均一に拡散して消失する。

そして基材９の表面には酸化物被膜１１が残るが処理時
間が２０分以上になるとこの酸化物被膜１１も消失する
。すなわち基材９中のＣｒ−Ａ１等が蒸発する際に酸化
物被膜１１も同時に飛散除去されているものと考えられ
る。

第３図にこの拡散処理をおこなった後の基材の表面にろ
う材を付着させた時のろう材の濡れ状態を示す。この溶
融ろう拐は基材に馴染んで表面張力により球状にならず
平面状に濡れていることにより前記の考えの正当性を示
している。一方比較としてこの拡散処理をおこなわなか
った場合は、第４図に示ず様に基材の表面は、ろう材に
対して親和性を示さず、ろう材は高い表面張力により球
状になっている。したがって、ろう付は性を向上させる
には、本発明の拡散処理が有効であることを示している
。

ざらに比較として第５図に示す様に拡散処理工程をハニ
カム形状体を形成した後でおこなうと、アルミニウム合
金層が基材内部に拡散され斜材寸法がアルミニウム合金
層分だけ縮小する。その結果、ハニカム形状体は接合部
位に間隙が生ずる。

そのため得られるメタル担体は、使用時に破損や変形が
おきやすい。なお、拡散処理は、波板や平板に成形した
後でも可能である。

成形工程は、拡散処理された前記の基材を波板と平板に
成形し、重ね合わＶてロール状に巻上げてハニカム形状
体とし、その後ろう材を塗布し１２００℃に加熱してろ
う付けをおこなう。なお、このろう付けの加熱は、ハニ
カム形状体を収納容器の外筒に挿入した後おこなうこと
もできる。

得られたメタル担体は耐高温酸化性を有し排気ガス浄化
用の担体として有用である。このメタル担体は、アルミ
ナの担持層を形成しアルミナ担持層に員金属触媒を担持
して排気ガス浄化触媒どして用いられる。

［効果］ 本発明のメタル担体の製造方法によれば、予めｌＦ［の
アルミニウム合金メッキ層の拡散処理を特定の条件でお
こなうことにより基材の表面が清浄となり、ろう材の塗
布およびろう付けが容易となる。

この基材に用いる鋼材はアルミニウムの含量が増加する
と通常薄板ローラ成形による箔状化が困難となる。しか
し本発圓では、アルミニウム含量の少ない鋼材箔にアル
ミニウム合金をメッキした幕月を用い、拡散処理により
アルミニウムを鋼材箔内部に拡散させてアルミニウムの
含量を高めるので、成形上の問題を解消してアルミニウ
ム含量の多い耐高温酸化性の優れた基材とすることがで
きる。したがって耐高温酸化性の優れｌＣハニカム形状
体を製造することができる。

ざらにこの拡散ｒＢ理により基材表面に存在する酸化物
被膜を除去できるので、表面清浄化工程としてワイヤー
ブラッシ、ヤスリなどによる除去が不用となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例で用いる基材の断面模式図であり、第
２図は第１図の基材を拡散処理をおこなった時の断面模
式図であり、第３図はろう材と基材との接触面の拡大図
であり、第４図は拡散処理をおこなわない基材とろう祠
との接触面の拡大図であり、第５図はハニカム形状体を
拡散処理した模の縮小状況を示す模式図である。 ９・・・基材 １０・・・アルミニウム合金のメッキ層１１・・・酸化
物被膜 特許出願人　　　トヨタ自ｖＪＩ１１株式会社代理人　
　　　弁理士　大川　　宏 手　　続　　補　　正　　書　　（方　　式）特許庁長
官　古　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第３３３９１４号 ２、発明の名称 メタル担体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 愛知県豊田市トヨタ町１１ｔ地 （３２０）ｌ−ヨタ自動車株式会社 代表者　佐々木　紫　部 ４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区名駅３丁目３番の４見上
ビル（電話（０５２１５８３−９７２０１６６補正の対
象 図面の第３図、第４図 ７、補正の内容 図面の第３図と第４図を別紙のように補正する。 （なお、この補正は第３図と第４図を写真で提出したた
め、図面に差替えるもので内容に変更はありません。） ８、添付１類の目録 （１）図　面　　　　　　　１通 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にアルミニウム合金メッキが施されたメタル
   担体形成用基材を、真空度１×１０＾−＾３Ｔｏｒｒ以
   下、温度９００〜１３００℃の条件で少なくとも２０分
   以上加熱してメッキ層を該基材中に均一拡散処理する拡
   散工程と、 該拡散処理が施された基材を波板と平板とに成形し、該
   波板と平板を重ねてロール状に巻上げハニカム形状に成
   形した後ろう材を塗布してろう付接合によりハニカム形
   状体とする成形工程とからなるメタル担体の製造方法。