JPH08215579A - 触媒装置用メタル担体の製造方法 - Google Patents
触媒装置用メタル担体の製造方法Info
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- JPH08215579A JPH08215579A JP7026683A JP2668395A JPH08215579A JP H08215579 A JPH08215579 A JP H08215579A JP 7026683 A JP7026683 A JP 7026683A JP 2668395 A JP2668395 A JP 2668395A JP H08215579 A JPH08215579 A JP H08215579A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はＡｌを含有するＦｅ系ステンレスの
薄板をＮｉ基のろう材で接合した触媒装置用メタル担体
において、ろう付け影響部の深さを制御して熱応力によ
る板材の亀裂を防止し、板材の耐酸化性を損なわない、
安定したハニカム体の製造方法を提供する。 【構成】 高真空炉の中の板材を加熱し、ろう材の固相
線温度ｃm より約５０℃低い予熱温度ｃ1 において所定
の予熱時間Ｔ1 （１０〜１２０分）炉内温度を保持し
て、炉内の外側部温度（実線）と中心部温度（破線）と
を点Ｐ2 において一致させた後、再び加熱してろう材の
固相線温度ｃm 以上でかつ液相線温度より５０℃高い温
度ｃn 以下に設定した接合温度ｃ3 においてあらかじめ
設定した接合時間Ｔ2 （９０分以下）で接合を行う。加
熱速度は毎分６℃以上、冷却速度は毎分１℃以上とす
る。
薄板をＮｉ基のろう材で接合した触媒装置用メタル担体
において、ろう付け影響部の深さを制御して熱応力によ
る板材の亀裂を防止し、板材の耐酸化性を損なわない、
安定したハニカム体の製造方法を提供する。 【構成】 高真空炉の中の板材を加熱し、ろう材の固相
線温度ｃm より約５０℃低い予熱温度ｃ1 において所定
の予熱時間Ｔ1 （１０〜１２０分）炉内温度を保持し
て、炉内の外側部温度（実線）と中心部温度（破線）と
を点Ｐ2 において一致させた後、再び加熱してろう材の
固相線温度ｃm 以上でかつ液相線温度より５０℃高い温
度ｃn 以下に設定した接合温度ｃ3 においてあらかじめ
設定した接合時間Ｔ2 （９０分以下）で接合を行う。加
熱速度は毎分６℃以上、冷却速度は毎分１℃以上とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メタル
担体の製造方法に関する。
化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メタル
担体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体の製造方法は、厚さ５０μｍないし
１００μｍの薄い金属の平板と波板とを、当接箇所にお
いて通常ろう付けによって一体に接合してハニカム体を
形成する。ろう材にはニッケル基のろう材を用い、平板
及び波板には耐熱性のあるフェライト系ステンレス材が
使用されている。板材のろう付けには高真空炉を使用
し、通常ろう材の液相線温度以上に炉を加熱してろう材
を溶融し、板材の接合部分においてろう付けを行ってい
る。
媒装置用メタル担体の製造方法は、厚さ５０μｍないし
１００μｍの薄い金属の平板と波板とを、当接箇所にお
いて通常ろう付けによって一体に接合してハニカム体を
形成する。ろう材にはニッケル基のろう材を用い、平板
及び波板には耐熱性のあるフェライト系ステンレス材が
使用されている。板材のろう付けには高真空炉を使用
し、通常ろう材の液相線温度以上に炉を加熱してろう材
を溶融し、板材の接合部分においてろう付けを行ってい
る。
【０００３】このようにして形成されたハニカム体のハ
ニカム通路表面に、アルミナなどからなる触媒担持層を
形成し、その触媒担持層に貴金属触媒を担持させて排気
ガスを浄化する触媒装置を形成していた。触媒装置は内
燃機関の排気通路に配設されて、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯx などを浄化している。
ニカム通路表面に、アルミナなどからなる触媒担持層を
形成し、その触媒担持層に貴金属触媒を担持させて排気
ガスを浄化する触媒装置を形成していた。触媒装置は内
燃機関の排気通路に配設されて、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯx などを浄化している。
【０００４】ハニカム体は高温の排気ガスに曝されて膨
張収縮を繰り返し、その熱応力が特にろう付け部に集中
するために、ろう付け部に亀裂が生じて遂にはハニカム
体が脱落することもある。このろう付け部においては、
板材がろう材の溶融温度以上すなわちろう材の液相線温
度を超える温度に加熱されるため、板材の接合箇所に、
図４（Ａ）に示すように、平板３１及び波板３２の全厚
に亘りろう材の液相拡散によるろう付け影響部３４，３
４1 が形成される。
張収縮を繰り返し、その熱応力が特にろう付け部に集中
するために、ろう付け部に亀裂が生じて遂にはハニカム
体が脱落することもある。このろう付け部においては、
板材がろう材の溶融温度以上すなわちろう材の液相線温
度を超える温度に加熱されるため、板材の接合箇所に、
図４（Ａ）に示すように、平板３１及び波板３２の全厚
に亘りろう材の液相拡散によるろう付け影響部３４，３
４1 が形成される。
【０００５】また上述の高温の排気ガスによる板材の膨
張・収縮によって生じる熱応力を緩和するために、図５
（Ａ）の部分断面略図で示すような、平板の一部を２重
にしたハニカム体が開示されており、２枚の平板３１と
３１1 が相互に移動できるようになっている。
張・収縮によって生じる熱応力を緩和するために、図５
（Ａ）の部分断面略図で示すような、平板の一部を２重
にしたハニカム体が開示されており、２枚の平板３１と
３１1 が相互に移動できるようになっている。
【０００６】さらに、高温下におけるハニカム体の板材
の耐酸化性を向上させるために、図４（Ａ）に示すハニ
カム体の板材を形成するフェライト系ステンレス材に、
アルミニウムを含有する材料例えば（Ｆｅ＋２０Ｃｒ＋
５Ａｌ）からなるステンレスが使用されるが、これらの
板材をニッケル基のろう材により接合する場合には、板
材に形成されるろう付け影響部３４，３４1 に、ニッケ
ルとアルミニウムの金属間化合物（Ｎｉ3 Ａｌ）が析出
するために、母材３６，３６1 中に固溶しているアルミ
ニウムが消費され、そのため接合部分の母材３６，３６
1 の中のアルミニウム含有量が減少することが認められ
る。
の耐酸化性を向上させるために、図４（Ａ）に示すハニ
カム体の板材を形成するフェライト系ステンレス材に、
アルミニウムを含有する材料例えば（Ｆｅ＋２０Ｃｒ＋
５Ａｌ）からなるステンレスが使用されるが、これらの
板材をニッケル基のろう材により接合する場合には、板
材に形成されるろう付け影響部３４，３４1 に、ニッケ
ルとアルミニウムの金属間化合物（Ｎｉ3 Ａｌ）が析出
するために、母材３６，３６1 中に固溶しているアルミ
ニウムが消費され、そのため接合部分の母材３６，３６
1 の中のアルミニウム含有量が減少することが認められ
る。
【０００７】上述のろう材の溶融は通常高真空炉内で行
われるため、炉内のハニカム体は輻射熱によって加熱さ
れ、伝導及び対流による加熱は行われない。したがって
熱源に近い炉の外側部分と炉の中心部とでは、加熱温度
に差異が生じる。すなわち図６の温度対時間線図に示す
ように、実線で示す炉外側部分の加熱線ｈ1 の勾配が破
線で示す炉中心部の加熱線ｈ2 の勾配よりも急となって
いる。したがってろう材の接合温度Ｃ5 における接合時
間は、炉外側部分に配置されたハニカム体に対してＴ
4 、炉中心部分に配置されたハニカム体に対してＴ5 と
なって常にＴ4 がＴ5 より長く、そのために炉の外側部
分と中心部分とではろう材の拡散量に差を生じる。その
差は加熱速度を速くしたり、あるいはろう付けの接合時
間の短い場合に特に著しく現れる。
われるため、炉内のハニカム体は輻射熱によって加熱さ
れ、伝導及び対流による加熱は行われない。したがって
熱源に近い炉の外側部分と炉の中心部とでは、加熱温度
に差異が生じる。すなわち図６の温度対時間線図に示す
ように、実線で示す炉外側部分の加熱線ｈ1 の勾配が破
線で示す炉中心部の加熱線ｈ2 の勾配よりも急となって
いる。したがってろう材の接合温度Ｃ5 における接合時
間は、炉外側部分に配置されたハニカム体に対してＴ
4 、炉中心部分に配置されたハニカム体に対してＴ5 と
なって常にＴ4 がＴ5 より長く、そのために炉の外側部
分と中心部分とではろう材の拡散量に差を生じる。その
差は加熱速度を速くしたり、あるいはろう付けの接合時
間の短い場合に特に著しく現れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の触媒装
置用メタル担体の製造方法は、図４（Ａ）に示すよう
に、ろう材の液相拡散により板材３１，３２の全厚に亘
りろう付け影響部３４，３４1 が現れて、その境界線
ａ，ａ1 の前後において図４（Ｂ）に示すように、母材
３６の硬度分布に極端な差異を生じるため、境界線付近
に熱応力が集中して亀裂発生の原因となるという欠点が
あり、熱応力を緩和するための対策としてとられた図５
（Ｂ）に示す平板２重構造においては、２枚目の平板３
１1 にまでろう材が拡散するため、２枚の平板３１，３
１1 の間がすべりにくくなって平板２重構造の利点を生
かすことができないという欠点があり、アルミニウムを
含有するフェライト系ステンレスの板材をニッケル基の
ろう材で接合した接合部分においては、板材の母材中に
固溶しているアルミニウムが金属間化合物（Ｎｉ3 Ａ
ｌ）として消費されるので、板材のアルミニウム含有量
が減って板材が酸化し易くなり、異状酸化の原因となる
という欠点があり、さらに高真空炉を用いてハニカム体
の接合を行う場合に、炉の外側部分と中心部分の温度上
昇に差があるために、炉の外側部分の接合部分と中心部
分の接合部分のそれぞれに形成される上述のろう付け影
響部の大きさ、すなわちろう材の拡散量の大きさに差を
生じて品質が安定しないという欠点がある。
置用メタル担体の製造方法は、図４（Ａ）に示すよう
に、ろう材の液相拡散により板材３１，３２の全厚に亘
りろう付け影響部３４，３４1 が現れて、その境界線
ａ，ａ1 の前後において図４（Ｂ）に示すように、母材
３６の硬度分布に極端な差異を生じるため、境界線付近
に熱応力が集中して亀裂発生の原因となるという欠点が
あり、熱応力を緩和するための対策としてとられた図５
（Ｂ）に示す平板２重構造においては、２枚目の平板３
１1 にまでろう材が拡散するため、２枚の平板３１，３
１1 の間がすべりにくくなって平板２重構造の利点を生
かすことができないという欠点があり、アルミニウムを
含有するフェライト系ステンレスの板材をニッケル基の
ろう材で接合した接合部分においては、板材の母材中に
固溶しているアルミニウムが金属間化合物（Ｎｉ3 Ａ
ｌ）として消費されるので、板材のアルミニウム含有量
が減って板材が酸化し易くなり、異状酸化の原因となる
という欠点があり、さらに高真空炉を用いてハニカム体
の接合を行う場合に、炉の外側部分と中心部分の温度上
昇に差があるために、炉の外側部分の接合部分と中心部
分の接合部分のそれぞれに形成される上述のろう付け影
響部の大きさ、すなわちろう材の拡散量の大きさに差を
生じて品質が安定しないという欠点がある。
【０００９】また炉の加熱速度及び冷却速度を速くする
ほど、またろう付け時間を短くするほどろう材の拡散量
を制限することができるが、これらの方法によれば炉の
外側部分と炉の中心部分の温度差が大となるという欠点
がある。
ほど、またろう付け時間を短くするほどろう材の拡散量
を制限することができるが、これらの方法によれば炉の
外側部分と炉の中心部分の温度差が大となるという欠点
がある。
【００１０】さらに、ろう付け温度をろう材の液相線温
度より低い温度に設定して接合を行う方法がある。この
方法によればろう付け時間を長くとることができるた
め、接合部分におけるろう材の拡散深さを一様にするこ
とができるので品質にムラが生じにくいが、この場合に
はろう材の液相線温度の下ぎりぎりに温度を設定する必
要がある。したがってろう材のロット毎の組成のバラツ
キに起因する僅かの融点の違いによって、拡散量に差異
を生じるという欠点がある。
度より低い温度に設定して接合を行う方法がある。この
方法によればろう付け時間を長くとることができるた
め、接合部分におけるろう材の拡散深さを一様にするこ
とができるので品質にムラが生じにくいが、この場合に
はろう材の液相線温度の下ぎりぎりに温度を設定する必
要がある。したがってろう材のロット毎の組成のバラツ
キに起因する僅かの融点の違いによって、拡散量に差異
を生じるという欠点がある。
【００１１】本発明の目的は、アルミニウムを含有する
フェライト系耐熱合金の板材を、ニッケル基のろう材に
より接合してハニカム体を形成する製造方法において、
接合によるろう付け影響部が板材の全厚に及ばないよう
にして板材の亀裂の発生を防止するとともに、ろう付け
影響部が平板２重構造の機能を損なうことがなく、接合
部分の板材の耐酸化性を失わせる金属間化合物の析出を
極力減少させることができ、かつ真空炉内部の温度をで
きるだけ均一にして、ハニカム体の接合部分の品質を安
定させる、触媒装置用メタル担体の製造方法を提供する
ことにある。
フェライト系耐熱合金の板材を、ニッケル基のろう材に
より接合してハニカム体を形成する製造方法において、
接合によるろう付け影響部が板材の全厚に及ばないよう
にして板材の亀裂の発生を防止するとともに、ろう付け
影響部が平板２重構造の機能を損なうことがなく、接合
部分の板材の耐酸化性を失わせる金属間化合物の析出を
極力減少させることができ、かつ真空炉内部の温度をで
きるだけ均一にして、ハニカム体の接合部分の品質を安
定させる、触媒装置用メタル担体の製造方法を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体の製造方法は、アルミニウムを含有するフェライ
ト系耐熱合金の薄い金属板から所定の形状の平板と波板
を形成し、それらを交互に重ねて相互に当接する部分に
ニッケル基のろう材を介在させ、炉内においてろう材を
溶融させて平板と波板とを接合して多数の網目状通気路
を有するハニカム体を形成した触媒装置用メタル担体の
製造方法において、平板と波板を装入した炉内を加熱し
て、あらかじめ設定した予熱温度において、炉内の温度
分布が均一になるようにあらかじめ設定した予熱時間だ
け加熱し、炉内の温度が均一になった後、炉を再び加熱
して炉の温度をろう材の固相線温度以上でかつ液相線温
度より５０℃高い温度以下に設定した接合温度に保ち、
その接合温度においてあらかじめ設定した接合時間を経
過した後、炉を冷却してハニカム体の接合を行うもので
ある。
ル担体の製造方法は、アルミニウムを含有するフェライ
ト系耐熱合金の薄い金属板から所定の形状の平板と波板
を形成し、それらを交互に重ねて相互に当接する部分に
ニッケル基のろう材を介在させ、炉内においてろう材を
溶融させて平板と波板とを接合して多数の網目状通気路
を有するハニカム体を形成した触媒装置用メタル担体の
製造方法において、平板と波板を装入した炉内を加熱し
て、あらかじめ設定した予熱温度において、炉内の温度
分布が均一になるようにあらかじめ設定した予熱時間だ
け加熱し、炉内の温度が均一になった後、炉を再び加熱
して炉の温度をろう材の固相線温度以上でかつ液相線温
度より５０℃高い温度以下に設定した接合温度に保ち、
その接合温度においてあらかじめ設定した接合時間を経
過した後、炉を冷却してハニカム体の接合を行うもので
ある。
【００１３】上述の予熱温度は、ろう材の固相線温度よ
り約５０℃低い温度に設定し、予熱時間は１０分ないし
１２０分に設定することがのぞましく、また接合時間
は、０分ないし９０分に設定することが望ましい。
り約５０℃低い温度に設定し、予熱時間は１０分ないし
１２０分に設定することがのぞましく、また接合時間
は、０分ないし９０分に設定することが望ましい。
【００１４】さらに前記の製造方法において、ろう材の
母材への拡散深さを母材の板厚未満に抑えるために、接
合する部分に毎分６℃以上の加熱速度と、毎分１℃以上
の冷却速度を与えることが望ましい。
母材への拡散深さを母材の板厚未満に抑えるために、接
合する部分に毎分６℃以上の加熱速度と、毎分１℃以上
の冷却速度を与えることが望ましい。
【００１５】
【作用】ハニカム体を装入した炉を、ろう材の固相線温
度より５０℃低く設定した一定の温度で、１０分ないし
１２０分間予熱することによって、接合時の炉内の温度
が均一となるので、接合部分に形成されるろう付け影響
部の大きさのバラツキを無くすることができ、さらに接
合時のろう材の接合温度をろう材の固相線以上でかつ液
相線温度より５０℃高い温度以下に設定し、かつ接合時
間を９０分以下に設定し、さらに接合温度までの加熱速
度を毎分６℃以上、接合後の冷却速度を毎分１℃以上に
設定することによって、ろう材の拡散深さを母材の板厚
未満の所望の値に抑えることができるとともに、ろう材
の拡散量も制御することができる。
度より５０℃低く設定した一定の温度で、１０分ないし
１２０分間予熱することによって、接合時の炉内の温度
が均一となるので、接合部分に形成されるろう付け影響
部の大きさのバラツキを無くすることができ、さらに接
合時のろう材の接合温度をろう材の固相線以上でかつ液
相線温度より５０℃高い温度以下に設定し、かつ接合時
間を９０分以下に設定し、さらに接合温度までの加熱速
度を毎分６℃以上、接合後の冷却速度を毎分１℃以上に
設定することによって、ろう材の拡散深さを母材の板厚
未満の所望の値に抑えることができるとともに、ろう材
の拡散量も制御することができる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の触媒装置用メタル担体の製造
方法について図面を参照して説明する。図１は本発明の
触媒装置用メタル担体の製造方法の一実施例の、炉内に
おける温度と時間の関係を示す線図、図２（Ａ）は本発
明の製造方法によるハニカム体の接合部分の断面略図、
図２（Ｂ）は図２（Ａ）の平板のＹ−Ｙ1 線上の硬度分
布を示す線図である、図１において、縦軸は温度ｃ、横
軸は時間ｔをあらわし、実線は炉の外側部分、破線は炉
の中心部分の温度対時間の関係をあらわす。それぞれの
線上の点Ｐは、座標（ｃ，ｔ）によってあらわされる。
炉の外側部分の温度対時間の関係をあらわす実線は、第
１段加熱線ｈ0-1 、予熱線ｈ1-2 、第２段加熱線ｈ
2-3 、接合線ｈ3-5 および冷却線ｈ5-7 の各部分よりな
り、時間ｔの経過と共に線上の点Ｐ 0 （ｃ0 ，ｔ0 ），
Ｐ1 （ｃ1 ，ｔ1 ），Ｐ2 （ｃ1 ，ｔ2 ），Ｐ3 （ｃ
3 ，ｔ 3 ），Ｐ5 （ｃ3 ，ｔ5 ），Ｐ7 （ｃ0 ，ｔ7 ）
を通過する。炉の中心部分の温度対時間の関係をあらわ
す破線は、第１段加熱線ｈ0-2 ，第２段加熱線ｈ2-4 ，
接合線ｈ4-6 および冷却線ｈ6-7 の各部分よりなり、時
間ｔの経過と共に線上の点Ｐ0 （ｃ0 ，ｔ0 ），Ｐ2
（ｃ1 ，ｔ2 ），Ｐ4 （ｃ3 ，ｔ4 ），Ｐ6 （ｃ3，ｔ6
），Ｐ7 （ｃ0 ，ｔ7 ）を通過する。
方法について図面を参照して説明する。図１は本発明の
触媒装置用メタル担体の製造方法の一実施例の、炉内に
おける温度と時間の関係を示す線図、図２（Ａ）は本発
明の製造方法によるハニカム体の接合部分の断面略図、
図２（Ｂ）は図２（Ａ）の平板のＹ−Ｙ1 線上の硬度分
布を示す線図である、図１において、縦軸は温度ｃ、横
軸は時間ｔをあらわし、実線は炉の外側部分、破線は炉
の中心部分の温度対時間の関係をあらわす。それぞれの
線上の点Ｐは、座標（ｃ，ｔ）によってあらわされる。
炉の外側部分の温度対時間の関係をあらわす実線は、第
１段加熱線ｈ0-1 、予熱線ｈ1-2 、第２段加熱線ｈ
2-3 、接合線ｈ3-5 および冷却線ｈ5-7 の各部分よりな
り、時間ｔの経過と共に線上の点Ｐ 0 （ｃ0 ，ｔ0 ），
Ｐ1 （ｃ1 ，ｔ1 ），Ｐ2 （ｃ1 ，ｔ2 ），Ｐ3 （ｃ
3 ，ｔ 3 ），Ｐ5 （ｃ3 ，ｔ5 ），Ｐ7 （ｃ0 ，ｔ7 ）
を通過する。炉の中心部分の温度対時間の関係をあらわ
す破線は、第１段加熱線ｈ0-2 ，第２段加熱線ｈ2-4 ，
接合線ｈ4-6 および冷却線ｈ6-7 の各部分よりなり、時
間ｔの経過と共に線上の点Ｐ0 （ｃ0 ，ｔ0 ），Ｐ2
（ｃ1 ，ｔ2 ），Ｐ4 （ｃ3 ，ｔ4 ），Ｐ6 （ｃ3，ｔ6
），Ｐ7 （ｃ0 ，ｔ7 ）を通過する。
【００１７】上述のように炉の外側部分と炉の中心部分
に温度差が生じる理由は、板材のろう付けによる接合部
分の酸化を防ぐために高真空炉を使用するためである。
真空炉においては、炉内に装入されたハニカム体は熱源
からの輻射によって加熱され、伝導及び対流作用は働か
ないため、炉内における温度分布は熱源に近い炉の外側
部分と炉の中心部分との間に差を生じる。すなわち、接
合すべきハニカム体を装入した真空炉内を、Ｐ0 （ｃ
0 ，ｔ0 ）の状態から加熱を行ったとき、炉の外側部分
は輻射により加熱されて、第１段加熱線ｈ0-1 に沿って
上昇するのに対し、炉の中心部分は熱源より遠いために
温度上昇が遅れ、第１段加熱線ｈ0-2 に沿って上昇す
る。
に温度差が生じる理由は、板材のろう付けによる接合部
分の酸化を防ぐために高真空炉を使用するためである。
真空炉においては、炉内に装入されたハニカム体は熱源
からの輻射によって加熱され、伝導及び対流作用は働か
ないため、炉内における温度分布は熱源に近い炉の外側
部分と炉の中心部分との間に差を生じる。すなわち、接
合すべきハニカム体を装入した真空炉内を、Ｐ0 （ｃ
0 ，ｔ0 ）の状態から加熱を行ったとき、炉の外側部分
は輻射により加熱されて、第１段加熱線ｈ0-1 に沿って
上昇するのに対し、炉の中心部分は熱源より遠いために
温度上昇が遅れ、第１段加熱線ｈ0-2 に沿って上昇す
る。
【００１８】このように真空炉においては、炉の外側部
分の温度上昇が炉の中心部分の温度上昇のより早いた
め、本発明の製造方法においては外側部分の温度上昇を
一時抑えて中心部分の温度が上昇するのを待つ方法をと
る。すなわち第１段加熱線ｈ0- 1 上で時間ｔ1 後温度ｃ
1 に達したときの点Ｐ1 において、点Ｐ1 が温度ｃ1 よ
り上昇しないように炉内の加熱を停止または調節して、
炉中心部分の第１段加熱線ｈ0-2 が時間（ｔ2 −ｔ1 ＝
Ｔ1 ）後温度ｃ1 に達して、均一の炉内温度ｃ1になる
ようにする。ここに温度ｃ1 を予熱温度、時間（ｔ2 −
ｔ1 ）を予熱時間Ｔ1 と名づける。予熱温度ｃ1 は、炉
のオーバーシュート（曲線ｈ8 で示す）や熱電対のバラ
ツキを考慮に入れて、ろう材の固相線温度ｃm より通常
約５０℃低く設定する。点Ｐ1 とＰ2 とを結ぶ実線ｈ
1-2 は予熱線であって、予熱時間Ｔ1の間における炉内
の最外側の温度対時間の関係を示している。予熱時間Ｔ
1 の長さは、炉および被加熱物の寸法などの条件によっ
て異なるため実験により設定され、通常１０分ないし１
２０分の値となる。
分の温度上昇が炉の中心部分の温度上昇のより早いた
め、本発明の製造方法においては外側部分の温度上昇を
一時抑えて中心部分の温度が上昇するのを待つ方法をと
る。すなわち第１段加熱線ｈ0- 1 上で時間ｔ1 後温度ｃ
1 に達したときの点Ｐ1 において、点Ｐ1 が温度ｃ1 よ
り上昇しないように炉内の加熱を停止または調節して、
炉中心部分の第１段加熱線ｈ0-2 が時間（ｔ2 −ｔ1 ＝
Ｔ1 ）後温度ｃ1 に達して、均一の炉内温度ｃ1になる
ようにする。ここに温度ｃ1 を予熱温度、時間（ｔ2 −
ｔ1 ）を予熱時間Ｔ1 と名づける。予熱温度ｃ1 は、炉
のオーバーシュート（曲線ｈ8 で示す）や熱電対のバラ
ツキを考慮に入れて、ろう材の固相線温度ｃm より通常
約５０℃低く設定する。点Ｐ1 とＰ2 とを結ぶ実線ｈ
1-2 は予熱線であって、予熱時間Ｔ1の間における炉内
の最外側の温度対時間の関係を示している。予熱時間Ｔ
1 の長さは、炉および被加熱物の寸法などの条件によっ
て異なるため実験により設定され、通常１０分ないし１
２０分の値となる。
【００１９】炉の外側部分と中心部分の温度が均一とな
った時点Ｐ2 において、炉内を再び加熱すれば、第２段
加熱線ｈ2-3 およびｈ2-4 に示すように、炉の外側部分
と中心部分とはさほど大きな時間差（ｔ4 −ｔ3 ）を生
ぜずに、ろう材の接合温度ｃ 3 線上の点Ｐ3 とＰ4 に到
達することができる。接合温度ｃ3 はろう材の固相線温
度ｃm より高くかつ液相線温度＋５０℃の温度ｃn より
低く設定する。
った時点Ｐ2 において、炉内を再び加熱すれば、第２段
加熱線ｈ2-3 およびｈ2-4 に示すように、炉の外側部分
と中心部分とはさほど大きな時間差（ｔ4 −ｔ3 ）を生
ぜずに、ろう材の接合温度ｃ 3 線上の点Ｐ3 とＰ4 に到
達することができる。接合温度ｃ3 はろう材の固相線温
度ｃm より高くかつ液相線温度＋５０℃の温度ｃn より
低く設定する。
【００２０】前述の第１段加熱線ｈ0-1 および第２段加
熱線ｈ2-3 で示される温度対時間の関係においては、ろ
う材の母材への拡散深さを母材の板厚未満に抑えるため
に、毎分６℃以上の加熱速度を与えることがのぞまし
い。
熱線ｈ2-3 で示される温度対時間の関係においては、ろ
う材の母材への拡散深さを母材の板厚未満に抑えるため
に、毎分６℃以上の加熱速度を与えることがのぞまし
い。
【００２１】ろう材による接合において、ろう材の母材
への拡散深さを２０μｍないし母材の板厚未満の一定値
に制限するために、９０分以下の所定の接合時間Ｔ2 の
間、炉内温度を一定の接合温度ｃ3 に保持する。そのと
きの炉の外側部分の温度対時間の関係は、点Ｐ3 とＰ5
を結ぶ接合線ｈ3-5 （実線）で示される。炉の中心部分
も一定の接合温度ｃ3 に保たれるが、接合時間Ｔ3 は外
側部分の接合時間Ｔ2に対して僅かの時間遅れ（ｔ4 −
ｔ3 ），（ｔ6 −ｔ5 ）を生じ、点Ｐ4 とＰ6を結ぶ接
合線ｈ4-6 （破線）によって温度対時間の関係が示され
る。しかしながら時間遅れ（ｔ4 −ｔ3 ）および（ｔ6
−ｔ5 ）の値は、外側部分の接合時間Ｔ 2 および中心部
分の接合時間Ｔ3 に比べて小さいので、外側部分と内側
部分の接合時間には差異がなく、ろう材の拡散深さにも
差異を及ぼさない。
への拡散深さを２０μｍないし母材の板厚未満の一定値
に制限するために、９０分以下の所定の接合時間Ｔ2 の
間、炉内温度を一定の接合温度ｃ3 に保持する。そのと
きの炉の外側部分の温度対時間の関係は、点Ｐ3 とＰ5
を結ぶ接合線ｈ3-5 （実線）で示される。炉の中心部分
も一定の接合温度ｃ3 に保たれるが、接合時間Ｔ3 は外
側部分の接合時間Ｔ2に対して僅かの時間遅れ（ｔ4 −
ｔ3 ），（ｔ6 −ｔ5 ）を生じ、点Ｐ4 とＰ6を結ぶ接
合線ｈ4-6 （破線）によって温度対時間の関係が示され
る。しかしながら時間遅れ（ｔ4 −ｔ3 ）および（ｔ6
−ｔ5 ）の値は、外側部分の接合時間Ｔ 2 および中心部
分の接合時間Ｔ3 に比べて小さいので、外側部分と内側
部分の接合時間には差異がなく、ろう材の拡散深さにも
差異を及ぼさない。
【００２２】９０分以下の所定の接合時間Ｔ2 が経過し
た後、炉に対する熱源の供給が遮断されて、冷却線ｈ
5-7 およびｈ6-7 に沿って炉内は冷却される。この際の
冷却速度は、ろう材の拡散を止めるために、毎分１℃以
上の冷却速度がのぞましい。
た後、炉に対する熱源の供給が遮断されて、冷却線ｈ
5-7 およびｈ6-7 に沿って炉内は冷却される。この際の
冷却速度は、ろう材の拡散を止めるために、毎分１℃以
上の冷却速度がのぞましい。
【００２３】このようにして接合されたハニカム体の接
合部分は、図２（Ａ）の部分断面図に示すように、平板
１と波板２がろう材３によって接合され、さらにろう材
３の拡散によるろう付け影響部４，４1 が生成されてい
る。このろう付け影響部４，４1 の深さが、２０μｍ以
上でかつ母材である平板１および波板２の全厚未満の所
望の値となるように、上述の温度と時間を実験的に設定
する。したがって接合部分においても、図４（Ａ）の従
来例に示すような、ろう付け影響部３４，３４ 1 と母材
３６，３６1 との間に見られる母材を横断する境界線
ａ，ａ1 、ｂ，ｂ 1 が、本実施例においては生成されな
いため、母材断面長手方向において板材の強度が不連続
とならず、熱による伸縮に対して亀裂を生じにくい状態
を保つことができるほか、さらにろう付け影響部４，４
1 に析出する金属間化合物（Ｎｉ3Ａｌ）が、図４
（Ａ）に示す従来例に比べ粗く形成されるため、平板１
の断面上のＹ−Ｙ1 線上における境界部分の硬度分布
が、図２（Ｂ）に示すように、なだらかな傾斜の線を示
すので、境界部分が強度上不連続とならず、したがって
熱応力が集中しにくく亀裂の発生を防ぐことができる。
合部分は、図２（Ａ）の部分断面図に示すように、平板
１と波板２がろう材３によって接合され、さらにろう材
３の拡散によるろう付け影響部４，４1 が生成されてい
る。このろう付け影響部４，４1 の深さが、２０μｍ以
上でかつ母材である平板１および波板２の全厚未満の所
望の値となるように、上述の温度と時間を実験的に設定
する。したがって接合部分においても、図４（Ａ）の従
来例に示すような、ろう付け影響部３４，３４ 1 と母材
３６，３６1 との間に見られる母材を横断する境界線
ａ，ａ1 、ｂ，ｂ 1 が、本実施例においては生成されな
いため、母材断面長手方向において板材の強度が不連続
とならず、熱による伸縮に対して亀裂を生じにくい状態
を保つことができるほか、さらにろう付け影響部４，４
1 に析出する金属間化合物（Ｎｉ3Ａｌ）が、図４
（Ａ）に示す従来例に比べ粗く形成されるため、平板１
の断面上のＹ−Ｙ1 線上における境界部分の硬度分布
が、図２（Ｂ）に示すように、なだらかな傾斜の線を示
すので、境界部分が強度上不連続とならず、したがって
熱応力が集中しにくく亀裂の発生を防ぐことができる。
【００２４】本発明の方法を平板２重構造を有するハニ
カム体に適用した場合には、図３に示すように、平板１
に対するろう付け影響部４が平板１の内部に留まり、２
枚目の平板１1 の表面にまで及ばないため、２枚の平板
１と１1 の間のすべりが阻害されることがないので、平
板２重構造の特性を失うことはない。
カム体に適用した場合には、図３に示すように、平板１
に対するろう付け影響部４が平板１の内部に留まり、２
枚目の平板１1 の表面にまで及ばないため、２枚の平板
１と１1 の間のすべりが阻害されることがないので、平
板２重構造の特性を失うことはない。
【００２５】さらに本発明の接合方法によれば、酸化防
止のためのアルミニウムを含有したフェライト系ステン
レスの板材を、ニッケル基のろう材で接合した接合部分
において、ろう付け影響部の大きさを極めて小さく限定
することができるので、母材中のアルミニウムが金属間
化合物（Ｎｉ3 Ａｌ）としてろう付け影響部において消
費されるのを極力制限することが可能となって、板材の
接合部分の異状酸化を抑制することができる。
止のためのアルミニウムを含有したフェライト系ステン
レスの板材を、ニッケル基のろう材で接合した接合部分
において、ろう付け影響部の大きさを極めて小さく限定
することができるので、母材中のアルミニウムが金属間
化合物（Ｎｉ3 Ａｌ）としてろう付け影響部において消
費されるのを極力制限することが可能となって、板材の
接合部分の異状酸化を抑制することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アルミニ
ウムを含有するフェライト系耐熱合金の薄い平板と波板
とを重ねて、ニッケル基ろう材を用いて接合しハニカム
体を形成するにあたり、平板と波板を装入した炉内を加
熱中に、あらかじめ設定した予熱温度において、あらか
じめ設定した予熱時間だけ炉の加熱を調節して、炉内の
温度を均一にした後、さらに炉を加熱してろう材の接合
を行うようにしたため、ろう付け時の炉の外側部分と中
心部分との温度差が無くなるので、ろう付け時間の短縮
及び加熱速度を速くすることが可能となり、ろう材の拡
散を均一に抑制することが可能となるとともに、さらに
ろう材の接合温度及び接合時間を一定範囲内の値に設定
し、また、加熱速度及び冷却速度を一定値以上に設定す
ることによって、ろう材が母材中へ拡散する深さを母材
の板厚未満にコントロールすることができるため、品質
が向上するという効果がある。
ウムを含有するフェライト系耐熱合金の薄い平板と波板
とを重ねて、ニッケル基ろう材を用いて接合しハニカム
体を形成するにあたり、平板と波板を装入した炉内を加
熱中に、あらかじめ設定した予熱温度において、あらか
じめ設定した予熱時間だけ炉の加熱を調節して、炉内の
温度を均一にした後、さらに炉を加熱してろう材の接合
を行うようにしたため、ろう付け時の炉の外側部分と中
心部分との温度差が無くなるので、ろう付け時間の短縮
及び加熱速度を速くすることが可能となり、ろう材の拡
散を均一に抑制することが可能となるとともに、さらに
ろう材の接合温度及び接合時間を一定範囲内の値に設定
し、また、加熱速度及び冷却速度を一定値以上に設定す
ることによって、ろう材が母材中へ拡散する深さを母材
の板厚未満にコントロールすることができるため、品質
が向上するという効果がある。
【００２７】すなわち、アルミニウムの金属間化合物の
析出量を減少させることができるので板材の耐酸化寿命
が従来より長くなり、金属間化合物が粗に形成されるの
で境界線付近での硬度分布がゆるやかとなるため熱応力
の集中を防いで板材に亀裂が生成しにくくなり、さらに
ろう付け影響部が板材の全厚に亘らないため板材の全厚
を横断する境界線が生じないので、板材に亀裂が生じに
くくなるという効果がある。また平板２重構造において
１枚目の平板のろう付け影響部が２枚目にまで及ぶこと
がないため、２枚の平板間のすべりが阻害されず、平板
２重構造の特性が損なわれることなしに発揮されるとい
う効果がある。
析出量を減少させることができるので板材の耐酸化寿命
が従来より長くなり、金属間化合物が粗に形成されるの
で境界線付近での硬度分布がゆるやかとなるため熱応力
の集中を防いで板材に亀裂が生成しにくくなり、さらに
ろう付け影響部が板材の全厚に亘らないため板材の全厚
を横断する境界線が生じないので、板材に亀裂が生じに
くくなるという効果がある。また平板２重構造において
１枚目の平板のろう付け影響部が２枚目にまで及ぶこと
がないため、２枚の平板間のすべりが阻害されず、平板
２重構造の特性が損なわれることなしに発揮されるとい
う効果がある。
【図１】本発明の触媒装置用メタル担体の製造方法の、
炉内の温度と時間の関係を示す線図である。
炉内の温度と時間の関係を示す線図である。
【図２】（Ａ）は本発明の製造方法によるハニカム体の
接合部分の模式的断面の略図である。（Ｂ）は図２
（Ａ）の平板のＹ−Ｙ1 線上の硬度分布を示す線図であ
る。
接合部分の模式的断面の略図である。（Ｂ）は図２
（Ａ）の平板のＹ−Ｙ1 線上の硬度分布を示す線図であ
る。
【図３】本発明の製造方法による平板２重構造のハニカ
ム体の接合部分の模式的断面の略図である。
ム体の接合部分の模式的断面の略図である。
【図４】（Ａ）は従来の技術によるハニカム体の接合部
分の模式的断面の略図である。（Ｂ）は図４（Ａ）の平
板のＸ−Ｘ1 線上の硬度分布を示す線図である。
分の模式的断面の略図である。（Ｂ）は図４（Ａ）の平
板のＸ−Ｘ1 線上の硬度分布を示す線図である。
【図５】（Ａ）は従来の技術による平板２重構造のハニ
カム体の接合部分の模式的断面の略図である。（Ｂ）は
図５（Ａ）の２枚目の平板にろう材が拡散した略図であ
る。
カム体の接合部分の模式的断面の略図である。（Ｂ）は
図５（Ａ）の２枚目の平板にろう材が拡散した略図であ
る。
【図６】従来の技術による製造方法の、炉内の温度と時
間の関係を示す線図である。
間の関係を示す線図である。
１，３１，３１1 平板 ２，３２ 波板 ３，３３ ろう材 ４，４1 ，３４，３４1 ろう付け影響部 ６，６1 ，３６，３６1 母材 ａ，ａ1 ，ｂ，ｂ1 境界線 ｃ 温度 ｃ0 はじめの温度 ｃ1 予熱温度 ｃ3 ，ｃ5 接合温度 ｃm 固相線温度 ｃn 液相線温度＋５０℃の温度 ｈ1 加熱線（炉外側部分） ｈ2 加熱線（炉中心部分） ｈ0-1 ，ｈ0-2 第１段加熱線 ｈ2-3 ，ｈ2-4 第２段加熱線 ｈ1-2 予熱線 ｈ3-5 ，ｈ4-6 接合線 ｈ5-7 ，ｈ6-7 冷却線 ｔ 時間 Ｐ 座標（ｃ，ｔ）上の点 Ｔ1 予熱時間 Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 ，Ｔ5 接合時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 35/30 ＺＡＢ Ｂ２３Ｋ 35/30 ３１０Ｄ ３１０ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウムを含有するフェライト系耐
熱合金の薄い金属板から所定の形状の平板と波板を形成
し、 該平板と波板を交互に重ねて、相互に当接する部分にニ
ッケル基のろう材を介在させ、 炉内に装入して前記ろう材を溶融し、前記平板と波板と
を接合して多数の網目状通気路を有するハニカム体を形
成した触媒装置用メタル担体の製造方法において、 前記平板と波板を装入した前記炉内を加熱して、あらか
じめ設定した予熱温度において、前記炉内の温度分布が
均一になるようにあらかじめ設定した予熱時間だけ加熱
し、 前記炉内の温度が均一になった後、該炉を再び加熱して
該炉の温度を前記ろう材の固相線温度以上でかつ液相線
温度より５０℃高い温度以下に設定した接合温度に保
ち、 該接合温度においてあらかじめ設定した接合時間を経過
した後、前記炉を冷却して前記ハニカム体の接合を行
う、触媒装置用メタル担体の接合方法。 - 【請求項２】 前記予熱温度を前記ろう材の固相線温度
より約５０℃低い温度に設定し、前記予熱時間を１０分
ないし１２０分に設定する、請求項１に記載の触媒装置
用メタル担体の製造方法。 - 【請求項３】 前記接合時間を０分ないし９０分に設定
する、請求項１に記載の触媒装置用メタル担体の製造方
法。 - 【請求項４】 前記接合する部分に、毎分６℃以上の加
熱速度と、毎分１℃以上の冷却速度を与える、請求項１
に記載の触媒装置用メタル担体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7026683A JPH08215579A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 触媒装置用メタル担体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7026683A JPH08215579A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 触媒装置用メタル担体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215579A true JPH08215579A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12200203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7026683A Pending JPH08215579A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 触媒装置用メタル担体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08215579A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001066295A1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of short-time brazing for aluminum alloy assembly and low temperature brazing filler alloy |
| JP2001252760A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金組み立て品の短時間ろう付方法 |
| JP2003525749A (ja) * | 2000-03-08 | 2003-09-02 | 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 | ろう材を含む金属箔複合体 |
| JP2009066071A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Sri Sports Ltd | ゴルフクラブヘッドの製造方法 |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP7026683A patent/JPH08215579A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525749A (ja) * | 2000-03-08 | 2003-09-02 | 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 | ろう材を含む金属箔複合体 |
| WO2001066295A1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of short-time brazing for aluminum alloy assembly and low temperature brazing filler alloy |
| JP2001252760A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金組み立て品の短時間ろう付方法 |
| GB2364010A (en) * | 2000-03-10 | 2002-01-16 | Furukawa Electric Co Ltd | Method of short-time brazing for aluminium alloy assembly and low temperature brazing filler alloy |
| GB2364010B (en) * | 2000-03-10 | 2004-07-14 | Furukawa Electric Co Ltd | A method for brazing aluminum alloy-assembled articles within a short period of time and a filler alloy usable at low temperatures |
| US6840435B2 (en) | 2000-03-10 | 2005-01-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method for brazing aluminum alloy-assembled articles within a short period of time and a filler alloy usable at low temperature |
| JP2009066071A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Sri Sports Ltd | ゴルフクラブヘッドの製造方法 |
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