JP3221618B2 - 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Info
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【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。
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。
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4乃至図6により説明する。先
ず、図4又は図5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4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5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。
ず、図4又は図5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4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5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6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。
炉内で、炉中温度850〜1400℃で焼成し、この焼
成により、図6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、
TD 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。
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、
TD 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。
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は
蒸気圧が大きいため、真空炉内での加熱処理時に於て、
図7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。
の金属製触媒担体では、材料に含まれるアルミニウムは
蒸気圧が大きいため、真空炉内での加熱処理時に於て、
図7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おそれ
があった。
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おそれ
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。
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】本発明は、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
を、真空炉中に於て焼成し、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金属製触媒担体の
製造方法に於て、前記金属製触媒担体素子をアルミニウ
ム蒸気雰囲気中に配するものである。
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
を、真空炉中に於て焼成し、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金属製触媒担体の
製造方法に於て、前記金属製触媒担体素子をアルミニウ
ム蒸気雰囲気中に配するものである。
【0011】
【作用】本発明に於ては、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
子を溶融アルミニウムと共に真空炉内に配し、真空炉内
で焼成すると、金属製触媒担体素子の金属製板と金属製
板の当接部位に於ては、合金金属成分の相互の拡散が生
じ金属製板と金属製板との接合部を一体的に接合する。
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
子を溶融アルミニウムと共に真空炉内に配し、真空炉内
で焼成すると、金属製触媒担体素子の金属製板と金属製
板の当接部位に於ては、合金金属成分の相互の拡散が生
じ金属製板と金属製板との接合部を一体的に接合する。
【0012】そして、金属製板中のアルミニウムに比較
して溶融アルミニウムからは容易にアルミニウムが蒸発
するので、溶融アルミニウムから生ずるアルミニウム蒸
気が、炉内に優先的に蒸散され、金属製触媒担体素子か
らのアルミニウムの炉内への蒸散は殆ど防止される。
して溶融アルミニウムからは容易にアルミニウムが蒸発
するので、溶融アルミニウムから生ずるアルミニウム蒸
気が、炉内に優先的に蒸散され、金属製触媒担体素子か
らのアルミニウムの炉内への蒸散は殆ど防止される。
【0013】
【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、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。
する。図1は、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。
【0014】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。
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。
【0015】次に、図1の(b)工程で、金属製触媒担
体素子1を、図2に示す如く、真空炉10中に入れる。
この真空炉10内には、金属製触媒担体素子1の下方に
位置するように溶融アルミニウムを入れた容器11が配
置されると共に、真空炉10内を加熱するためのヒータ
12が設けられている。又、真空炉10の上部には、真
空引き装置15と連絡する突出口13が設けられ、その
周囲には複数の邪魔板14が設けられている。
体素子1を、図2に示す如く、真空炉10中に入れる。
この真空炉10内には、金属製触媒担体素子1の下方に
位置するように溶融アルミニウムを入れた容器11が配
置されると共に、真空炉10内を加熱するためのヒータ
12が設けられている。又、真空炉10の上部には、真
空引き装置15と連絡する突出口13が設けられ、その
周囲には複数の邪魔板14が設けられている。
【0016】この真空炉10内に於て、金属製触媒担体
素子1を、850〜1400℃で焼成すると、該金属製
触媒担体素子1の金属製板2と金属製板3との当接部位
は、これら金属製板2,3を構成している合金金属成分
相互の拡散により、一体に接合される。
素子1を、850〜1400℃で焼成すると、該金属製
触媒担体素子1の金属製板2と金属製板3との当接部位
は、これら金属製板2,3を構成している合金金属成分
相互の拡散により、一体に接合される。
【0017】一方、この焼成処理によって、上述した拡
散接合と同時に、真空炉中10内に配した容器11内の
アルミニウムが蒸発し、真空引き装置15によって吸引
されるため、アルミニウム蒸気が継続的に炉内に供給さ
れる。
散接合と同時に、真空炉中10内に配した容器11内の
アルミニウムが蒸発し、真空引き装置15によって吸引
されるため、アルミニウム蒸気が継続的に炉内に供給さ
れる。
【0018】従って、金属製触媒担体素子1の金属製板
2,3中のアルミニウムは、殆ど蒸発することなく、拡
散接合に寄与し、この接合後の金属製触媒担体素子1の
耐酸化性の劣化を防止する。
2,3中のアルミニウムは、殆ど蒸発することなく、拡
散接合に寄与し、この接合後の金属製触媒担体素子1の
耐酸化性の劣化を防止する。
【0019】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。
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。
【0020】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、金属製触媒担体素子1
の金属製板2と金属製板3からアルミニウムの蒸散が殆
どないので、これら金属製板2,3中のアルミニウム含
量の低下が防止される。
工程に於ける拡散接合処理時に、金属製触媒担体素子1
の金属製板2と金属製板3からアルミニウムの蒸散が殆
どないので、これら金属製板2,3中のアルミニウム含
量の低下が防止される。
【0021】特に、Fe−20Cr−5Al合金中のA
lの蒸気圧<純Alの蒸気圧のため、素材のAl成分の
消耗は、本処理により著しく改善される。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。
lの蒸気圧<純Alの蒸気圧のため、素材のAl成分の
消耗は、本処理により著しく改善される。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。
【0022】図3は、本発明の別の実施例を示すもの
で、真空炉10内で金属製触媒担体素子1を揺動又は回
転させるようにしたものである。本実施例によれば、上
記実施例の如く、金属製触媒担体素子1を固定して置く
ものに比して、金属製板中の局部的なアルミニウム含量
の低下も殆ど防止される。
で、真空炉10内で金属製触媒担体素子1を揺動又は回
転させるようにしたものである。本実施例によれば、上
記実施例の如く、金属製触媒担体素子1を固定して置く
ものに比して、金属製板中の局部的なアルミニウム含量
の低下も殆ど防止される。
【0023】尚、上記実施例では、金属製触媒担体素子
1と溶融アルミニウムの温度を略同じとして説明した
が、溶融アルミニウムの温度を局部的により高くする
と、アルミニウム蒸気による効果が一層高められる。
1と溶融アルミニウムの温度を略同じとして説明した
が、溶融アルミニウムの温度を局部的により高くする
と、アルミニウム蒸気による効果が一層高められる。
【0024】又、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。
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。
【0025】更に、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5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。
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5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。
【0026】更に又、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;Cr3.5 〜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。
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;Cr3.5 〜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。
【0027】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、焼
成時に溶融アルミニウムから優先的にアルミニウムが炉
内に蒸散されるため、金属製触媒担体素子中のアルミニ
ウムの外部への蒸散が防止され、以て焼成により得られ
た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。
成時に溶融アルミニウムから優先的にアルミニウムが炉
内に蒸散されるため、金属製触媒担体素子中のアルミニ
ウムの外部への蒸散が防止され、以て焼成により得られ
た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。
【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。
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ける製造装置を示す説明
図である。
図である。
【図3】本発明の別の実施例に於ける製造例を示す説明
図である。
図である。
【図4】従来の金属製触媒担体素子を示す断面図であ
る。
る。
【図5】従来の金属製触媒担体素子を示す断面図であ
る。
る。
【図6】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。
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。
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。
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 真空炉 11 溶融アルミニウムを入れた容器
Claims (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)
を、真空炉(10)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
合する金属製触媒担体の製造方法に於て、前記金属製触
媒担体素子(1)をアルミニウム蒸気雰囲気中に配する
ことを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34321491A JP3221618B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 金属製触媒担体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34321491A JP3221618B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 金属製触媒担体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05168947A JPH05168947A (ja) | 1993-07-02 |
JP3221618B2 true JP3221618B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=18359798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34321491A Expired - Fee Related JP3221618B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 金属製触媒担体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3221618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0985450B1 (en) | 1997-05-09 | 2003-04-23 | Nippon Steel Corporation | Exhaust gas cleaning catalyst metal honey comb element and its manufacture |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP34321491A patent/JP3221618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05168947A (ja) | 1993-07-02 |
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