JPS637347A - クロム−アルミニウム−鉄合金の製造方法 - Google Patents

クロム−アルミニウム−鉄合金の製造方法

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JPS637347A
JPS637347A JP62153225A JP15322587A JPS637347A JP S637347 A JPS637347 A JP S637347A JP 62153225 A JP62153225 A JP 62153225A JP 15322587 A JP15322587 A JP 15322587A JP S637347 A JPS637347 A JP S637347A
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JP62153225A
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ハンス、ワルリモント
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Vacuumschmelze GmbH and Co KG
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、合金がクロム１０〜６１重量％、アルミニウ
ム６〜２５重量％及び寿命を高める添加物それぞれ０．
００１〜１．０重量％を含有し、触媒担体材料として使
用されるクロム−アルミニウム−鉄合金の製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
米国特許第３９６９０８２号明細書から、自動車用排気
ガス触媒のための担体材料として鉄、クロム、アルミニ
ウム及びイツトリウムから成る合金を使用することは公
知である。この米国特許明細書にはアルミニウムの範囲
として２０．５〜１２重景％重量されているが、実施例
としてはアルミニウムを４重量％含有する合金が示され
ているにすぎない。
同じく欧州特許第３５３６９号明細書からは排気ガス触
媒用として鉄−クロム−アルミニウム合金を使用するこ
とが公知である。添加物としてはハフニウムが使用され
ている。更にイツトリウム、ケイ素、マンガン及び他の
元素も含み得る。記載されているアルミニウム含有量の
範囲は１〜１０重量％であるが、実施例に示されている
アルミニウム含有量の最大値は５．５重量％にすぎい。
両性におけるアルミニウム含有量の限定理由は、合金が
アルミニウム含有量の増大につれて次第に脆弱化し、従
って特に薄い薄板に圧延することができず、また触媒担
体構造物において小さな曲げ半径を有する通常の波形に
変形し得なくなる点にある。
しかし触媒にとっては、流動するガスに小さな空間でで
きるだけ大きな表面を提供することが必要である。触媒
材料担体としてできるだけ薄い帯状体を得ることが試み
られている。これに関しては良好な圧延可能性及び曲げ
能力が必要な前提条件である。更に金属からなる触媒担
体材料に七つでは、これが酸素を含む雰囲気下に高温で
α−Ａ１ｚＣｈからなる密閉された良好な粘着性層を形
成し、その結果灼熱雰囲気が連続的に作用する場合にも
酸素の侵入が効果的に阻止されることによって、合金を
早期に燃焼させないことが必要である。しかし加工可能
性の理由から最高５．５重量％のアルミニウムを含有す
る触媒担体合金は、４０〜６０μｍの通常の帯状体の厚
さでは、連続した灼熱雰囲気の影響で酸素の侵入を効果
的に阻止するのに十分なアルミニウムを含有していない
ことは明らかである０本発明により調合及び製造された
合金はこの欠陥を回避するものである。
更に密閉された良好な粘着性のα−Ａ　ｌ　ｔ　Ｏｓ層
は、触媒金属の独自の担体層として適した粘着基板を形
成するために、特にこの担体層が薄め塗膜（ｗａｓｈ　
ｃｏａｔ　）として塗布される酸化アルミニウムから成
る場合に必要である。この担体層は、できるだけ大きな
露呈表面、すなわち触媒金属がＮｉ層される有効表面を
提供するように製造され、塗布され、処理されている。
しかし担体層としては金Ｈ，Ｎを使用することもできる
。この種の金属製でまた場合によっては後に酸化される
中間層も西ドイツ国特許第２８４４２９４号明細書に記
載されている。
担体材料の厚さが十分な場合には、適切な熱処理により
例えば５．５重量％のアルミニウム量で担体材料の全表
面に、粘着性として適しておりまた担体材料の耐高温及
び耐食性を決定的に高めるα酸化アルミニウム層を施す
ことが可能である。しかし材料の重量及び容量に対する
担体表面の比率をできるだけ大きくするために担体材料
を極めて薄い箔に圧延した場合には、熱処理後もなお担
体材料の気密なα酸化アルミニウム層を維持するために
担体材料中のアルミニウム含有量を高めなければならな
い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、触媒担体材料として高いアルミニウム
含有量（５，５重量％より多い）のクロム−アルミニウ
ム鉄合金を製造することにあり、これは担体の構成に際
して通常の狭い曲げ半径を製造することができまたそれ
にもかかわらず２０〜ｓｏｕｍの厚さの極めて薄い箔で
、空気中での熱処理により担体材料の全表面を十分に被
覆する耐高温腐食性の酸化アルミニウム層を確実に生せ
しめる程度の延性を有するものとする。雑誌「メタルル
ギカル・トランザクションズ・ニー（ＭＥＴＡＬＬＵＲ
ＧＩＣＡＬ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　Ａ　　）　Ｊ
第１３Ａ巻、１９８２年３月、第３３７頁〜第３４３頁
に掲載されている論文には、クロム含有量１０〜６１重
量％及びアルミニウム含有量２．５〜２５重量％の鉄−
クロム−アルミニウム合金から移動冷却面で熔融物を急
冷することにより抵抗線及び抵抗帯を製造することが記
載されているが、この急冷処理は結晶の成長を制限しま
たアルミニウム及びクロム含有量が増すにつれて、機械
的に一層脆性の相を形成させるにすぎない。
Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、薄くて十分にアルミニウムを含有しまた十分
に変形可能の触媒担体材料として使用するのに特に適し
た薄い帯状体を製造する方法において、移動冷却面で熔
融物を急冷することにより合金を帯状に製造し、冷却面
の速度を十分に大きくしまたその他の鋳造パラメータを
、厚さ１０〜最高６０μｍの帯状体が直接製造されるよ
うに選択し、６重量％以上のアルミニウム含有量で触媒
担体構造を変形するのに十分な合金延性を得るために冷
却速度を十分に高め、また合金中のアルミニウム含有量
を付加的な手段を使わずに触媒担体材料として十分な寿
命が保証されるように選択することを特徴とする。
〔発明の効果］ この場合驚くべきことには以下の優れた特性並びに特に
技術的及び経済的に優れた一連の特性が得られる。
（１）特に急速な凝固は技術的に十分な変形可能性を、
−層高いアルミニウム含有量及び通常の寿命を高める添
加物並びに不純物を有する場合にももたらすことができ
る。
（２）−層高いアルミニウム含有量はこれ迄製造されま
た従来使用されてきた合金と比べて（また帯状体の単位
容積当りの表面に酸化物を形成するのに関与するアルミ
ニウムの絶対量に対しても）耐燃性を高めることができ
る。すなわち帯状体の厚さが同じ場合には通常の方法で
調合されまた加工されてきた帯状体に比べて、より高い
耐燃性が得られまた帯状体の厚さが薄い場合にはこれと
同じ耐燃性が得られる。
（３）更に急速な凝固は、必要とされる寿命延長添加物
を構成物中に微細に配合させ、従って従来の製造による
よりも極めて効果的である。
（４）最後に特に急速な凝固は１０〜６０　ｕｍの帯状
体を直接製造する場合に、このような特に小さな粒径に
よって一層高い耐燃性をもたらすことができる。
〔実施例〕
クロム含有量１２．１〜２４．５重量％、アルミニウム
含有量７．５〜１２．０重量％、ケイ素含有量０゜０４
〜２．５１重量％及びＢａ、Ｌａ、Ｂ、Ｇａ。
Ｉｎ、Ｃｅ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、〜Ｓｏ、Ｚｒ、Ｙ。
Ｈｆの添加物を＜＝０．００２〜１．６３重量％並びに
Ａ１□０．粉末的０．０１重量％の合金を３７個製造し
、テストした。これらの合金で組織、形状及び酸化物の
付着強度及びか焼処理に際しての重量増加を測定するこ
とによる酸化速度を検査した。
２６時間（それぞれ途中に冷却時間を入れて５×２時間
及び１×１６時間）並びに９６時間（それぞれ途中に冷
却時間を入れて４×２４時間）周囲の空気中で１２００
°Ｃでか焼した鋳造試料での実験から以下の観察結果を
得ることができた。
ａ）　すべての合金はアルミニウムの選択的酸化により
酸化層を形成し、これらは十分緩慢な冷却に際して試料
に付着残存した。
ｂ）　　２０ｐｐｍより少ないバリウム添加物は薄く、
緊密で極めて良好な付着性酸化物層を形成した。
Ｃ）　セリウム添加物は鋳造状態で強い酸化物を形成し
た。
ｄ）　ジルコニウム添加物は、組織中に達して付着助剤
として作用する心線を有する、薄くて良好な付着性酸化
′！！ＩＪ層を形成した。
ｅ）　イツトリウム添加物は良好な付着性酸化物層とな
った。
ｆ）　ハフニウム添加物は密閉酸化物層となった。
ｇ）　　Ａ　１２０　ｙ粉末添加物もまた耐燃性作用を
示した。
次いで数種の選択合金から高速ベルト鋳造法により帯状
体を製造し、検査した。二つの有利な合金Ａ及びＢの組
成及び厚さは第１表に示されている。更に市販の通常の
方法で製造された二つの合金がそれに加えて記載されて
いる。炭素含有量は製造段階で自然に合金内に達したも
のである。試料は外気に曝して（１２００±３）°Ｃで
種々の時間貯蔵し、酸化度に比例する重量増加を測定し
た。
第１図はグラフで成果を示すものである。単位面積当り
の質量増加を縦座標に直線で表わし、貯蔵時間は横座標
に平方根で表わす。本発明による合金Ａ及び米国特許第
３９６９０８２号明細書から公知の合金Ｆ（フェクラロ
イ：　Ｆｅｃｒａｌｏｙ）　、並びに第１表に記載の合
金Ｓ（アルクロムＳ　：　Ａｌｕｃｈｒｏｍ　Ｓ　）の
Ｘ！増加が示されている。すべての曲線は最初は緩やか
な上昇線を示し、次いで通常の方法で製造された公知の
２種の合金は２日以内（アルクロムＳの場合〕並びに４
日以内（フェクラロイの場合）に急勾配で上昇する枝線
を示すことが明瞭に読み取れる。このことはこれらの合
金が当初はスケーリングを抑制する完全に被覆可能の酸
化物層を形成し、次いでこの酸化物層が上記の時間後明
らかに不安定となり、スケーリングされることを意味す
る。
本発明により製造される合金は極めて安定した一層良好
な付着性酸化物層を形成し、これは曲線Ａの僅かな上昇
が示すように著しく緩慢に成長し、１２００°Ｃで少な
くとも約６日間はスケーリングを十分に阻止する保護層
を生じる。
第　　１　　表 帯　　、２　　　　ｌ　　　　　Ｏｏ　　・・７の厚ぎ
一μｍ１−Ｃｒ　　Ａｌ　　　その他の元素 合金Ａ　　２２．５　　？、６　　０．Ｏ２Ｍｎ；　０
．０２Ｃｅ；　　４５０．００５以下のＣａＨ ０，３２Ｃ（不純物） 合金８　２３．５　８．９　　０．４３Ｓｉ；　０．２
２Ｍｎ；　　４５０．０２４Ｃｅ；０．００１以 下のＣａ；０．２８Ｔｉ； ０．２０Ｃ（不純物） アルクロ１９．９５　５．３８　０．３４門ｎＨ０，１
４Ｚｒ　　　４０ムＳ フエツチ１６．１５　４．９７　０．１２Ｍｎ；　０．
３５Ｙ　　　５３０イ
【図面の簡単な説明】
第１図は合金試料を外気に曝して（１２００と３）°Ｃ
で種々の時間貯蔵し、酸化度に比例する重量増加を示す
グラフである。 Ａ・・・本発明による合金、Ｆ・・・フェクラロイ、Ｓ
・・・アルクロムＳ。 ＩＧ７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）触媒担体材料として使用するため、クロム１０〜６
    １重量％、アルミニウム６〜２５重量％及び寿命を高め
    る添加物それぞれ０．００１〜１．０重量％を含有して
    いるクロム−アルミニウム−鉄合金を製造する方法にお
    いて、移動冷却面で熔融物を急冷することにより 合金を帯状に製造し、 冷却面の速度を十分に大きくしまたその他の鋳造パラメ
    ータを厚さ１０μｍ〜最高６０μｍの帯状体が直接製造
    されるように選択し、６重量％以上のアルミニウム含有
    量で触媒担体構造を変形するのに十分な合金延性を得る
    ために冷却速度を十分に高め、また 合金中のアルミニウム含有量を、付加的な処置を施すこ
    となしに触媒担体材料として十分な寿命が保証されるよ
    うに選択する ことを特徴とするクロム−アルミニウム−鉄合金の製造
    方法。 ２）合金に添加物であるＣａ及び／又はＢａをそれぞれ
    ０．００１〜０．１重量％の範囲で加えることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）クムロ−アルミニウム−鉄合金に次の元素又は酸化
    物、すなわちＹ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ａｌ＿２Ｏ
    ＿３粉末の１種又は数種を０．００１〜１．０重量％を
    加えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
JP62153225A 1986-06-27 1987-06-19 クロム−アルミニウム−鉄合金の製造方法 Pending JPS637347A (ja)

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