JP3099842B2 - 金属製触媒担体の製造方法 - Google Patents

金属製触媒担体の製造方法

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JP3099842B2 JP03343213A JP34321391A JP3099842B2 JP 3099842 B2 JP3099842 B2 JP 3099842B2 JP 03343213 A JP03343213 A JP 03343213A JP 34321391 A JP34321391 A JP 34321391A JP 3099842 B2 JP3099842 B2 JP 3099842B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車用の触
媒コンバータに使用される金属製触媒担体の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の金属製触媒担体として
は、例えば、特開平2−14747号公報等に開示され
るものが知られている。
【0003】これを図5乃至図7により説明する。先
ず、図5又は図6に示す如く、アルミニウム含有の耐酸
化性の良いFe−20Cr−5Al合金製の平板状の金
属製板2と波板状の金属製板3とを交互に巻回した金属
製触媒担体素子1を作成する。ここで、図5の波板状の
金属製板3の波の山部と谷部との高さ3aは0.5〜
3.0mm、波の山部と山部とのピッチ3bは1.0〜
3.0mmとした。又、図6の金属製板2は、平板状の金
属製板2が、波板状の金属製板3の波の高さよりも低い
小波2aが設けられている。この小波2aは、波の山部
と谷部との高さ2bは0.05〜0.5mm、波の山部と
山部とのピッチ2cは1.0〜3.0mmとした。
【0004】次に、この金属製触媒担体素子1を、真空
炉内で、炉中温度850〜1400℃で焼成し、この焼
成により、図7に示す如く、金属製板2と金属製板3と
の金属層間で拡散接合を起こすことによって、一体的に
結合された接合部4を形成する。
【0005】尚、この金属製触媒担体素子1は、材料が
酸化し易いアルミニウムを含むため、真空雰囲気下で加
熱することが望ましい。この拡散接合は、金属の接触部
で互いの金属原子が境界を超えて拡散し、境界が失われ
接合するものである。この拡散接合する条件としては、
その温度TD ≧0.7 Tm でなければならない。ここで、
D は拡散接合する下限温度、Tm は金属融点(145
0℃位)を表す。温度は高い方が拡散に都合が良い。
又、境界に拡散を妨げる汚れや表面酸化物があると、接
合し難くなるか又はしなくなる。
【0006】斯して構成された金属製触媒担体は、従来
のろう付け方式に比して、ろう材が不要となること、金
属結合が形成されることから、ろう材による酸化劣化の
ない低廉で高強度の担体を調製することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、斯かる従来
の金属製触媒担体では、材料に含まれるアルミニウムが
蒸発圧が大きいため、真空炉内での加熱処理時に於て、
図8に示す如く、平板状の金属製板2及び波板状の金属
製板3からアルミニウムが蒸発し、金属製触媒担体素子
1の内部1cではアルミニウムが再付着するが、金属製
触媒担体素子1の端部1a,1bでは、外部にアルミニ
ウムが蒸散してしまう。
【0008】そのため、アルミニウムが消耗し、特に、
金属製触媒担体素子1の端部1a,1bでのアルミニウ
ムが減少するという不具合があった。従って、斯かる従
来の金属製触媒担体では、耐酸化性が損なわれる恐れが
あった。
【0009】本発明は斯かる従来の問題点を解決するた
めに為されたもので、その目的は、真空炉内での加熱処
理時にアルミニウムの消耗を防止することができる金属
製触媒担体の製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1は、アルミニウ
ム含有の金属製板と金属製板とを交互に巻回又は積層し
て金属製触媒担体素子を形成し、この金属製触媒担体素
子の両端部を、アルミニウム蒸散防止用の治具で覆っ
て、真空中で焼成し、拡散接合して金属製板と金属製板
との接合部を一体的に接合するものである。
【0011】請求項2は、アルミニウム含有の金属製板
と金属製板とを交互に巻回又は積層して金属製触媒担体
素子を形成し、この金属製触媒担体素子の両端部を、前
記アルミニウム含有の金属製板と金属製板よりも高濃度
のアルミニウムを含有する材料から成るアルミニウム蒸
散防止用の治具で覆って、真空中で焼成し、拡散接合し
て金属製板と金属製板との接合部を一体的に接合するも
のである。
【0012】
【作用】請求項1に於ては、先ず、常法に従って、アル
ミニウム含有の金属製板を交互に巻回又は積層して金属
製触媒担体素子を形成する。次に、この金属製触媒担体
素子の両端部を、アルミニウム蒸散防止用の治具で覆っ
た後、真空炉内で焼成すると、金属製板と金属製板との
当接部位を拡散接合して金属製板と金属製板との接合部
を一体的に接合する。
【0013】そして、この焼成時に、金属製板のアルミ
ニウムが蒸発し、金属製触媒担体素子の内部側では再付
着し、端部側ではアルミニウム蒸散防止用の治具方向へ
移動する。そして、アルミニウム蒸気は、アルミニウム
蒸散防止用の治具によって外部への蒸散が阻止され、金
属製触媒担体素子の端部に再付着させられる。
【0014】請求項2に於ては、先ず、常法に従って、
アルミニウム含有の金属製板を交互に巻回又は積層して
金属製触媒担体素子を形成する。次に、この金属製触媒
担体素子の両端部を、前記アルミニウム含有の金属製板
と金属製板よりも高濃度のアルミニウムを含有する材料
から成るアルミニウム蒸散防止用の治具で覆った後、真
空炉内で焼成すると、金属製板と金属製板との当接部位
を拡散接合して金属製板と金属製板との接合部を一体的
に接合する。
【0015】そして、この焼成時に、金属製板のアルミ
ニウムが蒸発し、金属製触媒担体素子の内部側では再付
着し、端部側ではアルミニウム蒸散防止用の治具方向へ
移動する。そして、アルミニウム蒸気は、アルミニウム
蒸散防止用の治具によって外部への蒸散が阻止され、金
属製触媒担体素子の端部に再付着させられる。
【0016】このアルミニウムの金属製触媒担体素子の
端部への再付着時に、アルミニウム蒸散防止用の治具か
らアルミニウムが蒸発し、金属製触媒担体素子の端部へ
アルミニウムを付着させる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、請求項1の一実施例に係る金属製触媒担
体の製造方法を示すフローチャートである。
【0018】先ず、図1の(a)工程で、常法に従っ
て、Fe−20Cr−5Al合金製の平板状の金属製板
2と波板状の金属製板3とを交互に巻回して金属製触媒
担体素子1を形成する。巻回後の金属製触媒担体素子1
は、任意の治具によって巻回時の締付力によって当接し
た状態に保持されている。
【0019】次に、図1の(b)工程で、金属製触媒担
体素子1を、真空炉中に入れ、図2に示す如く、金属製
触媒担体素子1の両端部1a,1bにセラミック製の平
板から成るアルミニウム蒸散防止用の治具10を取り付
けた後、850〜1400℃で焼成した。
【0020】尚、セラミック製の平板から成るアルミニ
ウム蒸散防止用の治具10は、4本のスペーサ10aを
介してナット10bで締結したものを用いた。この焼成
処理によって、図3に示す如く、金属製板2と金属製板
3の素材中のアルミニウムが蒸気となって金属製触媒担
体素子1の内部1c側では再付着し、端部1a,1b側
では矢印で示す如く、アルミニウム蒸散防止用の治具1
0方向へ移動する。そして、アルミニウム蒸気は、アル
ミニウム蒸散防止用の治具10によって外部への蒸散が
阻止され、金属製触媒担体素子1の端部1a,1bに再
付着させられる。
【0021】次に、図1の(c)工程で、この金属製触
媒担体素子1を真空炉から取り出し、常法に従って、触
媒化処理として金属製触媒担体素子1にウォッシュコー
ト処理(触媒化処理)を施した。
【0022】以上の如く、本実施例では、図1の(b)
工程に於ける拡散接合処理時に、金属製触媒担体1の両
端部1a,1bにアルミニウム蒸散防止用の治具10を
配置したので、この焼成処理時に於て生ずるアルミニウ
ム蒸気がアルミニウム蒸散防止用の治具10によって外
部への流出を阻止され、金属製触媒担体1の両端部1
a,1bのアルミニウムの消耗を抑えることができる。
【0023】その結果、得られる金属製触媒担体の耐酸
化性を確保することができる。尚、上記実施例では、ア
ルミニウム蒸散防止用の治具10として、アルミニウム
との接着性が悪いセラミック製の平板を用いたが、金属
であっても良い。又、アルミニウム蒸気による固着を防
止するため、金属製触媒担体1の両端部1a,1bとの
当接部を凹凸状にする等の対策を施しても良い。
【0024】また、金属板を用いる場合は、該金属製触
媒担体に当接して使用すると、この金属板と該金属製触
媒担体との間で拡散接合してしまうので、両者の間を僅
かに離す必要がある。従って、この場合、該金属製触媒
担体の焼成に際しては、該金属製触媒担体を横にセット
し、左右方向に前記治具10としての金属板を該金属製
触媒担体と僅かに離して立設する。
【0025】図4は、請求項2に係る一実施例を示すも
のである。本実施例では、図2に示す実施例に於けるセ
ラミック製の平板から成るアルミニウム蒸散防止用の治
具10に代えて、アルミニウム含有の金属製板2及び金
属製板3よりも高濃度のアルミニウムを含有する材料か
ら成るアルミニウム蒸散防止用の治具11を用いたもの
である。このアルミニウム蒸散防止用の治具11は、セ
ラミック製の平板にアルミニウムを蒸着して高濃度のア
ルミニウム層12を形成してある。この高濃度アルミニ
ウム層12は、アルミニウム合金板によって形成するこ
ともできる。
【0026】本実施例の場合も、前記治具11に金属板
を用いる場合と同様に、該金属製触媒担体の焼成に際し
ては、該金属製触媒担体を横にセットし、左右方向に前
記治具11を該金属製触媒担体と僅かに離して立設す
る。
【0027】本実施例によれば、図1の(b)工程で、
金属製触媒担体素子1を、真空炉中に入れ、図4に示す
如く、金属製触媒担体素子1の両端部1a,1bにアル
ミニウム含有の金属製板2及び金属製板3よりも高濃度
のアルミニウムを含有する材料から成るアルミニウム蒸
散防止用の治具11を取り付けた後、850〜1400
℃で焼成した。
【0028】この焼成処理によって、図4に示す如く、
金属製板2と金属製板3の素材中のアルミニウムが蒸気
となって金属製触媒担体素子1の内部1c側では再付着
し、端部1a,1b側では矢印で示す如く、アルミニウ
ム蒸散防止用の治具11方向へ移動する。そして、アル
ミニウム蒸気は、アルミニウム蒸散防止用の治具11に
よって外部への蒸散が阻止され、金属製触媒担体素子1
の端部1a,1bに再付着させられる。
【0029】このアルミニウムの金属製触媒担体素子1
の端部1a,1bへの再付着時に、アルミニウム蒸散防
止用の治具11からアルミニウムが蒸発し、金属製触媒
担体素子1の端部1a,1bへアルミニウムを付着させ
る。
【0030】その結果、得られる金属製触媒担体の端部
は、上記実施例よりもアルミニウムの付着量が増し、よ
り耐酸化性を確保することができる。尚、上記実施例で
は、金属製板2と金属製板3とを交互に巻回して金属製
触媒担体素子1を形成したが、金属製板2と金属製板3
とを交互に積層して金属製触媒担体素子1を形成しても
良い。
【0031】又、上記実施例では、平板状の金属製板2
と波板状の金属製板3を用いた場合について説明した
が、例えば、図6に示す如く、平板状の金属製板2は小
波2aを設けたものとしても良い。
【0032】更に、本発明で使用可能な素材としては、
一般に金属製触媒担体に使用されているものであれば任
意であるが、例えば、Cr10〜40重量%,Al1〜7重
量%,Fe残量;Cr10〜40重量%,La0.1 〜1重量
%,Ce0〜1重量%,Al2.5 重量%,Fe残量;C
r3.5 〜10重量%,Al1〜7重量%,Nb1.5 重量
%,Zr0.15重量%,La0.1 〜1重量%,Fe残量;
Cr10〜15重量%,Al3〜5.5 重量%,Mo1重量
%,La0.1 〜5重量%,Ce0.01〜1重量%,Fe残
量等がある。
【0033】
【発明の効果】以上説明した如く、請求項1によれば、
焼成時に蒸発するアルミニウムの外部への蒸散気が、ア
ルミニウム蒸散防止用の治具によって阻止され、金属製
触媒担体の両端部に再付着し、アルミニウムの外部への
蒸散による消耗が防止され、以てその後の熱処理による
金属製触媒担体の耐酸化性の低下を防止することができ
る。
【0034】請求項2によれば、請求項1による効果に
加えて、アルミニウム蒸散防止用の治具自体からアルミ
ニウムが蒸発し、積極的に金属製触媒担体の両端部にア
ルミニウムを付着させることが可能となり、その後の熱
処理による金属製触媒担体の耐酸化性の低下を確実に阻
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る金属製触媒担体の製造
方法を示すフローチャートである。
【図2】本発明の一実施例に於て金属製触媒担体素子の
両端部にアルミニウム蒸散防止用の治具を配した状態を
示す斜視図である。
【図3】請求項1に係る一実施例に於けるアルミニウム
の蒸散を防止している状態を示す説明図である。
【図4】請求項2に係る一実施例に於けるアルミニウム
の蒸散を防止している状態を示す説明図である。
【図5】従来の金属製触媒担体素子を示す断面図であ
る。
【図6】従来の金属製触媒担体素子を示す断面図であ
る。
【図7】従来の金属製触媒担体素子の拡散接合部を示す
断面図である。
【図8】従来の金属製触媒担体素子の拡散接合時に於け
るアルミニウムが蒸散している状態を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 金属製触媒担体素子 1a,1b 金属製触媒担体素子1の端部 2,3金属製板 4 接合部 10,11 アルミニウム蒸散防止用の治具

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム含有の金属製板(2)と金
    属製板(3)とを交互に巻回又は積層して金属製触媒担
    体素子(1)を形成し、この金属製触媒担体素子(1)
    の両端部(1a,1b)を、アルミニウム蒸散防止用の
    治具(10)で覆って、真空中で焼成し、拡散接合して
    金属製板(2)と金属製板(3)との接合部(4)を一
    体的に接合することを特徴とする金属製触媒担体の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 アルミニウム含有の金属製板(2)と金
    属製板(3)とを交互に巻回又は積層して金属製触媒担
    体素子(1)を形成し、この金属製触媒担体素子(1)
    の両端部(1a,1b)を、前記アルミニウム含有の金
    属製板(2)と金属製板(3)よりも高濃度のアルミニ
    ウムを含有する材料から成るアルミニウム蒸散防止用の
    治具(11)で覆って、真空中で焼成し、拡散接合して
    金属製板(2)と金属製板(3)との接合部(4)を一
    体的に接合することを特徴とする金属製触媒担体の製造
    方法。
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