JPH0350199A - Ｆｅ‐Ｃｒ‐Ａｌ系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生成方法 - Google Patents
Ｆｅ‐Ｃｒ‐Ａｌ系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生成方法Info
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- JPH0350199A JPH0350199A JP1184767A JP18476789A JPH0350199A JP H0350199 A JPH0350199 A JP H0350199A JP 1184767 A JP1184767 A JP 1184767A JP 18476789 A JP18476789 A JP 18476789A JP H0350199 A JPH0350199 A JP H0350199A
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- ferritic stainless
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- alumina whiskers
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
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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。
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、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステンレス
渭表面にアルミナウィスカーを生成する方法に関し、特
に自動車排ガス触媒コンバータ用のメタルハニカム用材
料として、或いはその他多くの触媒装置用材料として用
いられる場合に、それらの材料の表面層にアルミナウィ
スカーを生成する方法に関する。
渭表面にアルミナウィスカーを生成する方法に関し、特
に自動車排ガス触媒コンバータ用のメタルハニカム用材
料として、或いはその他多くの触媒装置用材料として用
いられる場合に、それらの材料の表面層にアルミナウィ
スカーを生成する方法に関する。
（従来の技術）
従来、自動車排ガス浄化用触媒コンバータとしてはセラ
ミックス製ハニカムにγ−アルミナ粒子を触媒担体とし
てコーティングした後、Ｐｔ、などの触媒をつけたもの
が用いられている。このセラミックス製ハニカムを耐高
温酸化性に優れるステンレス鋼箔で製造すると触媒の支
持体が金属であるため、熱伝導性、強靭性の面でセラミ
ックス支持体に勝り、触媒性能、エンジン性能の向上な
どを図ることができる。
ミックス製ハニカムにγ−アルミナ粒子を触媒担体とし
てコーティングした後、Ｐｔ、などの触媒をつけたもの
が用いられている。このセラミックス製ハニカムを耐高
温酸化性に優れるステンレス鋼箔で製造すると触媒の支
持体が金属であるため、熱伝導性、強靭性の面でセラミ
ックス支持体に勝り、触媒性能、エンジン性能の向上な
どを図ることができる。
しかしながら、ステンレス鋼箔へ直接γ−アルミナ触媒
担体をつけた場合、使用中の温度変化や機械的震動によ
り触媒担体が剥離する欠点がある。
担体をつけた場合、使用中の温度変化や機械的震動によ
り触媒担体が剥離する欠点がある。
この欠点を克服する方法としてステンレス鋼箔の表面に
アルミナウィスカーを設け、これにγ−アルミナ触媒担
体をつけて触媒担体の耐剥離性を向上させている。
アルミナウィスカーを設け、これにγ−アルミナ触媒担
体をつけて触媒担体の耐剥離性を向上させている。
アルミナウィスカーを生成させる方法としては種々の方
法が提案されている。例えば、特開昭５７−７１８９８
号では、冷間圧延されたＡｌ含有フェライトステンレス
鋼箔を酸素分圧０，７５Ｔｏｒｒ以下の低酸素雰囲気中
で８７５〜９２５℃で約１分間加熱した後、空気中で８
７０〜９３０℃間の温度域で長時間加熱して、表面にア
ルミナウィスカーを成長させている。この方法によれば
、雰囲気を制御できる連続酸化炉が必要であるが、均一
な雰囲気を得るのが困難であり、又、そのような装置は
高価になるという欠点があった。
法が提案されている。例えば、特開昭５７−７１８９８
号では、冷間圧延されたＡｌ含有フェライトステンレス
鋼箔を酸素分圧０，７５Ｔｏｒｒ以下の低酸素雰囲気中
で８７５〜９２５℃で約１分間加熱した後、空気中で８
７０〜９３０℃間の温度域で長時間加熱して、表面にア
ルミナウィスカーを成長させている。この方法によれば
、雰囲気を制御できる連続酸化炉が必要であるが、均一
な雰囲気を得るのが困難であり、又、そのような装置は
高価になるという欠点があった。
又、特開昭６２−１４９８６２号はＡｌ含有フェライト
ステンレス鋼材にブラスト処理を行なった後高温で酸化
させアルミナウィスカーを生成させている。
ステンレス鋼材にブラスト処理を行なった後高温で酸化
させアルミナウィスカーを生成させている。
同様に、特願昭６２−２９９７１０号ではブラスト処理
の代りにワイヤーブラシで研磨した後高温で酸化させア
ルミナウィスカーを生成させているが、いずれも十分と
は云えない。
の代りにワイヤーブラシで研磨した後高温で酸化させア
ルミナウィスカーを生成させているが、いずれも十分と
は云えない。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、以上の如き酸化前処理を行なうことなく、Ａ
ｌ含有フェライトステンレス鋼表面にアルミナウィスカ
ーを生成させる方法を提供することを目的とする。
ｌ含有フェライトステンレス鋼表面にアルミナウィスカ
ーを生成させる方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、少なくとも表面に１０〜３０％Ｃｒ、６〜２
０％Ａｌを有するＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステ
ンレス鋼を大気雰囲気４００〜６００℃で加熱して該表
面にＯ−Ａ Ｑ 、Ｏ，を形成し、その後、８５０〜９
７５℃に加熱することを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ
系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生
成方法である。
０％Ａｌを有するＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステ
ンレス鋼を大気雰囲気４００〜６００℃で加熱して該表
面にＯ−Ａ Ｑ 、Ｏ，を形成し、その後、８５０〜９
７５℃に加熱することを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ
系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生
成方法である。
即ち、本発明は冷間圧延状態のＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フ
ェライトステンレス鋼に大気雰囲気中で２段熱処理を行
なって、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステンレス鋼
表面にアルミナウィスカーを生成させるのである。
ェライトステンレス鋼に大気雰囲気中で２段熱処理を行
なって、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステンレス鋼
表面にアルミナウィスカーを生成させるのである。
本発明で使用するＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステ
ンレス鋼とは、少なくとも表面に１０〜３０％Ｃｒ、６
〜２０％Ａ Ｑを有するＦｅ基材料である。本発明にか
かるアルミナウィスカーの生成は、専らその表面にのみ
生成する現象であるので、使用するフェライト系ステン
レス鋼は、ｉ含有フェライト系ステンレス鋼でも、Ａｌ
を含有しないフェライト系ステンレス鋼でも、何れでも
良いが、少なくとも表面が１０〜３０％Ｃｒ、６〜２０
％Ａｌを有するＦｅ基材料であることを要する。１０〜
３０％Ｃｒとしたのは１０％未満では使用上、十分な耐
食性、耐酸化性が得られず、又３０％を超えると脆化が
著しくなるためである。６〜２０％Ａｌとしたのは、６
％未満では表面に均一にθ−アルミナを生成させるには
不十分であって、表面に均一にθ−Ａ Ｑ 、Ｏ，を形
成するには６％以上の量が必要であり、２０％以下とし
たのは、２０％を超えてもウィスカー生成に関しては顕
著な向上効果がないためである。
ンレス鋼とは、少なくとも表面に１０〜３０％Ｃｒ、６
〜２０％Ａ Ｑを有するＦｅ基材料である。本発明にか
かるアルミナウィスカーの生成は、専らその表面にのみ
生成する現象であるので、使用するフェライト系ステン
レス鋼は、ｉ含有フェライト系ステンレス鋼でも、Ａｌ
を含有しないフェライト系ステンレス鋼でも、何れでも
良いが、少なくとも表面が１０〜３０％Ｃｒ、６〜２０
％Ａｌを有するＦｅ基材料であることを要する。１０〜
３０％Ｃｒとしたのは１０％未満では使用上、十分な耐
食性、耐酸化性が得られず、又３０％を超えると脆化が
著しくなるためである。６〜２０％Ａｌとしたのは、６
％未満では表面に均一にθ−アルミナを生成させるには
不十分であって、表面に均一にθ−Ａ Ｑ 、Ｏ，を形
成するには６％以上の量が必要であり、２０％以下とし
たのは、２０％を超えてもウィスカー生成に関しては顕
著な向上効果がないためである。
本発明で使用するＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステ
ンレス鋼としては、溶製法、粉末冶金法、表面処理法な
ど何れの方法によって製造したものでもよい。ただ、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ合金においてＡ Ｑ 濃度が高くなる
ほど脆化するため、溶製法での製造は困難になるが、粉
末冶金法、表面処理法は有利である。
ンレス鋼としては、溶製法、粉末冶金法、表面処理法な
ど何れの方法によって製造したものでもよい。ただ、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ合金においてＡ Ｑ 濃度が高くなる
ほど脆化するため、溶製法での製造は困難になるが、粉
末冶金法、表面処理法は有利である。
本発明において、１段目の熱処理条件を４００〜６００
℃としたのは、４００℃未満ではウィスカー生成に必要
なＡｌ酸化物が形成せず、６００℃以上では大気雰囲気
中の熱処理により短時間でも表面がＣｒの酸化物で覆わ
れてしまい、何れにしてもウィスカーが生成しないため
である。１段目の熱処理の加熱時間としては、通常、３
０秒〜１００分程度でよい。
℃としたのは、４００℃未満ではウィスカー生成に必要
なＡｌ酸化物が形成せず、６００℃以上では大気雰囲気
中の熱処理により短時間でも表面がＣｒの酸化物で覆わ
れてしまい、何れにしてもウィスカーが生成しないため
である。１段目の熱処理の加熱時間としては、通常、３
０秒〜１００分程度でよい。
続けて実施する２段目の熱処理条件として８５０〜９７
５℃としたのは、８５０℃未満では高アスペクト比のウ
ィスカー生成が認められず、又、９７５℃を超えるとブ
レーンな酸化表面を呈し、ウィスカー生成が認められな
い。熱処理時間としては４時間以上が適当である。
５℃としたのは、８５０℃未満では高アスペクト比のウ
ィスカー生成が認められず、又、９７５℃を超えるとブ
レーンな酸化表面を呈し、ウィスカー生成が認められな
い。熱処理時間としては４時間以上が適当である。
（作用）
本発明者等は、アルミナウィスカーの生成について種々
の実験を行なった結果、ウィスカーを生成させるために
は、先ず、材料表面全体にθ−Ａｌ□０．皮膜を作成し
たおくことが必要であるとの知見を得た。これをもとに
検討した結果、４００℃未満では雰囲気に関係なく、δ
−ｉ、Ｏ，となリウィスカー生成には寄与せず、６００
℃を超える温度では組成比の多いＦｅ、 Ｃｒの酸化物
で覆われてしまい、全面にウィスカーを生成させること
ができないことを確認した。そして、４００〜６００℃
では熱力学の生成自由エネルギーの低いθ−Ａ Ｑ 、
Ｏ，が大気雰囲気中でも優先的に生成する。このことは
、第１図に示したＸ線回折結果より理解できる。即ち第
１図はＦｅ−１５％Ｃｒ−９％Ａｌについて、第１段熱
処理として５００℃で１分間熱処理を行なった表面の薄
膜Ｘ線回折結果を示したものであるが、この第１図より
もＡα、帆が生成していることがわかる。２段目の熱処
理では材料表面全体に生成したｅ−Ａｌ、Ｏ。
の実験を行なった結果、ウィスカーを生成させるために
は、先ず、材料表面全体にθ−Ａｌ□０．皮膜を作成し
たおくことが必要であるとの知見を得た。これをもとに
検討した結果、４００℃未満では雰囲気に関係なく、δ
−ｉ、Ｏ，となリウィスカー生成には寄与せず、６００
℃を超える温度では組成比の多いＦｅ、 Ｃｒの酸化物
で覆われてしまい、全面にウィスカーを生成させること
ができないことを確認した。そして、４００〜６００℃
では熱力学の生成自由エネルギーの低いθ−Ａ Ｑ 、
Ｏ，が大気雰囲気中でも優先的に生成する。このことは
、第１図に示したＸ線回折結果より理解できる。即ち第
１図はＦｅ−１５％Ｃｒ−９％Ａｌについて、第１段熱
処理として５００℃で１分間熱処理を行なった表面の薄
膜Ｘ線回折結果を示したものであるが、この第１図より
もＡα、帆が生成していることがわかる。２段目の熱処
理では材料表面全体に生成したｅ−Ａｌ、Ｏ。
は、ある方位に優先的に成長するが、この方位は格子欠
陥が伝わる拡散であり、温度依存性が強い。
陥が伝わる拡散であり、温度依存性が強い。
ところが、この方位に垂直の方位は、格子内拡数のため
温度依存性が弱い。そのため、温度を下げていくとウィ
スカーのアスペクト比が低くなってしまう。また、９７
５℃以上ではα−Ａ［、Ｏ，が安定となり、これはウィ
スカーの形態をとらない。
温度依存性が弱い。そのため、温度を下げていくとウィ
スカーのアスペクト比が低くなってしまう。また、９７
５℃以上ではα−Ａ［、Ｏ，が安定となり、これはウィ
スカーの形態をとらない。
実施例
使用した材料は、粉末冶金法で製造したＦｅ−１５％Ｃ
ｒ−９％Ａ Ｑ 、 Ｆｅ−２０％Ｃｒ−”１．５％ｌ
ｉ、Ｆｅ−２３％Ｃｒ−１２％１の３種類である。粉末
冶金法としては、Ｆｅ粉、Ｃｒ粉、Ａα粉をＶ型ミキサ
ーにて混合し、その後双ロル間に挿入して０．５ｍｍに
粉末圧延し、焼結、冷間圧延を経て最終０．２ｍｍの板
を製造する方法を採用した。
ｒ−９％Ａ Ｑ 、 Ｆｅ−２０％Ｃｒ−”１．５％ｌ
ｉ、Ｆｅ−２３％Ｃｒ−１２％１の３種類である。粉末
冶金法としては、Ｆｅ粉、Ｃｒ粉、Ａα粉をＶ型ミキサ
ーにて混合し、その後双ロル間に挿入して０．５ｍｍに
粉末圧延し、焼結、冷間圧延を経て最終０．２ｍｍの板
を製造する方法を採用した。
そして、先ず、第１段加熱を行なった。即ち、これらの
材料を、３００〜１０００℃の範囲で１００℃ごとに１
分間大気加熱を行なった。
材料を、３００〜１０００℃の範囲で１００℃ごとに１
分間大気加熱を行なった。
その後、第２段加熱として、９００ ’Ｃ１１６時間の
大気熱処理を行なった。
大気熱処理を行なった。
これら２段階の加熱処理を行なった金属表面のウィスカ
ー生成の結果を、第２図の写真を基準として判定した。
ー生成の結果を、第２図の写真を基準として判定した。
第２図（ａ）は、Ｆｅ−１５％Ｃｒ−９％Ａｌについて
第１段熱処理を５００℃で１分間行ない、次いで９００
’Ｃ１１６時間の大気熱処理の第２段加熱を行なった
場合のＡｌ、０．ウィスカーの生成状態を示したもので
ある。
第１段熱処理を５００℃で１分間行ない、次いで９００
’Ｃ１１６時間の大気熱処理の第２段加熱を行なった
場合のＡｌ、０．ウィスカーの生成状態を示したもので
ある。
このように材料表面に均一にウィスカーが生成した状態
を○とした。
を○とした。
第２図（ｂ）は、同一材料について、第１段熱処理を３
００℃で１分間行ない、次いで上記の第２段加熱を行な
った場合のＡ Ｑ 、Ｏ，ウィスカーの生成状態を示し
たものである。このようにウィスカーの形状がブレード
状であるか又は材料表面にウィスカーが均一に生成しな
い状態を△とした。
００℃で１分間行ない、次いで上記の第２段加熱を行な
った場合のＡ Ｑ 、Ｏ，ウィスカーの生成状態を示し
たものである。このようにウィスカーの形状がブレード
状であるか又は材料表面にウィスカーが均一に生成しな
い状態を△とした。
第２図（ｃ）は、同一材料について第１段熱処理を１０
００℃で１分間行ない、次いで上記の第２段加熱を行な
った場合のＡ Ｑ 、Ｏ，ウィスカーの生成状態を示し
たものである。このように材料表面にウィスカーの生成
が認められない状態を×とした。
００℃で１分間行ない、次いで上記の第２段加熱を行な
った場合のＡ Ｑ 、Ｏ，ウィスカーの生成状態を示し
たものである。このように材料表面にウィスカーの生成
が認められない状態を×とした。
以上の写真を基準として判定した結果を第１表に示した
。
。
（以下余白）
第１表
３００ △ △
△４００ ０ ０
０５００ ０ ０
０６００ ０ ０ ０７
００ △ △
△８００ △ △
△９００ △ △
△１０００ Ｘ
Ｘ Ｘ第１表に示し
たように、何れの材料の場合も、大気雰囲気で４００〜
６００℃加熱し、その後９００ ’Ｃで加熱することに
より、ウィスカー生成が確認できた。
△４００ ０ ０
０５００ ０ ０
０６００ ０ ０ ０７
００ △ △
△８００ △ △
△９００ △ △
△１０００ Ｘ
Ｘ Ｘ第１表に示し
たように、何れの材料の場合も、大気雰囲気で４００〜
６００℃加熱し、その後９００ ’Ｃで加熱することに
より、ウィスカー生成が確認できた。
（発明の効果）
以上より本発明は、少なくとも１０〜３０％Ｃｒ、 １
０〜３０％Ａ２を有するＦｅ−（１：ｒ−Ａ Ｑ系フェ
ライトステンレス鋼を大気雰囲気４００〜６００℃で加
熱し、その後８５０〜９７５℃に加熱することにより、
特別な前処理を行なうことなく該材料表面にアルミナウ
ィスカーを生成させることができる。
０〜３０％Ａ２を有するＦｅ−（１：ｒ−Ａ Ｑ系フェ
ライトステンレス鋼を大気雰囲気４００〜６００℃で加
熱し、その後８５０〜９７５℃に加熱することにより、
特別な前処理を行なうことなく該材料表面にアルミナウ
ィスカーを生成させることができる。
第１図は、第１段熱処理を行なったＦｅ−１５％Ｃｒ−
９％Ａｌ系フェラフエライトステンレス鋼薄膜Ｘ線回折
結果を示す図であり、第２図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）
は、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステ
ンレス鋼表面に生成した酸化物ウィスカーの生成状態を
示す表面走査型電子顕微鏡写真である。
９％Ａｌ系フェラフエライトステンレス鋼薄膜Ｘ線回折
結果を示す図であり、第２図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）
は、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライトステ
ンレス鋼表面に生成した酸化物ウィスカーの生成状態を
示す表面走査型電子顕微鏡写真である。
Claims (2)
- １．少なくとも表面に１０〜３０％Ｃｒ、６〜２０％Ａ
ｌを有するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス鋼
を大気雰囲気４００〜６００℃で加熱して該表面にθ−
Ａｌ＿２Ｏ＿３を形成し、その後、８５０〜９７５℃に
加熱することを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライ
トステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生成方法。 - ２．Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス鋼として
溶製法、粉末冶金法、表面処理法による製造材を含む請
求項第１項記載のアルミナウィスカー生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184767A JPH0350199A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Ｆｅ‐Ｃｒ‐Ａｌ系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184767A JPH0350199A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Ｆｅ‐Ｃｒ‐Ａｌ系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350199A true JPH0350199A (ja) | 1991-03-04 |
| JPH0513913B2 JPH0513913B2 (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16158969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1184767A Granted JPH0350199A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Ｆｅ‐Ｃｒ‐Ａｌ系フェライトステンレス鋼表面のアルミナウィスカー生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0350199A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005248191A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐焼き付き性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| JP2005248190A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐焼き付き性に優れた自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| CN106164315A (zh) * | 2014-04-08 | 2016-11-23 | 杰富意钢铁株式会社 | 铁素体系不锈钢箔及其制造方法 |
| JP2018062711A (ja) * | 2017-11-20 | 2018-04-19 | 株式会社クボタ | アルミナバリア層を有する鋳造製品の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP1184767A patent/JPH0350199A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005248191A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐焼き付き性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| JP2005248190A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐焼き付き性に優れた自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| CN106164315A (zh) * | 2014-04-08 | 2016-11-23 | 杰富意钢铁株式会社 | 铁素体系不锈钢箔及其制造方法 |
| KR20160142371A (ko) | 2014-04-08 | 2016-12-12 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 페라이트계 스테인리스박 및 그의 제조 방법 |
| US10227674B2 (en) | 2014-04-08 | 2019-03-12 | Jfe Steel Corporation | Ferritic stainless steel foil and method for producing the same |
| JP2018062711A (ja) * | 2017-11-20 | 2018-04-19 | 株式会社クボタ | アルミナバリア層を有する鋳造製品の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513913B2 (ja) | 1993-02-23 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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