JP3321397B2 - 拡散接合による排ガス浄化用メタル担体の製造方法 - Google Patents
拡散接合による排ガス浄化用メタル担体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排ガス
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ものである。
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ものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排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は、図１に示す
ように、耐熱性を有する材質の平板状の金属箔（平箔）
と、同じ耐熱性を有する材質の金属箔をコルゲート加工
して波形とした箔（波箔）とを交互に巻回して製造す
る。平箔と波箔との当接箇所を接合し、形成されたハニ
カム体のハニカム通路表面に触媒を担持させて排気ガス
を浄化する触媒装置を形成する。触媒装置は内燃機関の
排気通路に配設され、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ2
等を浄化している。
ハニカム体をなす触媒装置用メタル担体は、図１に示す
ように、耐熱性を有する材質の平板状の金属箔（平箔）
と、同じ耐熱性を有する材質の金属箔をコルゲート加工
して波形とした箔（波箔）とを交互に巻回して製造す
る。平箔と波箔との当接箇所を接合し、形成されたハニ
カム体のハニカム通路表面に触媒を担持させて排気ガス
を浄化する触媒装置を形成する。触媒装置は内燃機関の
排気通路に配設され、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ2
等を浄化している。
【０００３】耐熱性を有する金属としては、Ａｌを含有
したフェライト系ステンレス鋼が最も一般的に使われ
る。これは箔中のＡｌが表面で選択酸化されたアルミナ
として形成されることによって耐酸化性が向上するから
である。このため金属箔中のＡｌ量がメタル担体の耐久
性に重要な影響を及ぼすことになる。
したフェライト系ステンレス鋼が最も一般的に使われ
る。これは箔中のＡｌが表面で選択酸化されたアルミナ
として形成されることによって耐酸化性が向上するから
である。このため金属箔中のＡｌ量がメタル担体の耐久
性に重要な影響を及ぼすことになる。
【０００４】平箔と波箔との当接箇所は、従来はろう付
けによって接合されていたが、最近になって、拡散接合
が用いられるようになった。厚みが２０μｍ〜５０μｍ
の平箔と波箔を交互に巻回してハニカム体を構成した
後、巻回しの張力が解除されないように保持したままで
真空炉に装入し、高温高真空の中で拡散接合を行う。拡
散接合で接合された触媒装置用メタル担体は、従来のろ
う付け法に比較して、ろう材が不要となることから、ろ
う材の影響による酸化劣化のない低廉で高強度の担体を
製造することができる。
けによって接合されていたが、最近になって、拡散接合
が用いられるようになった。厚みが２０μｍ〜５０μｍ
の平箔と波箔を交互に巻回してハニカム体を構成した
後、巻回しの張力が解除されないように保持したままで
真空炉に装入し、高温高真空の中で拡散接合を行う。拡
散接合で接合された触媒装置用メタル担体は、従来のろ
う付け法に比較して、ろう材が不要となることから、ろ
う材の影響による酸化劣化のない低廉で高強度の担体を
製造することができる。
【０００５】拡散接合を行う条件においては、平箔及び
波箔はＡｌを含有したステンレス鋼が用いられるため、
拡散接合中の雰囲気にわずかでも酸素が存在すると、接
合すべき平箔と波箔の表面にアルミナが形成され、健全
な接合拡散を行うことができない。従って、従来は拡散
接合の工程においては、健全な接合を行うため、真空度
を１０-4Ｔｏｒｒよりも高真空として製造が行われてい
た。
波箔はＡｌを含有したステンレス鋼が用いられるため、
拡散接合中の雰囲気にわずかでも酸素が存在すると、接
合すべき平箔と波箔の表面にアルミナが形成され、健全
な接合拡散を行うことができない。従って、従来は拡散
接合の工程においては、健全な接合を行うため、真空度
を１０-4Ｔｏｒｒよりも高真空として製造が行われてい
た。
【０００６】一方、特開平５−２０８１４０号公報にお
いては、Ａｌ含有ステンレス鋼の耐酸化性は、金属の表
面にＡｌ含有材特有の酸化皮膜を形成することによって
得られるとの観点より、真空処理中に酸化皮膜を形成す
るため、真空処理中の真空度を１．５〜１０Ｐａ（１．
１×１０-2〜７．５×１０-2Ｔｏｒｒ）とする発明が開
示されている。
いては、Ａｌ含有ステンレス鋼の耐酸化性は、金属の表
面にＡｌ含有材特有の酸化皮膜を形成することによって
得られるとの観点より、真空処理中に酸化皮膜を形成す
るため、真空処理中の真空度を１．５〜１０Ｐａ（１．
１×１０-2〜７．５×１０-2Ｔｏｒｒ）とする発明が開
示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接合部
表面にアルミナ皮膜が形成されることを防ぐために高真
空で熱処理を行うと、熱処理中にステンレス鋼に含まれ
るＡｌが減少するという問題が発生した。Ａｌは箔の耐
酸化性を確保するための成分であり、Ａｌが減少したの
ではメタル担体を構成する箔の耐酸化性を維持すること
ができない。本発明者らの研究の結果、高真空で熱処理
を行ったときに鋼中の含有Ａｌが低下するのは、高温に
おけるＡｌの蒸気圧が高いためにステンレス鋼箔の表面
からＡｌが蒸発することが原因であると判明した。
表面にアルミナ皮膜が形成されることを防ぐために高真
空で熱処理を行うと、熱処理中にステンレス鋼に含まれ
るＡｌが減少するという問題が発生した。Ａｌは箔の耐
酸化性を確保するための成分であり、Ａｌが減少したの
ではメタル担体を構成する箔の耐酸化性を維持すること
ができない。本発明者らの研究の結果、高真空で熱処理
を行ったときに鋼中の含有Ａｌが低下するのは、高温に
おけるＡｌの蒸気圧が高いためにステンレス鋼箔の表面
からＡｌが蒸発することが原因であると判明した。
【０００８】一方、特開平５−２０８１４０号公報にあ
るような低い真空度で真空処理を行ったのでは、平箔と
波箔との接合部位にアルミナ皮膜が形成され、拡散接合
部の健全性を確保することができない。その理由は、真
空処理開始直後は平箔と波箔の接触部は未だ点接触ない
し線接触に過ぎず、接触部が健全な接合部を形成するた
めに必要な面接触のメタルタッチが形成されるまでの間
に接合すべき部位にアルミナ皮膜が成長してしまうから
であることが判明した。
るような低い真空度で真空処理を行ったのでは、平箔と
波箔との接合部位にアルミナ皮膜が形成され、拡散接合
部の健全性を確保することができない。その理由は、真
空処理開始直後は平箔と波箔の接触部は未だ点接触ない
し線接触に過ぎず、接触部が健全な接合部を形成するた
めに必要な面接触のメタルタッチが形成されるまでの間
に接合すべき部位にアルミナ皮膜が成長してしまうから
であることが判明した。
【０００９】本発明の目的とするところは、Ａｌ含有ス
テンレス鋼の平箔と波箔とを巻回し、平箔と波箔の接合
部を拡散接合によって接合する、ハニカム体をなす触媒
装置用メタル担体の製造方法において、拡散接合のため
の真空熱処理でステンレス鋼中のＡｌが減少することを
防止し、かつ健全な拡散接合を行う製造方法を提供する
ことにある。
テンレス鋼の平箔と波箔とを巻回し、平箔と波箔の接合
部を拡散接合によって接合する、ハニカム体をなす触媒
装置用メタル担体の製造方法において、拡散接合のため
の真空熱処理でステンレス鋼中のＡｌが減少することを
防止し、かつ健全な拡散接合を行う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、以上の問題を
解決するためになされたものであり、その要旨とすると
ころは、Ａｌを含有するフェライト系ステンレス鋼から
なる平箔と該平箔にコルゲート加工を施した波箔とを交
互に巻回したハニカム体の該平箔と波箔の接触部を真空
熱処理で拡散接合により接合する排ガス浄化用メタル担
体の製造方法において、該真空熱処理は、該平箔と波箔
の接触部をメタルタッチさせるための真空熱処理を行う
第１の工程と、第１の工程の真空度から真空度を下げ、
該平箔と波箔に含有するＡｌの蒸発を抑制しながら該平
箔と波箔の接触部を拡散接合により接合する第２の工程
とを有することを特徴とする排ガス浄化用メタル担体の
製造方法である。更に、第１の工程の真空度は１０-4〜
１０-6Ｔｏｒｒであり、第２の工程の真空度は１０-1〜
１０-3Ｔｏｒｒであるとすることができる。また、第１
の工程は、真空熱処理炉の昇温が完了して一定温度Ｔ
（℃）に達してから第１の工程を終了するまでの時間ｔ
ｍ（分）が、下記式（１）を満足することとすることが
できる。 ｔｍ ＞ −０．１５×Ｔ ＋ ２０２．５ （１） また、フェライト系ステンレス鋼平箔及び波箔のＡｌ含
有量が４〜８重量％であることとすることができる。
解決するためになされたものであり、その要旨とすると
ころは、Ａｌを含有するフェライト系ステンレス鋼から
なる平箔と該平箔にコルゲート加工を施した波箔とを交
互に巻回したハニカム体の該平箔と波箔の接触部を真空
熱処理で拡散接合により接合する排ガス浄化用メタル担
体の製造方法において、該真空熱処理は、該平箔と波箔
の接触部をメタルタッチさせるための真空熱処理を行う
第１の工程と、第１の工程の真空度から真空度を下げ、
該平箔と波箔に含有するＡｌの蒸発を抑制しながら該平
箔と波箔の接触部を拡散接合により接合する第２の工程
とを有することを特徴とする排ガス浄化用メタル担体の
製造方法である。更に、第１の工程の真空度は１０-4〜
１０-6Ｔｏｒｒであり、第２の工程の真空度は１０-1〜
１０-3Ｔｏｒｒであるとすることができる。また、第１
の工程は、真空熱処理炉の昇温が完了して一定温度Ｔ
（℃）に達してから第１の工程を終了するまでの時間ｔ
ｍ（分）が、下記式（１）を満足することとすることが
できる。 ｔｍ ＞ −０．１５×Ｔ ＋ ２０２．５ （１） また、フェライト系ステンレス鋼平箔及び波箔のＡｌ含
有量が４〜８重量％であることとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に示すように、Ａｌを含有し
たフェライト系ステンレス鋼からなる平箔と該鋼にコル
ゲート加工を施した波箔とを交互に巻回し、ハニカム体
の形状を形成する。該平箔と波箔の接触部を拡散接合す
るに際しては、該接触部における平箔と波箔との接触圧
力を維持したまま真空熱処理炉に装入する。具体的に
は、ステンレス鋼製の外筒にハニカム体を圧入すること
によって接触圧力を維持することが好ましい。
たフェライト系ステンレス鋼からなる平箔と該鋼にコル
ゲート加工を施した波箔とを交互に巻回し、ハニカム体
の形状を形成する。該平箔と波箔の接触部を拡散接合す
るに際しては、該接触部における平箔と波箔との接触圧
力を維持したまま真空熱処理炉に装入する。具体的に
は、ステンレス鋼製の外筒にハニカム体を圧入すること
によって接触圧力を維持することが好ましい。
【００１２】以上のように巻回したままのハニカム体で
は、常温においては、接触部における平箔と波箔の曲率
が異なるため、接触は線接触ないしは点接触にすぎず、
強固な接続部を形成するための面接触（メタルタッチ）
は得られていない。真空熱処理炉内においては１１００
℃以上まで温度を上昇させるが、このような高温におい
ては平箔と波箔の剛性が低下するため、接触部に作用し
ている押し付け圧力によって箔が変形し、接触部は面接
触となってメタルタッチが達成される。熱処理を開始し
てからメタルタッチが得られるまでを、本発明は第１の
工程と称する。第１の工程においてメタルタッチが完了
するまでには時間がかかるため、第１の工程の進行中に
おいてはメタルタッチすべき部位の平箔と波箔は未だ分
離している。従って、この時点で箔の表面の酸化が進行
すると、次の工程における拡散接合において接合部に酸
化皮膜が存在することとなり、健全な拡散接合を行うこ
とができない。従って、第１の工程においては、箔の表
面の酸化を進行させないよう、従来から行われている高
真空での熱処理が必要となる。
は、常温においては、接触部における平箔と波箔の曲率
が異なるため、接触は線接触ないしは点接触にすぎず、
強固な接続部を形成するための面接触（メタルタッチ）
は得られていない。真空熱処理炉内においては１１００
℃以上まで温度を上昇させるが、このような高温におい
ては平箔と波箔の剛性が低下するため、接触部に作用し
ている押し付け圧力によって箔が変形し、接触部は面接
触となってメタルタッチが達成される。熱処理を開始し
てからメタルタッチが得られるまでを、本発明は第１の
工程と称する。第１の工程においてメタルタッチが完了
するまでには時間がかかるため、第１の工程の進行中に
おいてはメタルタッチすべき部位の平箔と波箔は未だ分
離している。従って、この時点で箔の表面の酸化が進行
すると、次の工程における拡散接合において接合部に酸
化皮膜が存在することとなり、健全な拡散接合を行うこ
とができない。従って、第１の工程においては、箔の表
面の酸化を進行させないよう、従来から行われている高
真空での熱処理が必要となる。
【００１３】第１の工程における真空度は、１０-4〜１
０-6Ｔｏｒｒとすることが好ましい。真空度の上限を１
０-6Ｔｏｒｒとするのは、通常、拡散接合の真空熱処理
炉における真空ポンプには油拡散ポンプが用いられる
が、油拡散ポンプを用いたときの真空炉内の真空到達限
界が１０-6Ｔｏｒｒだからである。
０-6Ｔｏｒｒとすることが好ましい。真空度の上限を１
０-6Ｔｏｒｒとするのは、通常、拡散接合の真空熱処理
炉における真空ポンプには油拡散ポンプが用いられる
が、油拡散ポンプを用いたときの真空炉内の真空到達限
界が１０-6Ｔｏｒｒだからである。
【００１４】真空度の下限を１０-4Ｔｏｒｒとするの
は、これよりも低い真空度では、雰囲気中に含まれる酸
素ガスによってステンレス鋼箔の酸化が進行し、メタル
タッチが完了する前に接続すべき箇所の箔の表面に酸化
皮膜が生成し、次の工程における拡散接合が良好に行わ
れないからである。
は、これよりも低い真空度では、雰囲気中に含まれる酸
素ガスによってステンレス鋼箔の酸化が進行し、メタル
タッチが完了する前に接続すべき箇所の箔の表面に酸化
皮膜が生成し、次の工程における拡散接合が良好に行わ
れないからである。
【００１５】本発明の真空熱処理においては、図２に示
すように、第１の工程で平箔と波箔の接触部のメタルタ
ッチが完了した後、真空度を下げることにより、拡散接
合のための第２の工程を開始する。真空度を下げる理由
は、第１の工程と同じ高い真空度で第２の工程を行う
と、ステンレス鋼箔中のＡｌが箔の表面から蒸発し、Ａ
ｌ含有量が低下して本来の耐酸化性が失われるからであ
る。雰囲気の真空度を下げることによって箔が雰囲気と
接触する部位は箔の表面の酸化が進行するが、拡散接合
すべき部位は、既に第１の工程でメタルタッチが完了し
ているので、拡散接合すべき部位は雰囲気との接触がほ
とんどなく雰囲気の真空度を下げても箔の表面の酸化は
進行せず、健全な拡散接合を行うことができる。
すように、第１の工程で平箔と波箔の接触部のメタルタ
ッチが完了した後、真空度を下げることにより、拡散接
合のための第２の工程を開始する。真空度を下げる理由
は、第１の工程と同じ高い真空度で第２の工程を行う
と、ステンレス鋼箔中のＡｌが箔の表面から蒸発し、Ａ
ｌ含有量が低下して本来の耐酸化性が失われるからであ
る。雰囲気の真空度を下げることによって箔が雰囲気と
接触する部位は箔の表面の酸化が進行するが、拡散接合
すべき部位は、既に第１の工程でメタルタッチが完了し
ているので、拡散接合すべき部位は雰囲気との接触がほ
とんどなく雰囲気の真空度を下げても箔の表面の酸化は
進行せず、健全な拡散接合を行うことができる。
【００１６】第２の工程における真空度は、１０-1〜１
０-3Ｔｏｒｒとすることが好ましい。真空度の上限を１
０-3Ｔｏｒｒとするのは、真空度が高く、１０-3Ｔｏｒ
ｒを超えると、第２の工程の拡散接合を行っている間に
箔の表面からのＡｌの蒸発が進行して箔中のＡｌ含有量
が低下するからである。図３に第２の工程における真空
度と残留Ａｌの関係を示す。Ａｌを５重量％含有する箔
を用い、真空熱処理においては、保持温度Ｔを１２５０
℃とし、第２の工程の真空熱処理時間を９０分とした。
図３より明らかなとおり、第２の工程の真空度を１０-3
Ｔｏｒｒ以下とすれば良好な残留Ａｌを得ることができ
る。
０-3Ｔｏｒｒとすることが好ましい。真空度の上限を１
０-3Ｔｏｒｒとするのは、真空度が高く、１０-3Ｔｏｒ
ｒを超えると、第２の工程の拡散接合を行っている間に
箔の表面からのＡｌの蒸発が進行して箔中のＡｌ含有量
が低下するからである。図３に第２の工程における真空
度と残留Ａｌの関係を示す。Ａｌを５重量％含有する箔
を用い、真空熱処理においては、保持温度Ｔを１２５０
℃とし、第２の工程の真空熱処理時間を９０分とした。
図３より明らかなとおり、第２の工程の真空度を１０-3
Ｔｏｒｒ以下とすれば良好な残留Ａｌを得ることができ
る。
【００１７】真空度の下限を１０-1Ｔｏｒｒとする理由
は下記の通りである。炉内のガス中には外部からの空気
の浸入などにより酸素が含まれている。また、第２の工
程の開始時点において、拡散接合されるべき部位は、メ
タルタッチといっても完全に接触しているわけではな
く、若干の隙間が生じている。この間隙に第２の工程中
に炉内雰囲気の酸素が入り込むと接続すべき部位の酸化
が進行し、健全な接合部の形成を阻害するが、炉内の酸
素分圧が十分に低ければ第２の工程におけるメタルタッ
チ部内の酸化の進行が起こらない。また、箔中のＡｌ含
有量に影響を及ぼさない程度のわずかなＡｌ蒸発を起す
程度の真空度があれば、接合されるべき部位の間隙に雰
囲気の酸素ガスが浸入することを防止する働きを期待で
きる。真空度が１０-1Ｔｏｒｒ以上であれば、Ａｌの蒸
発による上記効果が得られ、かつ炉内の酸素分圧が十分
に低いので酸化の進行が押さえられる。炉内の酸素分圧
を下げるためには炉内にアルゴン等の不活性ガスを導入
する事も有効である。真空度の下限は１０-2Ｔｏｒｒと
することがより好ましい。これにより、炉内不活性ガス
導入がなくても酸素分圧が十分に低く、接合部の酸化を
確実に防止することができる。
は下記の通りである。炉内のガス中には外部からの空気
の浸入などにより酸素が含まれている。また、第２の工
程の開始時点において、拡散接合されるべき部位は、メ
タルタッチといっても完全に接触しているわけではな
く、若干の隙間が生じている。この間隙に第２の工程中
に炉内雰囲気の酸素が入り込むと接続すべき部位の酸化
が進行し、健全な接合部の形成を阻害するが、炉内の酸
素分圧が十分に低ければ第２の工程におけるメタルタッ
チ部内の酸化の進行が起こらない。また、箔中のＡｌ含
有量に影響を及ぼさない程度のわずかなＡｌ蒸発を起す
程度の真空度があれば、接合されるべき部位の間隙に雰
囲気の酸素ガスが浸入することを防止する働きを期待で
きる。真空度が１０-1Ｔｏｒｒ以上であれば、Ａｌの蒸
発による上記効果が得られ、かつ炉内の酸素分圧が十分
に低いので酸化の進行が押さえられる。炉内の酸素分圧
を下げるためには炉内にアルゴン等の不活性ガスを導入
する事も有効である。真空度の下限は１０-2Ｔｏｒｒと
することがより好ましい。これにより、炉内不活性ガス
導入がなくても酸素分圧が十分に低く、接合部の酸化を
確実に防止することができる。
【００１８】第２の工程は、上記真空度を確保した上で
１１００℃を超える温度で９０分程度の時間の熱処理を
行い、平箔と波箔の接合部の拡散接合を完了する。
１１００℃を超える温度で９０分程度の時間の熱処理を
行い、平箔と波箔の接合部の拡散接合を完了する。
【００１９】第１の工程は平箔と波箔の接合部のメタル
タッチが完了するまで行う。第１の工程の保持温度が高
いほどメタルタッチ完了までの時間は短縮される。第１
の工程の昇温が完了して一定温度Ｔ（℃）に達してから
第１の工程を終了するまでの時間ｔｍ（分）が、下記式
（１）を満足する十分な時間であれば、次の第２の工程
の拡散接合を開始できることが確認できた。
タッチが完了するまで行う。第１の工程の保持温度が高
いほどメタルタッチ完了までの時間は短縮される。第１
の工程の昇温が完了して一定温度Ｔ（℃）に達してから
第１の工程を終了するまでの時間ｔｍ（分）が、下記式
（１）を満足する十分な時間であれば、次の第２の工程
の拡散接合を開始できることが確認できた。
【００２０】 ｔｍ ＞ −０．１５×Ｔ ＋ ２０２．５ （１） ただし、第１の工程は高真空で行うので、式（１）を満
足しても大幅にｔｍを長くすると箔中のＡｌが蒸発して
Ａｌ含有量が低下するので好ましくない。式（１）を経
過したら速やかに第２の工程に移行して真空度を下げる
ことが好ましい。
足しても大幅にｔｍを長くすると箔中のＡｌが蒸発して
Ａｌ含有量が低下するので好ましくない。式（１）を経
過したら速やかに第２の工程に移行して真空度を下げる
ことが好ましい。
【００２１】上記ｔｍの確認は、以下のようにして行っ
た。第１の工程の保持温度を任意の温度Ｔ（℃）とし、
任意の時間の保持が完了した後に真空処理を終了し、炉
から抽出する。しかる後に平箔と波箔の接触部を強制的
に引き剥がして接触部を観察すると、両者が接触してい
た幅を確認することができる。接触幅が一定以上存在し
てメタルタッチが完成した時間を保持温度Ｔの関数とし
て表現した結果、図４に示す結果が得られ、この結果か
ら式（１）を得ることができた。箔の厚み２０μｍ〜５
０μｍの範囲で式（１）が成立することを確認した。
た。第１の工程の保持温度を任意の温度Ｔ（℃）とし、
任意の時間の保持が完了した後に真空処理を終了し、炉
から抽出する。しかる後に平箔と波箔の接触部を強制的
に引き剥がして接触部を観察すると、両者が接触してい
た幅を確認することができる。接触幅が一定以上存在し
てメタルタッチが完成した時間を保持温度Ｔの関数とし
て表現した結果、図４に示す結果が得られ、この結果か
ら式（１）を得ることができた。箔の厚み２０μｍ〜５
０μｍの範囲で式（１）が成立することを確認した。
【００２２】Ａｌ含有フェライト系ステンレス鋼のＡｌ
含有量は、４〜８重量％であることが好ましい。Ａｌ含
有量の上限を８％としたのは、実用上圧延可能なＡｌ含
有量の上限が８％だからである。Ａｌ含有量の下限を４
％としたのは、本発明を採用した場合の真空熱処理中の
Ａｌ蒸発を考慮して、箔のＡｌ含有量が４％未満である
と９５０℃エンジン耐久試験で合格する耐酸化性を確保
できなくなるからである。
含有量は、４〜８重量％であることが好ましい。Ａｌ含
有量の上限を８％としたのは、実用上圧延可能なＡｌ含
有量の上限が８％だからである。Ａｌ含有量の下限を４
％としたのは、本発明を採用した場合の真空熱処理中の
Ａｌ蒸発を考慮して、箔のＡｌ含有量が４％未満である
と９５０℃エンジン耐久試験で合格する耐酸化性を確保
できなくなるからである。
【００２３】
【実施例】Ｃｒを２０重量％、Ａｌを５重量％含有する
フェライト系ステンレス鋼を用い、箔の厚みを２０、３
０、５０μｍとしてハニカム体を形成し、ステンレス鋼
製の外筒に圧入した上で、表１に示す条件で拡散接合の
ための真空熱処理を行った。昇温開始から保持温度に到
達するまでの昇温時間は６０分とした。
フェライト系ステンレス鋼を用い、箔の厚みを２０、３
０、５０μｍとしてハニカム体を形成し、ステンレス鋼
製の外筒に圧入した上で、表１に示す条件で拡散接合の
ための真空熱処理を行った。昇温開始から保持温度に到
達するまでの昇温時間は６０分とした。
【００２４】ハニカム体の良否の判定は、製造したハニ
カム体を用いてハニカム体の入口のガス温度９５０℃の
エンジン冷熱耐久試験を行い、９００サイクルの後に破
損が生じるか否かによって判断した。○は破損が発生し
なかったもの、▲は微小な破損が発生したもの、●は顕
著な破損が発生したものである。
カム体を用いてハニカム体の入口のガス温度９５０℃の
エンジン冷熱耐久試験を行い、９００サイクルの後に破
損が生じるか否かによって判断した。○は破損が発生し
なかったもの、▲は微小な破損が発生したもの、●は顕
著な破損が発生したものである。
【００２５】箔中の残留Ａｌは、真空熱処理が完了した
ハニカム体の箔の断面サンプルを作成し、断面の厚み中
央部を１μｍ角の範囲のＥＤＡＸ分析を行って測定し
た。
ハニカム体の箔の断面サンプルを作成し、断面の厚み中
央部を１μｍ角の範囲のＥＤＡＸ分析を行って測定し
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】Ｎｏ．１〜９は本発明例である。箔厚２
０、３０、５０μｍにおいて、第１の工程の真空度を１
０-4〜１０-6Ｔｏｒｒの範囲で３種類実施し、第２の工
程の真空度はすべて１０-2Ｔｏｒｒとしたが、いずれも
拡散接合部の強度の判定結果は良好であり、残留Ａｌ量
も良好であった。
０、３０、５０μｍにおいて、第１の工程の真空度を１
０-4〜１０-6Ｔｏｒｒの範囲で３種類実施し、第２の工
程の真空度はすべて１０-2Ｔｏｒｒとしたが、いずれも
拡散接合部の強度の判定結果は良好であり、残留Ａｌ量
も良好であった。
【００２８】Ｎｏ．１０〜２１は比較例である。Ｎｏ．
１０〜１８においては、ｔｍはすべて１５分で同一とし
たが、第１の工程と第２の工程の真空度が等しく、１０
-4〜１０-6Ｔｏｒｒの範囲で３種類実施した。箔の厚さ
は２０、３０、５０μｍの３種類である。いずれも、第
２の工程における真空度が高すぎるためＡｌの蒸発が起
こり、残留Ａｌが低下した。このため、ハニカム体の高
温耐酸化性が劣化し、耐久試験結果がいずれも▲ないし
●という悪い結果となった。
１０〜１８においては、ｔｍはすべて１５分で同一とし
たが、第１の工程と第２の工程の真空度が等しく、１０
-4〜１０-6Ｔｏｒｒの範囲で３種類実施した。箔の厚さ
は２０、３０、５０μｍの３種類である。いずれも、第
２の工程における真空度が高すぎるためＡｌの蒸発が起
こり、残留Ａｌが低下した。このため、ハニカム体の高
温耐酸化性が劣化し、耐久試験結果がいずれも▲ないし
●という悪い結果となった。
【００２９】Ｎｏ．１９はｔｍを０分としたため、メタ
ルタッチが完了する前に第２の工程に入り、第２の工程
は真空度が１０-2Ｔｏｒｒという低い値なので接合すべ
き部位に酸化皮膜が成長して拡散接合に失敗した。
ルタッチが完了する前に第２の工程に入り、第２の工程
は真空度が１０-2Ｔｏｒｒという低い値なので接合すべ
き部位に酸化皮膜が成長して拡散接合に失敗した。
【００３０】Ｎｏ．２０、２１はｔｍが長すぎたため、
第１の工程においてＡｌの蒸発が進行し、残留Ａｌが低
下して耐久試験結果が▲、●という結果となった。
第１の工程においてＡｌの蒸発が進行し、残留Ａｌが低
下して耐久試験結果が▲、●という結果となった。
【００３１】
【発明の効果】Ａｌ含有ステンレス鋼の平箔と波箔とを
巻回し、平箔と波箔の接合部を拡散接合によって接合す
る触媒装置用メタル担体の製造方法において、拡散接合
のための真空熱処理でステンレス鋼中のＡｌが減少する
ことを防止し、かつ健全な拡散接合を行うことができ
た。
巻回し、平箔と波箔の接合部を拡散接合によって接合す
る触媒装置用メタル担体の製造方法において、拡散接合
のための真空熱処理でステンレス鋼中のＡｌが減少する
ことを防止し、かつ健全な拡散接合を行うことができ
た。
【図１】平箔と波箔を交互に巻回してハニカム体を製造
する状況を示す図である。
する状況を示す図である。
【図２】本発明の拡散接合のための真空熱処理の工程を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の第２の工程の真空度と熱処理後の箔中
の残留Ａｌの関係を示す図である。
の残留Ａｌの関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の工程の保持時間ｔｍと保持温度
Ｔによるメタルタッチ完了有無の関係を示す図である。
Ｔによるメタルタッチ完了有無の関係を示す図である。
１ 平箔 ２ 波箔 ３ ハニカム体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−197171（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 20/00 - 20/14
Claims (4)
- 【請求項１】 Ａｌを含有するフェライト系ステンレス
鋼からなる平箔と該平箔にコルゲート加工を施した波箔
とを交互に巻回したハニカム体の該平箔と波箔の接触部
を真空熱処理で拡散接合により接合する排ガス浄化用メ
タル担体の製造方法において、該真空熱処理は、該平箔
と波箔の接触部をメタルタッチさせるための真空熱処理
を行う第１の工程と、第１の工程の真空度から真空度を
下げ、該平箔と波箔に含有するＡｌの蒸発を抑制しなが
ら該平箔と波箔の接触部を拡散接合により接合する第２
の工程とを有することを特徴とする排ガス浄化用メタル
担体の製造方法。 - 【請求項２】 第１の工程の真空度は１０-4〜１０-6Ｔ
ｏｒｒであり、第２の工程の真空度は１０-1〜１０-3Ｔ
ｏｒｒであることを特徴とする請求項１記載の排ガス浄
化用メタル担体の製造方法。 - 【請求項３】 第１の工程は、真空熱処理炉の昇温が完
了して一定温度Ｔ（℃）に達してから第１の工程を終了
するまでの時間ｔｍ（分）が、下記式（１）を満足する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス浄化用メ
タル担体の製造方法。 ｔｍ ＞ −０．１５×Ｔ ＋ ２０２．５ （１） - 【請求項４】 フェライト系ステンレス鋼平箔及び波箔
のＡｌ含有量が４〜８重量％であることを特徴とする請
求項１乃至３記載の排ガス浄化用メタル担体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29074897A JP3321397B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 拡散接合による排ガス浄化用メタル担体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29074897A JP3321397B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 拡散接合による排ガス浄化用メタル担体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123568A JPH11123568A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3321397B2 true JP3321397B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=17760026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29074897A Expired - Fee Related JP3321397B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 拡散接合による排ガス浄化用メタル担体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3321397B2 (ja) |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP29074897A patent/JP3321397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11123568A (ja) | 1999-05-11 |
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