JPH02214545A - アルミナウィスカーを有する触媒反応器用担持母体の製造方法 - Google Patents

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、自動車の排ガスを清浄化する触媒反応器（触
媒コンバータ）のための触媒担持母体の製造方法に関す
る。

（従来の技、術） 自動車の排ガスを清浄化する触媒反応器の触媒を担持す
る担持母体は高温に耐えるＡＱ含有ステンレスＩＩ箔に
よるハニカム構造体（メタルハニカムと称される）が用
いられている。すなわち、担持母体は触媒物質で被覆さ
れるが、その為ＡＱ含有ステンレス＃Ｉ箔の表面は触媒
物質との密着性を強化するためアルミナウィスカーを生
成させている。アルミナウィスカーを生成させる方法に
ついては、既に特開昭５６−９６７２６号、特開昭５６
−１５２９６５号、特開昭５７−７１８９８号、戒は特
開昭６２−２９９７１１号がある。これらの方法はＡＭ
含有ステンレス鋼を適当な前処理を施した後、何れも最
終的に大気中で長時間酸化させてウィスカーを生成させ
るのである。

一方、メタルハニカムと称されるハニカム構造体は、通
常平坦な鋼箔と波形に加工された鋼箔を交互に層状に配
置し、これを円筒形成は楕円形に巻回成形したものが広
く用いられている。しかし、このようなハニカム構造体
に排気ガスを流通させると部材である鋼箔はガス流通方
向にづれ、所謂テレスコープと称される現像を生ずる。

この現像を防止するため、一般にハニカム構造体はろう
接が施されている。ハニカム構造体にろう接を施す方法
について特開昭６１−１９９５７４号、特願昭６１−１
８１６６５号には、はんだろう材を挿入、加熱、ろう接
する方法が開示されている。

しかして、アルミナウィスカーの生成及びろう接は何れ
も熱処理によるものであるから、この両者を効率良く行
なうことが必要である。アルミナウィスカーを有する表
面は、酸化物で覆われているのでろう接には不適当であ
る。したがって、この酸化物の表面をろう接するには酸
化物を破壌するような特殊な処理を行なうか、或はアル
ミナウィスカーの生成前、大気中酸化以前にろう接を行
なわなければならない。

アルミナウィスカーの生成方法は、使用する材料、前処
理方法によって異なるが、何れの場合も最終的に９００
℃付近の大気中で長時間酸化する。

このため、大気中の長時間酸化以前に熱処理を加えるこ
とはアルミナウィスカーの生成に大きく影響する。特に
１０５０℃を超える高温の熱処理を施すと、熱処理雰囲
気によらず、アルミナウィスカーの生成は阻害される。

したがって、アルミナウィスカーの生成以前にろう接を
施す場合、その熱処理条件は１０５０℃以下というよう
に大きく制約を受ける。他方、触媒コンバータの使用さ
れる環境はエンジン近傍の排ガス系に位置することから
、通常９００℃付近である。また、エンジン内でミスフ
ァイヤー等が起これば、温度は瞬間的に１１００℃程度
まで上昇することがある。したがって、ろう接部材には
１１００℃程度でも溶融破断等のない特性を有するもの
が要求される。

しかし、前述のように１０５０℃以下という制約された
熱処理条件の中でアルミナウィスカーの生成を阻害する
ことなくろう接し、その後ろう液処理温度より高い１１
００℃以上の再溶融温度を得るろう材はなかった。

（発明が解決しようとする課り 本発明は、上記の課題を解決し、アルミナウィスカーの
生成を阻害することなくろう接し、且つ、例えば、１１
００℃程度の使用温度においても溶融破断等のない特性
を有するろう接を施したアルミナウィスカーを有する触
媒反応器用担持母体の製造方法を堤供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、平坦状及び波状の２枚のＡｌ含有耐高湿性鋼
板を層状に交互に配置し、ろう接とアルミナウィスカー
生成工程とによってハニカム状の触媒物質を担持するア
ルミナウィスカーを有する触媒反応器用担持母体の製造
方法において、低温用ろう接材及び高温用ろう接材の少
なくとも２種類以上のろう接材を使用し、該ろう接材を
密着或は混在して前記ハニカム内に挿入し、アルミナウ
ィスカーの生成以前に１０５０℃以下で低温用ろう材の
みが溶融する温度に加熱して低温用ろう接材で仮ろう接
する工程とアルミナウィスカーの生成後、高温用ろう材
の溶融する温度以上の温度に加熱して高温用ろう接材で
ろう接する工程からなる２段階のろう液熱処理を行なう
ことを特徴とする担持母体の製造方法である。

すなわち、本発明では、低温用及び高温用の２種類以上
のろう材を用い、そのろう材の熱処理をアルミナウィス
カーの生成のための大気中酸化処理の前後に分けて行な
うものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明において、使用するろう材は、低温用としてアル
ミナウィスカーの生成を１５１害しない熱処理条件でろ
う接が完了するものと高温用として担持母体の環境中で
再溶融等の起こることのない高温での特性に優れたろう
材との２種類以上を必要とする。ろう材の形状には特に
制約はなく、板。

粉末、ペースト等何れでもかまわない、２種類のろう材
は、例えば、板状の場合には互いに密着して、また、粉
末状、ペースト状の場合には混合する等して２種類のろ
う材をハニカム構造体内に挿スする。ハニカム構造体内
に挿入する方法は２種類のろう材が、上述のようにして
重なるか、混合されて配置されれば良く、方法に制限は
ない。ただ、触媒反応器として使用する場合の性能の観
点から、本出願人の出願にかかる特願昭６３−１８１６
６５号に開示されているように、ハニカム構造体成形時
に、その中央部にろう材を挿入する方法が好ましい。

２種類のろう材を挿入したハニカム構造体は、ろう接の
ための２回の熱処理とアルミナウィスカー生成のための
大気酸化処理が施される。先ず、第１回目の熱処理は、
低温用ろう材のろう接最適温度にて処理されるが、この
熱処理はアルミナウィスカーの生成に大きく影響するた
め制限される。

種々検討の結果、真空或は水素、不活性ガス中の非酸化
性雰囲気で１０５０℃以下、１０分以内の短時間処理で
なければならない。そのため、低温用ろう材は、この条
件内でろう接の可能なものを把握する必要がある。

次に、アルミナウィスカー生成のための大気酸化が実施
されアルミナウィスカーが生成する。その後２回目のろ
う液処理が施される。この２回目のろう傍熱処理は特に
制限はなく、触媒反応器の使用環境下で優れた特性をも
つ高温ろう材のろう接最適温度にて実施される。

（作　用） 一回目のろう接では、低温ろう接による仮ろう接が行な
われる。このため１次に行なわれるウィスカー生成のた
めの大気酸化から母材、ろう接面と高温ろう材が保護さ
れ、２回目のろう接が可能となる。この１回目のろう接
の熱処理は、１０５０℃以下、１０分以内であれば、ア
ルミナウィスカーを生成するＡＱ含有ステンレス鋼の特
性、前処理の効果を妨げることはない。むしろ、非酸化
性雰囲気で行なわれるこの熱処理はアルミナウィスカー
の生成を促進する。このためウィスカーの生成に関して
は、すでに特開昭５６−９６７２６号、特開昭５６−１
５２９６５号、特開昭５７−７１８９８、或は特開昭６
２−２９９７１１等があるが、何れの場合もアルミナウ
ィスカー生成のための大気酸化以前に行なうことが可能
である低温ろう材は特に制限はないが、大気酸化から母
材のろう接面、高温用ろう材を保護するという役割から
、Ｎｉ基の低融点タイプのものが好ましい。

２回目のろう接は、大気酸化から保護されたろう接面と
高温用ろう材によって行なわれる。したがって、高温用
ろう材のろう接最適温度で行なわれるが、この条件は生
成したアルミナウィスカーハニカム構造体を破壊するよ
うな過酷な条件でなければ特に制限はない９又、低高温
用ろう材の両者が固溶する場合は固溶した合金によって
ろう接される。この場合、低高湿用ろう材の量の比によ
って最終的なろう接部の溶融点等の特性が決定され制御
することが可能である。このため高温用ろう材としては
、低温用ろう材にＮｉ基のものを使用した場合、Ｎｉ基
の高融点タイプのものが好ましい。

２回目のろう接は、アルミナウィスカーが生成した後に
高温で実施され、この熱処理によって生成しているアル
ミナウィスカーの成長は抑制され、通常の酸化が生じ、
その結果、触媒担体との密着性は何等影響されることは
ない、（例えば、特願昭６３−１６６９５８号に記載さ
れているウィスカーの成長を抑制する処理をかねること
が可能である。）本発明のハニカム構造体よりなる触媒
反応器用担持母体の製造方法の１例を図面をもって説明
する。第１図はろう材の挿入を示す説明図、第２図はろ
う材の配置図、第３図は形成されたハニカム体とこれを
収納する外筒である。第１図において。

ハニカム構造体４を構成する波形帯状箔２と平形イＷ状
箔３との間に板状の低温用ろう材６と高湿用ろう材７と
を互いに密着したろう材ｌを挿入して巻き上げてハニカ
ム構造体４を成形する。ハニカム構造体内のろう材の配
置図を第２図に示す、このようにして得られたハニカム
構造体を外筒５に収納する（第３図参照）。

次に、実施例をもって本発明を具体的に説明する。

実施例 ハニカム構造体用の素材として、フェライト系ステンレ
ス鋼の表面にＡＭメツキし、真空中若しくは非酸化雰囲
気中で加熱してＡＭをフエライト系ステンレス鋼中へ拡
散させたものを用いた（特開昭６２−２９９７１１号記
載方法参照）。このフェライト板を板厚５０μ■、幅７
５＋ａｍの平形及び波形帯状箔に加工し、第１図のよう
に巻回し、直径７０＋ｏａ＋の円筒形ハニカム構造体に
生成した。その際、低高臥用の２′Ｎｔ類のろう材箔を
重ねて平形、波形帯状箔の間の中央部両面に挿入し巻き
込んだ。低温用ろう材としてはＮｉ基低融点タイプろう
材Ｂ−Ｎｉ−２（ＪＩＳ規格）板厚１０μｍ、幅１０ｍ
ｍ高温用ろう材としてＮｉ基同高融点タイプう材Ｂ−Ｎ
ｉ−５、板厚２０μ随、幅９■ｍを使用した。２種類の
ろう材は低温用ろう材が、高温用ろう材を保護するよう
に第２図のように重ねて配置した。巻き終り部では、ハ
ニカム構造体収納容器外筒ｌとのろう接のため、第３図
のように１周分多く巻かれ、収納容器に納められる。こ
の２種類のろう材の挿入されたハニカム構造体に１回目
ろう接処理り０００℃、５分間真空中、ウィスカー生成
のための大気酸化処理９００℃、１６時間、大気中、２
回目ろう液熱処理１１７０℃、５分間真空中の３の熱処
理を順に加えた。

ろう接の完了したハニカム構造体は強固にろう接が施さ
れ、テレスコープは生じなかった。ろう接部は示唆熱分
析の結果、再溶融開始温度、固相線は１１４０℃であっ
た。

これらのことより１１００℃以上の再溶融点を持つろう
接がアルミナウィスカーの生成を阻害することなく施さ
れたことを確認した。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明では、低高温用２種類のろう
材を用い、２段階に分けた熱処理を施すことでアルミナ
ウィスカーの生成をｔａｎ害することなく再溶融点の高
いろう接が施された担持１ｅ体が製造された。この担持
母体は母材表面にアルミナウィスカーを有するため、触
媒反応器として使用する場合、触媒物質との密着性にす
ぐれ使用環境下でエンジンのミスファイヤー等で生ずる
高温の排ガスにさらされてもろう接部に溶融がなくテレ
スコープ現象、ハニカム体の破壊といったことが起きる
ことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はろう材挿入を示す説明図、第２図はろう材の配
置図、第３図は形成されたハニカノ１体とこれを収納す
る外筒である９ １・・・ろう材　２・・・波形帯状箔　３・・・平形帯
状箔４・・ハニカム構造体　５・・・外筒　６・・・低
温用ろう材　７・・・高温用ろう材 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　平坦状及び波状の２枚のＡｌ含有の耐高温性鋼板を
   層状に交互に配置し、ろう接とアルミナウィスカー生成
   工程とによってハニカム状の触媒物質を担持するアルミ
   ナウィスカーを有する触媒反応器用担持母体の製造方法
   において、低温用ろう接材及び高温用ろう接材の２種類
   以上のろう接材を使用し、該ろう接材を密着或は混在し
   て前記ハニカム内に挿入し、アルミナウィスカーの生成
   以前に１０５０℃以下で低温用ろう材のみが溶融する温
   度に加熱して低温用ろう接材で仮ろう接する工程とアル
   ミナウィスカーの生成後、高温用ろう材の溶融する温度
   以上の温度に加熱して高温用ろう接材でろう接する工程
   からなる２段階のろう接熱処理を行なうことを特徴とす
   る担持母体の製造方法。