JPH03294404A - 金属粉末ハニカムモノリス構造体の焼成方法 - 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、金属粉末を一体物たるハニカムモノリス構造
体に成形したものを、水素を含む還元雰囲気下に焼成す
る金属粉末ハニカムモノリス構造体の焼成方法に関する
。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来よ
り、自動車等の内燃機関から排出される排気ガス中の窒
素酸化物などを浄化するための触媒、触媒担体等として
多孔質セラミックハニカム構造体が使用されている。

また近年になり、苛酷な条件下でより大きな機械的強度
、耐熱性を示すものとして、金属粉末を成形・焼成して
へ二カム構造体を製造することが実施されつつある。

このようなセラミックあるいは金属粉末のハニカムモノ
リス構造体（成形体）を焼成するに際しては、従来から
ハニカムモノリス構造体（成形体）を電気炉等の還元雰
囲気炉中に適宜配置した状態で焼成を行っている。

しかしながら、上記のようにハニカムモノリス構造体を
電気炉等の還元雰囲気中において焼成するに際しては、
金属粉末のハニカムモノリス構造体の場合、ハニカム表
面か完全に金属化しないために焼成時の収縮か均一でな
く、製品たるハニカムモノリス構造体が変形するという
問題が発生することが判明した。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者は、上記の問題に鑑み種々検討を行なっ
た結果、被焼成物たるモノリス構造体を焼成用治具に近
接あるいは接触して焼成することにより上記問題を解決
てきることを見出し、本発明に到達したものである。

すなわち本発明によれば、水素を含む還元雰囲気下に金
属粉末ハニカムモノリス構造体を焼成する方法であって
、被焼成物である金属粉末ハニカムモノリス構造体を焼
成用治具にて近接あるいは接触して取り囲み、焼成する
ことを特徴とする金属粉末ハニカムモノリス構造体の焼
成方法、が提供される。

また本発明においては、被焼成物と焼成用治具とが３０
ｍｍ以下の距離で近接あるいは接触するように取り囲ん
で焼成することが、より効果的であり、好ましい。

［作用］ 本発明では、焼成に際し、被焼成物である金属粉末ハニ
カムモノリス構造体を焼成用治具にて近接あるいは接触
させて配置することに特徴を有する。

このように焼成用治具な設けた場合の作用については今
のところ明確ではない、４１！測するところ、焼成用治
具が雰囲気ガス中の不純物のゲッターとなっている等の
何らかの雰囲気の影響あるいは輻射熱による作用が考え
られる。

本発明では、上記の焼成に際し、複数の被焼成物たる金
属粉末ハニカムモノリス構造体のそれぞれが近接あるい
は接触していてもよい。

本発明で用いる焼成用治具の材質としては、被焼成物の
金属粉末ハニカムモノリス構造体および水素と反応しな
いものであるれば特に制限はなく、例えばステンレス鋼
、Ｍｏ％Ｔａ等の金属質の治具、アルミナ、グラファイ
ト、ＳｉＣ等のセラミック質の治具等を適宜使用するこ
とができる。

この焼成用治具は、通常、被焼成物たる金属粉末ハニカ
ムモノリス構造体の側部を囲む筒状物（匣）として焼成
炉内に設置されるが、完全に密閉しなければ筒状物に蓋
を設けてもよい。

焼成雰囲気としては、水素を含む還元雰囲気て、かつ被
焼成物と反応しないものであれば、水素以外のガス組成
に制限はなく、例えばＡｒ、Ｃ０ｃｏ２．Ｈｅ等を用い
ることができる。水素を含む還元雰囲気で焼成すること
により、有機バインダーがＦｅ等を触媒にして分解、除
去されて良好な焼結体を得ることができる。

焼成雰囲気中の水素の含有割合としては、５ｖｏ１％以
上が好ましく、２５ｖｏ１％以上がさらに好ましい。水
素の含有割合が５ｖｏ１％未満の場合、上記の効果が得
られ難い。

本発明て焼成される金属粉末ハニカムモノリス構造体の
構成成分１組成としては特に制限はなく、例えば、Ｆｅ
、Ｃｒ、Ａｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ及びこれら
の合金などが挙げられる。

焼成温度としては１通常１０００〜１４００℃で焼成す
る。焼成温度が１０００℃未満の場合、成形体が焼結し
ない場合が生じたり、一方、焼成温度が１４００℃を超
えると得られる焼結体が変形したりコストか上昇するた
め、好ましくない。

また、焼成時間は通常２時間以上が好ましい。

被焼成物たる金属粉末ハニカムモノリス構造体のへ二カ
ム形状としては、特に限定はされず、触媒担体、触媒コ
ンバータ等に使用するに当っては、例えば６〜１５００
セル／Ｉｎ２（０，９〜２３３セル／Ｃ■２）の範囲の
セル密度を有するように形成する。又、隔壁の厚さ（セ
ル厚さ）は５０〜２０００終Ｉの範囲が好ましい。

尚、本発明において、ハニカムモノリスとは、隔壁によ
り仕切られた多数の貫通孔を有する一体構造をいい、例
えば貫通孔の断面形状（セル形状）は円形、多角形、コ
ルゲート形等の各種の任意な形状が使用できる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するか
、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。

（実施例１） Ｆｅ−１８Ｃｒ−８Ｎｉ、Ｆｅ−２２Ｃｒ−５ＡｆＬ、
Ｆｅ−２５ＡＪｌの組成となるように、Ｆｅ粉、Ｃｒ粉
、Ｎｉ粉、Ａｎ粉またはそれらの合金粉（ステンレス鋼
粉を含む）と有機バインダー潤滑剤および水を混合し、
押出し用ダイスからセル厚さ１１００ｐ、セル数（貫通
孔数）６２／ｃｍ”、直径１００ｍｍφ、長さ１００ｍ
ｍのハニカムモノリス構造体を押出し成形した。このハ
ニカムモノリス構造体１０を乾燥後、内径１０５ｍ■φ
、高さ１５０■ｌのステンレス匣１１内に第１図のよう
に配置し、水素５０ｖｏ１％−アルゴン５０ｖｏ１％の
雰囲気中１２００℃で焼成した。尚、第１図において、
１２はへ二カム構造体からなる上トチ、１３はへ二カム
構造体からなる下トチを示す。

得られた焼成物について、その表面の金属光沢の有無お
よび歪程度を観察および測定した。その結果を表１に示
す。

表１から明らかなように、ステンレス匣ｌｌ内に被焼成
物を配置したものはその表面が金属光沢を有し、変形が
なく焼成できた。

（実施例２） Ｆ　ｅ　−２２Ｃｒ　−５Ａ　１組成のハニカムモノリ
ス構造体をステンレス匣、モリブデン匣、アルミナ匣、
およびグラファイト匣内に配置し、実施例１と同様焼成
した。

得られた焼成物について、実施例１と同様に観察および
測定した。その結果を表２に示す。

なお、比較のため、匣内に配置せずそのまま炉内て焼成
したものについても、実施例１と同様に観察および測定
した。その結果を表２に示す。

表２から明らかな通り、各種の匣内に配置した被焼成物
はその表面が金属光沢で、変形がなく焼成できたか、匣
に入れずそのまま焼成したものは表面か金属光沢となら
ず、歪（変形）か大きいことかわかる。

（以下、余白） （実施例３） Ｆ　ｅ　−２２Ｃｒ　−５Ａ　１組成て、直径２５鵬■
φ、長さ５０ｍｍのハニカムモノリス構造体を実施例１
と同様に作製し、このハニカムモノリス構造体２０を第
２図のように内径１０５ｍｍφ、高さ１５０ｍｍのステ
ンレスからなる焼成用治具２１内に配置し、実施例１と
同様に焼成した。

ここで、ハニカムモノリス構造体２０同士またはハニカ
ムモノリス構造体２０と焼成用ステンレス匣２１との最
大間隔は２０ｍｍ以下とした。

得られた焼成物について実施例１と同様に観察および測
定したところ、全てのハニカムモノリス構造体が変形を
起こさず、しかも表面に金属゛光沢か得られた。

び測定した。その結果を表３に示す。

表３かられかるように、内径１３０５ｍφの匣までは金
属光沢が得られ、変形は生じなかったか、１４０ｍｍφ
の匣では、匣に設置せずに焼成したものと同じく、表面
が金属光沢でなく、変形が大きいことがわかる。

（以下、余白） （実施例４） 実施例１のハニカムモノリス構造体を、内径１１０ｓ■
φ、１３０園麿φ、１４０飄ｌφのステンレス匣内に設
置し、実施例１と同様に焼成した。得られた焼成物につ
いて実施例１と同様に観察およ［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明に係る焼成方法によれば、被
焼成物である金属粉末ハニカムモノリス構造体を焼成用
治具に近接あるいは接触し゛〔焼成することにより、そ
の表面が金属光沢を有するとともに、歪のない金属粉末
ハニカムモノリス構造体を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼成用治具内に被焼成物を配置した状態を示す
断面説明図、第２図は焼成用治具内に複数の被焼成物を
配置した状態を示す平面図である。 ｌＯ・・・ハニカムモノリス構造体、１１−・・ステン
レス匣、１２・・・上トチ、１３・・・下トチ、２０−
・ハニカムモノリス構造体、２１−・−焼成用治具。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水素を含む還元雰囲気下に金属粉末ハニカムモノ
   リス構造体を焼成する方法であって、被焼成物である金
   属粉末ハニカムモノリス構造体を焼成用治具にて近接あ
   るいは接触して取り囲み、焼成することを特徴とする金
   属粉末ハニカムモノリス構造体の焼成方法。
2. （２）被焼成物と焼成用治具とが３０ｍｍ以下の距離で
   近接あるいは接触する請求項１記載の焼成方法。