JPH0334980B2 - - Google Patents

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JPH0334980B2
JPH0334980B2 JP61027243A JP2724386A JPH0334980B2 JP H0334980 B2 JPH0334980 B2 JP H0334980B2 JP 61027243 A JP61027243 A JP 61027243A JP 2724386 A JP2724386 A JP 2724386A JP H0334980 B2 JPH0334980 B2 JP H0334980B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動車排気ガス浄化装置に使用される
基体の製造法に関する。
(従来の技術) 近年特に1970年頃から自動車の排気ガスが、公
害源として問題視されるようになり、これに伴つ
て自動車排気ガス規制が法制化され、乗用車に対
して排気ガス浄化装置を設置することが義務付け
られるようになつた。自動車排気ガス浄化装置と
しては、いくつかの方式があつたが、現在では触
媒コンバーター方式によつて、HCとCOを酸化
し、同時にNOxを還元するものが主流となつて
いる。
触媒コンバーターの構造は、コージライトを主
成分とするセラミツクをハニカム状に焼成したも
のを、担体としてこれを金属筒内に収めたものを
基体とし、前記担体に、Pt〜Pdの貴金属触媒を
含浸させた多孔質γ−Al2O3粉を付着させること
によつて、浄化装置としての機能を付与せしめた
ハニカム方式のものが現在多用されている。
しかしながらこのセラミツクハニカムは、機械
的な衝撃力に弱いことや、緩衝のためにハニカム
と外筒の間に、装入された金網の部分を排ガスの
一部がバイパスすることに加えて、排気抵抗が
やゝ大きいこと等の欠点があり、最近ではこれに
対処するために、高Alフエライト系ステンレス
鋼を、数十μの厚さの箔に圧延して、更にこれを
波板状に成形したものと、もとの平板を重ね合
せ、これを積層したもの又はロール状に巻いたも
のを、前記のセラミツクハニカムの代りに担体と
して使用する特開昭57−71898号公報の技術、或
いはこれらメタルハニカム用の箔の製造法とし
て、高Alのフエライト系ステンレス鋼の丸鋼の
表面から、ピーリング加工によつて切粉状に採取
する方法が、特開昭56−96726号公報に開示され
ている。
この方法によつて作られたステンレス箔は、ピ
ーリング時に高度の加工歪が箔内に導入され、高
温酸化性雰囲気中で処理されたとき、Alの拡散
が箔内から表面に向つて促進されて、ウイスカー
状のAl2O3が表面に生じ、これが貴金属触媒の直
接担体であるγ−Al2O3粉のハニカムへの固着性
を向上させるというものである。
しかしながらこれらの技術には種々の難点があ
つた。すなわち圧延法で担体用の箔を作るもので
は、もともと冷間加工性のあまり良好でない高
Alステンレス鋼を、40〜50μm程度の箔にまで圧
延するため、圧延途中に焼鈍酸洗の工程を数度入
れなければならず、またハニカム成形後に、ろう
付けにより相互に固定すると共に、外筒にも固定
する工程が煩雑で、コスト高の原因となつてい
た。
またピーリング加工によるものでは、均一な厚
さの巾の広い箔を得るのが困難で、実用に供せら
れるところには至つていないのが現状である。そ
こでより簡便な手段で、自動車排ガス浄化装置用
基体を製造する方法の開発が望まれていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、これらの要望に鑑み種々検討の結果
なされたもので、前記の方法に比較してきわめて
簡便な自動車排気ガス浄化装置用基体の製造法を
提供することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、ステンレス鋼で被覆された多数の易
溶削鋼線材を、耐熱鋼管又は耐熱鋼チヤンネルの
中に束ねて密に装入し、これを熱間加工により断
面積を1/4以下に減少せしめた後、所定の長さに
切断し、更に化学的又は電気化学的処理により易
溶削鋼を溶解除去することを特徴とする自動車排
ガス浄化装置用基体の製造法である。
以下に本発明を詳細に説明する。
(作用) 本発明でいうステンレス鋼とは、高温のエンジ
ン排ガスに対して耐酸化性を有するもので、フエ
ライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステン
レス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、二相鋼
等のいずれでも可とするが、特にエンジン排ガス
に対する高度の耐酸化性を保有し、且つ熱間加工
に耐えるものであることが望ましく、このために
望ましい成分系としては、C0.5%以下、Si4%以
下、Mn10%以下、Ni0〜60%、Cr11〜30%、
Al0〜6%、Mo、W、Coは合計で0〜10%、
Ti、Nb、Zr、Hfは合計で0〜3%、Y、REM
は合計で0〜0.2%、Mg、Caは合計で0〜0.01%
の範囲内にあるもので、このほかに必要に応じて
少量のCu、Bを含有することも可であり、残部
はFeおよび不可避不純物よりなるものである。
次にこゝでいう易溶削鋼とは、前記のステンレ
ス鋼より化学的又は電気化学的処理によつて溶け
易く、また熱間加工性の良好なものであることが
望ましいが、これらの条件を満足するものであれ
ば、低炭素〜高炭素鋼、低合金鋼、高Mn鋼、高
Ni鋼等のいずれでも良い。
次にこゝでいう耐熱鋼管又は耐熱鋼チヤンネル
とは、最終的には触媒担体の外筒になるので、外
筒としての最低限の耐熱性と、化学的又は電気化
学的処理で、溶削されない程度の耐性が必要なた
め、9%以上のCrを含むものであることが望ま
しい。
次に本発明においては、前記のステンレス鋼に
よりあらかじめ被覆された易溶削鋼線材を、多数
準備しておくことが必要であるが、これは本発明
方法により、ハニカム形状のものを製作するため
の素材として不可欠のものである。
この場合線材径或いは被覆厚みは、製造すべき
浄化装置の寸法、形状、後工程の熱間加工での圧
下比率により決るが、通常は線材の線径を1〜8
mmとして、ステンレス鋼の厚さは熱間加工後に、
最終的に30〜70μ程度になるように圧下比を考慮
して決定すればよい。
なおこれらのステンレス鋼で被覆された易溶削
鋼線材を得る手段としては、易溶削鋼のビレツト
表面を、ステンレス鋼の板又は管で被覆するか、
又は肉盛溶接でステンレス鋼被覆した後熱間圧延
に、場合によつてはこれに冷間加工を組み合せ
て、所定の太さの線材を得る方法、又はステンレ
ス鋼の鋼管に、易溶削鋼線材をさし込む方法等を
適宜採用すれば良い。
この場合表面のステンレス鋼と、内部の易溶削
鋼との間の金属結合は、特に必要としない。また
逆に後工程での両者の界面での相互拡散を防止
し、化学的又は電気化学的処理による易溶削鋼の
溶解を容易にするために、両者の間に種々の酸化
物や、異種金属の層をあらかじめ装入しておくこ
とも可能である。
次にハニカム形状を構成するために、これらス
テンレス鋼で被覆された易溶削鋼線材を、触媒コ
ンバーターの外筒材として、適当な耐熱鋼の管又
はチヤンネル中に、仕上りのハニカムに必要な穴
の数に相当する本数だけ密に装入する。この際次
の熱間加工工程での装入物の異常はみ出しを防止
するため、線材を装入後該耐熱鋼管又はチヤンネ
ルの両端をステンレス又は普通鋼で肉盛溶接又は
鋼板を溶接する等してふさぐことが望ましい。
次にこれに熱間加工を加え、断面積を1/4以下
にすることにより、被覆ステンレス鋼同志を接合
せしめる。こゝで断面圧下比を4以上としたの
は、それ未満ではステンレス鋼同志の充分な接合
が得られないからである。この場合熱間加工の手
段としては、熱間押し出し、熱間鍛造、熱間圧延
のいずれかゞ簡便で、良好な結果が得られる。
次にこれを浄化装置用基体として必要な長さ、
例えば50〜200mmに切断し、更に化学的又は電気
化学的処理により、易溶削鋼の部分を溶解・除去
すると、ハニカム状のステンレス鋼と、それを包
む耐熱鋼の外筒が残る。
なおこゝでいう化学的又は電気化学的処理と
は、ハニカムを構成する前記のステンレス鋼と、
芯材としての易溶削鋼とで、溶解度に大きな差の
あるものであることが望ましく、酸溶液又はこれ
に添加物を加えたもの、更にはこれらの溶液中で
の処理に際して、該基体と溶液間に電圧を加え
て、選択的溶解を促進させる処理をいう。
第1図a〜eは、本発明による排ガス浄化装置
用基体の製造工程の一実施態様を模式的に示した
ものである。
同図aは、担体基材となる線材角ビレツトを示
すものであつて、易溶削鋼芯材1の周囲を、任意
の手段によりステンレス鋼2により被覆したもの
である。次にこれを線材圧延および伸線により順
次縮径して、同図bの如くワイヤとしたのち、こ
れらワイヤを同図cの如く外筒用の耐熱鋼管3内
に多数充填して、熱押ビレツトとする。
これを熱押によりさらに縮径して行くと、充填
されたステンレス被覆易溶削鋼線は、同図dに断
面を示すように、ハニカム形状になる。これを同
図eに示す如く、浄化装置用基体としての所定の
長さに切断したのち、たとえば硝酸溶液などによ
り酸洗を行うと、易溶削鋼芯材1が溶解除去さ
れ、同図fに見られるように、外筒の耐熱鋼管3
内に、空隙4を有するハニカム状のステンレス鋼
2が充填された形となる。
これで浄化装置用基体が得られるわけであり、
その後は前記ハニカム状ステンレス鋼2を触媒担
体として、ハニカム内空隙4に、たとえば貴金属
触媒を含浸させたスラリー状のγ−Al2O3を注入
して焼付乾燥し、基体両端を、所望の図示しない
マニホールド或いはエキゾースト管などを取り付
ければ、直に排ガス浄化装置として、自動車に設
置することができる。
このように本発明によれば、ろう付けの必要も
なく、ステンレス鋼のハニカム状触媒担体と、外
筒からなる浄化装置用基体が一体物として得ら
れ、従来技術に比較して簡便な方法で、自動車排
ガス浄化装置の量産が可能となるものである。
(実施例) 易溶削鋼の芯材として、140mm角長さ1mの炭
素鋼(C0.05%、Si0.02%、Mn0.28%、P0.022%、
S0.014%)のビレツト表面を、厚さ3.2mmの15%
Cr−4%Alのフエライト系ステンレス鋼の熱延
鋼板で包み、会合部を共金系のワイヤーを使つ
て、TIG溶接して被覆を行つた。この際ビレツト
の両端部も、該Cr−Alステンレス鋼板を溶接し
てふさいだ。
次にこのビレツトを1220℃に加熱し、熱間圧延
により5.5ψの線材を得た。次にこれを酸洗してか
ら直線に矯正し、長さ490mmに切断した。
次に肉厚3mm×直径210mm、長さ500mmの
SUS304(18Cr−8Ni鋼)の溶接管を作成し、この
管の内側に前記の線材を970本密につめ込み、両
端をSUS304の鋼板でふさいで溶接した。この際
内部が最終的に真空になるように排気して、最終
溶接を行つた。
次にこれを1200℃に加熱し、熱間押し出しを行
い、直径70mmの丸鋼の形にした。更にこれを各長
さ70mmに切断し、500g/の濃度の硝酸溶液中
で約50℃に保ち、超音波をかけつゝ処理し、炭素
鋼の部分を溶解・除去した。
その結果、直径70mmの外筒の厚さは約1mmとな
り、内部には直径2mm程度の穴が多数あいたハニ
カム形状のものとなつた。穴の形状は外筒に近い
ところでは四辺形に近く、それ以外のところでは
ほゞ六角形でハニカム部の板厚は30〜55μであつ
た。
次にこれの排ガス浄化装置としての排ガス中で
の耐熱性を調べる目的で、1800c.c.のガソリンエン
ジンのエキゾーストマニホールドと、エキゾース
トチユーブの中間にとり付け、エンジン排ガスが
このハニカム部を通つて排気されるようにした。
次にエンジンを4000rpm×30馬力の出力で、通
算100時間運転し、該担体の耐熱性を調べた。な
おこの際のハニカム中心部の温度が、ほゞ900℃
になるようにエンジンの点火時期の調整を行つ
た。
テストの後ハニカム部の状況を調べたが、酸化
や疲労による破損は何らみられなかつた。またハ
ニカムの一部を切り出し、走査型電子顕微鏡で表
面を観察したところ、鱗片状のAl2O3が表面から
垂直に多数生成しているのがみられた。
このことは該ハニカム部内面を担体として、通
常行われるように、貴金属触媒を含浸させたγ−
Al2O3粉を付着させた場合、鱗片状のAl2O3がγ
−Al2O3粉に対して、アンカーとして働き、その
付着性を良好にすることを示している。
(発明の効果) 以上の如く本発明は、従来技術より簡便な方法
で、ステンレス製のハニカムとその外筒を一体と
することによつて、通気抵抗や体積の減少を可能
とし、且つ排ガスのバイパスのない構造とした自
動車排ガス浄化装置用基体の製造を可能にするも
のであつて、産業上の利益はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜fは本発明による製造工程の一実施
態様を示す模式図である。 1……易溶削鋼芯材、2……ステンレス鋼、3
……外筒用耐熱鋼管、4……空隙。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ステンレス鋼で被覆された易溶削鋼線材を、
    耐熱鋼管の中に束ねて密に装入し、これを熱間加
    工により断面積を1/4以下に減少せしめた後、所
    定の長さに切断し、更に化学的又は電気化学的処
    理により易溶削鋼を溶解除去することを特徴とす
    る自動車排ガス浄化装置用基体の製造法。 2 熱間加工が、熱間押出し、熱間鍛造、熱間圧
    延のいずれかであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の自動車排ガス浄化装置用基体の
    製造法。 3 易溶削鋼線材を耐熱鋼チヤンネルに束ねて装
    入する特許請求の範囲第1項記載の自動車排ガス
    浄化装置用基体の製造法。
JP61027243A 1986-02-10 1986-02-10 自動車排ガス浄化装置用基体の製造法 Granted JPS62183855A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61027243A JPS62183855A (ja) 1986-02-10 1986-02-10 自動車排ガス浄化装置用基体の製造法
DE8787101747T DE3761681D1 (de) 1986-02-10 1987-02-09 Verfahren zur herstellung eines metallischen substrates, das als reinigungsvorrichtung von kraftfahrzeugsabgasen verwendet wird.
DE198787101747T DE232881T1 (de) 1986-02-10 1987-02-09 Verfahren zur herstellung eines metallischen substrates, das als reinigungsvorrichtung von kraftfahrzeugsabgasen verwendet wird.
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US07/013,444 US4726105A (en) 1986-02-10 1987-02-10 Method for producing a metallic substrate used for automobile exhaust gas purifying device

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61027243A JPS62183855A (ja) 1986-02-10 1986-02-10 自動車排ガス浄化装置用基体の製造法

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Publication Number Publication Date
JPS62183855A JPS62183855A (ja) 1987-08-12
JPH0334980B2 true JPH0334980B2 (ja) 1991-05-24

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Status (4)

Country Link
US (1) US4726105A (ja)
EP (1) EP0232881B1 (ja)
JP (1) JPS62183855A (ja)
DE (2) DE3761681D1 (ja)

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