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Info
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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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Classifications
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
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- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- (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)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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2192090A JPH0478446A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2192090A JPH0478446A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0478446A true JPH0478446A (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=16285486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2192090A Pending JPH0478446A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 触媒担体用メタルハニカム素材およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0478446A (ja) |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2192090A patent/JPH0478446A/ja active Pending
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