JPH0478446A - 触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造方法 - Google Patents

触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造方法

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JPH0478446A
JPH0478446A JP2192090A JP19209090A JPH0478446A JP H0478446 A JPH0478446 A JP H0478446A JP 2192090 A JP2192090 A JP 2192090A JP 19209090 A JP19209090 A JP 19209090A JP H0478446 A JPH0478446 A JP H0478446A
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JP
Japan
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steel
metal honeycomb
less
al2o3
honeycomb material
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JP2192090A
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Inventor
Hiroshi Yamada
廣志 山田
Tomoaki Teramoto
寺本 智明
Kikuichi Funao
船尾 菊一
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

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、自動車とくにガソリン車の排気カス浄化装置
に使用する触媒担体用メタルハニカム素材と、その製造
方法の改良に閉覆−る。 [従来の技術1 自動車の排気ガスは、その中に含まれている未燃焼の炭
化水素を燃焼させるため、負金属触媒をそなえた処理装
置を通したのち、大気中に放出している。 排ガス処理
装置の中には、コルゲート加工した金属板を巻いてハニ
カム状にした触媒担体が入っていて、このメタルハニカ
ムの表面は、アルミナのような、広い表面積を有する耐
熱性物質で被覆されている。 このような触媒担体用メタルハニカム素材は、従来、A
l)含有耐熱鋼の表面にアルミナウィスカーを成長させ
ることによって製造されている。 特開昭57−71898号公報は、この製造の基本的な
技術を開示したものであって、それによれば、代表的に
は20Cr −5A!−Feの組成をもつフェライト系
耐熱鋼を、低い酸素濃度の雰囲気中で加熱してウィスカ
ー前駆体酸化物フィルムを形成し、続いて表面を酸化性
雰囲気でさらに酸イヒして鋼中に存在するA、I!を表
面に拡散させてそこでAI! 2 o3に変え、アルミ
ナウィスカーを成長させる。 その後、より多量のアルミナを生成させるため、上記の
耐熱鋼の表面にApを蒸呑させてから酸化する千法が採
用されるようになった。 20Cr −511−Fe耐熱鋼の問題点は、h、]]
工性が悪くハニカム材への圧延やコルゲート化が容易で
ないことと、アルミナウィスカーの生成を均一に行なう
のが困難なことである。 そこで、これに代えて加工性
のよい5US430スデンレス鋼を使用することが試み
られているが、この材料は、1100℃を超える高温に
なると急激に耐酸化性が低下するという弱点がある。 [発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、触媒担体用メタルハニカム素材におい
て、製造が容易であって表面を被覆するアルミナ層が均
一に生成しており、高温での耐酸化性も良好なものを提
供することにある。 そのようなメタルハニカム材の製
造方法を提供することも、本発明の目的に含まれる。
【課題を解決するための手段】
本発明の触媒担体用メタルハニカム素材は、C:0.0
7%以下、s;  :0.50%以下、Cr:10.0
〜20.0%、Mn :0.60%以下およびA、I!
:2.0〜6.0%を含有し、残部が1−′Cおよび不
可避の不純物である合金組成をもつ鋼を薄板に加工し、
その表面を Al203で被覆してなる。 上記の触媒担体用メタルハニカム素材の製造方法は、C
:0.07%以下、Si  :0.50%以下、Cr 
:10.0〜20.0%、Mn:0.60%以下および
Ap:2.0〜6.O%を含有し、残部が「eおよび不
可避の不純物である合金組成をもつ鋼の薄板の両面にA
g@をクラッドし、得られた積層材を圧延し、真空焼鈍
ののち酸化性雰囲気中で加熱して圧延積層材の表面のA
、f)を酸化して、Al2 o3ウィスカーを成長させ
る形でAl203を生成させることからなる。 クラッドするAfl前の厚さは任意にえらべるが、続く
圧延により得られるリボンの表面において八Ωが数〜1
0μmの厚さがおれば、酸化処理によって十分なAg2
O3の被覆層を形成できるから、この観点から決定すれ
ばよい。 真空焼鈍は、400〜650″CX1〜200分間、た
とえば600℃×2分間行なう。 これにより、圧延に
より生じた加工硬化か消滅し、ANが基材の鋼中に拡散
する。 酸化性雰囲気中で加熱するアルミナ生成工程は、大気中
、600〜b 熱条件が適当である。
【作 用】
前述のように、触媒担体用メタルハニカム素材の基材と
して従来使用されてきたフェライト系耐熱MA (20
Cr −51! −Fe )は加工性が悪いので、発明
者らは、それに代えて加工性のよい15Cr −3A、
l!  l”e  (イわゆるニレマンIll)を使用
することを着想した。 実験の結果、前記のc、srおよびT1をあわせ含有す
る15Cr−3Δり −Fe鋼を基材とすればよいこと
、およびこの表面にANを、蒸着に代えてクラッドした
積層材の形で使用し、真空焼鈍およびアルミナ生成(ウ
ィスカー成長を含む)を施すとよいことを見出した。 クラッドは、任意の厚さのAl層を得ることが容易でお
るから、所望に応じて、蒸着によるものよりも厚いAl
203被覆層を形成できる。 表面に強固で厚いAI 
2 o3層が存在すれば、基材金属中のCrおよびΔg
酸成分減少に伴う耐高温酸化性の低下が効果的に防止で
き、加工性が良好であるという利益だけを9受できる。 [実施例] C:0.01%、31  :0.19%、Cr:14.
4%、AN:3.3%、TI :0.37%を含有し、
残部が実質上「eである合金組成の鋼を圧延して、厚さ
0.28のシートにした。 その両面に、厚さ0.01
5#1のへg箔(純度99゜7%以上)をクラッド圧延
により積層して、全体の厚さが0.2amである積層材
を得た。 さらに圧延を重ねて、全体の厚さを0.05
amにした(AI層の厚さは、それぞれ0.002#り
。 この圧延積層材を幅34#+1にスリットしたリボンを
、真空中、600”Cx2分間の焼鈍処理をし、続いて
大気中で900℃X10時間の加熱をしてA、G 2 
o3ウィスカーを成長させる形でΔ、Q203を生成さ
せた。 このメタルハニカム素材製品をNo1とし、比較のため
用意した下記の材料とともに、人気中、1100’Cお
よび1150℃における酸化増量を測定して、放物線速
度定数Kpを締出した。 No2:0.01C−0,19Si−14,40r−3
,3△1−0.37Ti−「e(Alクラッドなし) Nα3 :Al/5US430/Al N04〈従来品):Al / (20C「−5△1Fe
)/l! 1100℃における酸化増量を第1図、1000℃にお
けるそれを第2図、放物線速度定数を第3図にそれぞれ
示す。 第3図に破線で示したデータは、20Cr −
5Al−Fe合金1.: ライT、機部「電気製鋼」呈
旦(1987)、 p、104に発表されたものである
。 これらのグラフから、本発明の実施例(Nα1)は、耐
高温酸化性がステンレス鋼(Nα3)より高く、200
r −5AN −Fe  (No4)C匹WiV?;。 ことがわかる。 11iQ1のメタルハニカム素材の表面のアルミナ層中
にあけるAl2O3ウィスカーの成長の状況は、第4図
の走査電子顕微鏡写真(X10000)にみるとおりで
おる。 [発明の効果] 本発明により、触媒担体用メタルハニカム素材として、
加工性のよい金属を基材に用いることにより製造が容易
であり、均一かつ強固なAp203被覆層をもったもの
が得られる。 このメタルハニカム素材は、耐高温酸化
性が十分高く、自動車排気ガス処理装置の触媒担体とし
て、高い耐久性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はともに本発明の実施例における酸
化増量を示すグラフであって、第1図は1100℃のデ
ータ、第2図は1150℃のデータである。 第3図は、第1図および第2図のデータにもとづいて締
出した、放物線速度定数のグラフである。 第4図は、本発明のメタルハニカム素材の表面にみられ
るAN 2 o3ウィスカーの成長状態を示す走査電子
顕微鏡写真である。 特許出願人   人同特殊鋼株式会社 代理人  弁理士  須 賀 総 夫 第1図 f4−凋 (hr) 第3図 塩度 (0C) T”’ (lCf4に−1) 第2図 時開(hr) 図面の浄書 第4図 手続ネ甫装置(自発) 手続ネ市■已(往 (方式) %式% 1、事件の表示 平成2年特許願第192090号 2、発明の名称 触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造方法3、
補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  愛知県名古屋市中区錦−丁目11番18号名
 称  (371)大同特殊鋼株式会社代表者   岸
 1)壽 夫 4、代理人〒104 住 所  東京都中央区築地二丁目15番14号平成3
年4月108 1、事件の表示 平成2年特許願第192090号 2、発明の名称 触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造j5法3
、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  愛知県名古屋市中区錦−J”1ul1番18
号名 称  (371)大同特殊鋼株式会社代表者  
  岸 B3  壽 夫 4、代理人〒104 住 所  東京都中央区築地二丁目15番14炒明細書
の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細書第5頁第3行の“メタルハニカム材”を1メタル
7、補正の内容 (1)明細書第10頁の図面の簡単な説明の欄において
、末尾3行(第4図は・・顕微鏡写真である。)を下記
のとおり改める。 「 第4図は、本発明のメタルハニカム素材の表面にみ
られるAI、O,ウィスカーの成長状態を示す、走査電
子顕微鏡による結晶構造の写真である。」 (2)第4図として、複写に代えて図面代用写真を提出
する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.07%以下、Si:0.50%以下、C
    r:10.0〜20.0%、Mn:0.60%以下およ
    びAl:2.0〜6.0%を含有し、残部がFeおよび
    不可避の不純物である合金組成をもつ鋼を薄板に加工し
    、その表面をAl_2O_3で被覆してなる触媒担体用
    メタルハニカム素材。
  2. (2)C:0.07%以下、Si:0.50%以下、C
    r:10.0〜20.0%、Mn:0.60%以下およ
    びAl:2.0〜6.0%を含有し、残部がFeおよび
    不可避の不純物である合金組成をもつ鋼の薄板の両面に
    Al箔をクラッドし、得られた積層材を圧延し、真空焼
    鈍ののち酸化性雰囲気中で加熱して圧延積層材の表面の
    Alを酸化し、Al_2O_3を生成させることからな
    る触媒担体用メタルハニカム素材の製造方法。
  3. (3)真空焼鈍を、400〜650℃×1〜200分間
    の加熱条件で、またAl_2O_3の生成を、大気中6
    00〜1000℃×5〜20時間の加熱条件で実施する
    請求項2の製造方法。
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