JPH0543984A - 耐酸化性金属箔及びその製造方法 - Google Patents
耐酸化性金属箔及びその製造方法Info
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- JPH0543984A JPH0543984A JP3223500A JP22350091A JPH0543984A JP H0543984 A JPH0543984 A JP H0543984A JP 3223500 A JP3223500 A JP 3223500A JP 22350091 A JP22350091 A JP 22350091A JP H0543984 A JPH0543984 A JP H0543984A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面に形成されたαAl2O3のウイスカー層
が厚く緻密で触媒を含有したγAl2O3の付着性がよ
く、耐酸化性に優れた厚さ100μm以下の耐酸化性金
属箔を提供する。 【構成】 厚さ100μm以下の鋼、ステンレス合金、
耐熱合金からなる圧延金属箔を、Al粉末及び焼結防止
剤粉末を主体とする混合粉末中に埋設し、真空又は不活
性或は非酸化性雰囲気にて加熱処理した後、酸化性雰囲
気で加熱処理し、厚み全体に拡散されたAlを含み、全
重量中に6〜45重量%のAlを含有し、表面にαAl
2O3のウイスカー層が形成されている耐酸化性金属箔を
製造する。
が厚く緻密で触媒を含有したγAl2O3の付着性がよ
く、耐酸化性に優れた厚さ100μm以下の耐酸化性金
属箔を提供する。 【構成】 厚さ100μm以下の鋼、ステンレス合金、
耐熱合金からなる圧延金属箔を、Al粉末及び焼結防止
剤粉末を主体とする混合粉末中に埋設し、真空又は不活
性或は非酸化性雰囲気にて加熱処理した後、酸化性雰囲
気で加熱処理し、厚み全体に拡散されたAlを含み、全
重量中に6〜45重量%のAlを含有し、表面にαAl
2O3のウイスカー層が形成されている耐酸化性金属箔を
製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、自動二輪車な
どの排気ガス浄化装置、その他に主として触媒担体とし
て使用される耐酸化性金属箔、及びその製造方法に関す
る。
どの排気ガス浄化装置、その他に主として触媒担体とし
て使用される耐酸化性金属箔、及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】熱伝導性が良く、耐熱衝撃や機械的強度
に優れているため、近年自動車の排気ガス浄化装置のハ
ニカム構造体などに、JIS G4311のSUH2
1、409、446などの耐熱鋼箔が用いられている。
これらの材料のうち特にAlを含有するものは耐酸化性
に優れているが、Alの含有量が5重量%になると、冷
間圧延性が乏しくなり、100μmの厚さまで圧延する
には苛酷な圧延が必要で、圧延工程で焼鈍酸洗工程を繰
り返し行わなければならない。この耐熱金属の耐酸化性
を向上させる為には、AlやCrの含有量を増加するこ
とが考えられる。しかしそうすると、今まで以上に圧延
が困難となり、無理に行うと割れが発生するため、Al
添加量は3〜5重量%に、Crは約20重量%程度まで
に押えられている。
に優れているため、近年自動車の排気ガス浄化装置のハ
ニカム構造体などに、JIS G4311のSUH2
1、409、446などの耐熱鋼箔が用いられている。
これらの材料のうち特にAlを含有するものは耐酸化性
に優れているが、Alの含有量が5重量%になると、冷
間圧延性が乏しくなり、100μmの厚さまで圧延する
には苛酷な圧延が必要で、圧延工程で焼鈍酸洗工程を繰
り返し行わなければならない。この耐熱金属の耐酸化性
を向上させる為には、AlやCrの含有量を増加するこ
とが考えられる。しかしそうすると、今まで以上に圧延
が困難となり、無理に行うと割れが発生するため、Al
添加量は3〜5重量%に、Crは約20重量%程度まで
に押えられている。
【0003】この金属箔に触媒としての貴金属を含有す
るγAl2O3を担持させるために、この金属箔を900
℃前後の酸化性雰囲気で加熱処理して、金属箔表面にα
Al2O3のウイスカー層を形成する必要がある。この金
属箔を、酸化性雰囲気で加熱処理すると、箔内に含有す
るAlが表面に向かって拡散し、表面にαAl2O3のウ
イスカー層を形成するが、箔内には上記のように5重量
%程度までしかAlが含有されておらず、表面積が大き
い割には厚さが100μmと薄いため、表面にαAl2
O3のウイスカー層を形成してもウイスカー層の厚さは
1〜3μmと薄く緻密な層を形成しておらず、その上、
金属箔内部のAl含有量が3.9重量%以下に低下し
て、高温酸化性雰囲気での長時間の使用には問題を生ず
る。
るγAl2O3を担持させるために、この金属箔を900
℃前後の酸化性雰囲気で加熱処理して、金属箔表面にα
Al2O3のウイスカー層を形成する必要がある。この金
属箔を、酸化性雰囲気で加熱処理すると、箔内に含有す
るAlが表面に向かって拡散し、表面にαAl2O3のウ
イスカー層を形成するが、箔内には上記のように5重量
%程度までしかAlが含有されておらず、表面積が大き
い割には厚さが100μmと薄いため、表面にαAl2
O3のウイスカー層を形成してもウイスカー層の厚さは
1〜3μmと薄く緻密な層を形成しておらず、その上、
金属箔内部のAl含有量が3.9重量%以下に低下し
て、高温酸化性雰囲気での長時間の使用には問題を生ず
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、表面に形成
されたαAl2O3のウイスカー層が厚く緻密で触媒を含
有したγAl2O3の付着性がよく、耐酸化性に優れた厚
さ100μm以下の金属箔及びその製造方法を提供する
ものである。
されたαAl2O3のウイスカー層が厚く緻密で触媒を含
有したγAl2O3の付着性がよく、耐酸化性に優れた厚
さ100μm以下の金属箔及びその製造方法を提供する
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による課題を解決
するための手段は、厚さ100μm以下の鋼、ステンレ
ス合金、耐熱合金からなる圧延金属箔であって、厚み全
体に拡散されたAlを含み、全重量中に6〜45重量%
のAlを含有し、表面にαAl2O3のウイスカー層が形
成されている耐酸化性金属箔、及び厚さ100μm以下
の鋼、ステンレス合金、耐熱合金からなる圧延金属箔
を、Al粉末及び焼結防止剤粉末を主体とする混合粉末
中に埋設し、真空又は不活性或は非酸化性雰囲気にて加
熱処理した後、酸化性雰囲気で加熱処理する耐酸化性金
属箔の製造方法にある。
するための手段は、厚さ100μm以下の鋼、ステンレ
ス合金、耐熱合金からなる圧延金属箔であって、厚み全
体に拡散されたAlを含み、全重量中に6〜45重量%
のAlを含有し、表面にαAl2O3のウイスカー層が形
成されている耐酸化性金属箔、及び厚さ100μm以下
の鋼、ステンレス合金、耐熱合金からなる圧延金属箔
を、Al粉末及び焼結防止剤粉末を主体とする混合粉末
中に埋設し、真空又は不活性或は非酸化性雰囲気にて加
熱処理した後、酸化性雰囲気で加熱処理する耐酸化性金
属箔の製造方法にある。
【0006】本発明に使用する金属箔としては、厚さ1
00μm以下に容易に圧延できる低炭素鋼、ステンレス
鋼、ステンレス合金、耐熱鋼、耐熱合金、特にフエライ
ト系ステンレス耐熱鋼が用いられる。箔はテープ状、シ
ート状、断面格子状のハニカム体や、波形に形成したテ
ープと平帯状テープとを平行に重ね、波形に形成したテ
ープの山部を平帯テープにロウ付けし、渦状に巻いたも
のなどを用いることができる。
00μm以下に容易に圧延できる低炭素鋼、ステンレス
鋼、ステンレス合金、耐熱鋼、耐熱合金、特にフエライ
ト系ステンレス耐熱鋼が用いられる。箔はテープ状、シ
ート状、断面格子状のハニカム体や、波形に形成したテ
ープと平帯状テープとを平行に重ね、波形に形成したテ
ープの山部を平帯テープにロウ付けし、渦状に巻いたも
のなどを用いることができる。
【0007】Al粉末としては、45〜300メッシュ
程度のものを用いるのが良く、45メッシュを超える
と、箔と拡散アルミニウム金属との空隙が大きくなり、
拡散が不均一となって、耐酸化性を向上出来ない。30
0メッシュ未満のように小さいと、酸化ロスが多くなり
使用効率が低下する。焼結防止剤粉末としては、Al2
O3粉末、TiO粉末、ZrO粉末等の金属酸化物であ
って、200〜400メッシュのものを用いることがで
きる。Alの気化を促進し拡散速度を早くするために、
塩化アンモニウム、フッ化リチウム、ヨウ化リチウムな
どのハロゲン化物を反応促進剤として混合粉末中に混合
して用いるとよい。
程度のものを用いるのが良く、45メッシュを超える
と、箔と拡散アルミニウム金属との空隙が大きくなり、
拡散が不均一となって、耐酸化性を向上出来ない。30
0メッシュ未満のように小さいと、酸化ロスが多くなり
使用効率が低下する。焼結防止剤粉末としては、Al2
O3粉末、TiO粉末、ZrO粉末等の金属酸化物であ
って、200〜400メッシュのものを用いることがで
きる。Alの気化を促進し拡散速度を早くするために、
塩化アンモニウム、フッ化リチウム、ヨウ化リチウムな
どのハロゲン化物を反応促進剤として混合粉末中に混合
して用いるとよい。
【0008】
【作用】本発明の耐酸化性金属箔では、Alを6〜45
重量%含有するので、厚さ100μm以下の従来より厚
く緻密なαAl2O3のウイスカー層を表面に有する耐酸
化性に優れた金属箔を提供できる。本発明でAl含有量
を6〜45重量%とするのは、6重量%未満ではγAl
2O3を担持するための、緻密なαAl2O3のウイスカー
層からなる表面層の形成が困難となり、箔内部のAl含
有量が5重量%以下となり耐酸化性も低下するからであ
る。45重量%を超えると、融点が低下するようになり
好ましくないからである。本発明方法では、金属箔をA
l粉末及び焼結防止剤粉末を主体とする混合粉末中に埋
設し、真空又は不活性或は非酸化性雰囲気にて加熱処理
することにより、金属箔が100μm以下で薄いことか
ら、箔の両面からAlが箔内に容易に拡散し、厚み全体
に拡散でき、箔の内部まで耐酸化性を改善できる。拡散
量は粉末中のAl粉末の量や、処理時間、温度により調
節できる。テープ状のものでは連続処理も可能である。
また素材として圧延材を用いるので、鋼、ステンレス合
金、耐熱合金の耐酸化性に優れた金属箔を安価に提供で
きる。
重量%含有するので、厚さ100μm以下の従来より厚
く緻密なαAl2O3のウイスカー層を表面に有する耐酸
化性に優れた金属箔を提供できる。本発明でAl含有量
を6〜45重量%とするのは、6重量%未満ではγAl
2O3を担持するための、緻密なαAl2O3のウイスカー
層からなる表面層の形成が困難となり、箔内部のAl含
有量が5重量%以下となり耐酸化性も低下するからであ
る。45重量%を超えると、融点が低下するようになり
好ましくないからである。本発明方法では、金属箔をA
l粉末及び焼結防止剤粉末を主体とする混合粉末中に埋
設し、真空又は不活性或は非酸化性雰囲気にて加熱処理
することにより、金属箔が100μm以下で薄いことか
ら、箔の両面からAlが箔内に容易に拡散し、厚み全体
に拡散でき、箔の内部まで耐酸化性を改善できる。拡散
量は粉末中のAl粉末の量や、処理時間、温度により調
節できる。テープ状のものでは連続処理も可能である。
また素材として圧延材を用いるので、鋼、ステンレス合
金、耐熱合金の耐酸化性に優れた金属箔を安価に提供で
きる。
【0009】
実施例1 厚さ50μm、幅80mmの、Al 5重量%、Cr 2
0重量%を含有するフエライト系ステンレス耐熱鋼の箔
帯を、一つは波形帯とし、平帯と平行に重ね、波形帯の
山を平帯にNi基ロウ材でロウ付けし、これを渦状に巻
き、セル数400個/in2のハニカム体に形成した。
このハニカム体を、280メッシュのAl粉末15重量
%と、300メッシュのAl2O3粉末 84.5重量%
と、塩化アンモニウム粉末 0.5重量%との混合粉末中
に埋め、電気炉に入れ、水素雰囲気中で1100℃で5
時間加熱処理した。
0重量%を含有するフエライト系ステンレス耐熱鋼の箔
帯を、一つは波形帯とし、平帯と平行に重ね、波形帯の
山を平帯にNi基ロウ材でロウ付けし、これを渦状に巻
き、セル数400個/in2のハニカム体に形成した。
このハニカム体を、280メッシュのAl粉末15重量
%と、300メッシュのAl2O3粉末 84.5重量%
と、塩化アンモニウム粉末 0.5重量%との混合粉末中
に埋め、電気炉に入れ、水素雰囲気中で1100℃で5
時間加熱処理した。
【0010】このハニカム体をエポキシ樹脂にて樹脂埋
め研磨し、エチルアルコール(96%)90mlと、硝
酸(1.40)10mlを混合したエッチング液にて、
エッチングした後、光学顕微鏡でAlの拡散浸透層を観
察したところ、表面より内部に向けて拡散しており、箔
の厚さ全体に拡散していることが確認できた。X線回折
にて同定を行ったところ、Fe、Al、Crのピークを
示した。又、島津製作所製のEMX−SM7 X線マイ
クロアナライザーにて、加速電圧1×10-7で分析した
結果、Al含有量は27.6重量%、Cr含有量は19.
3重量%であった。
め研磨し、エチルアルコール(96%)90mlと、硝
酸(1.40)10mlを混合したエッチング液にて、
エッチングした後、光学顕微鏡でAlの拡散浸透層を観
察したところ、表面より内部に向けて拡散しており、箔
の厚さ全体に拡散していることが確認できた。X線回折
にて同定を行ったところ、Fe、Al、Crのピークを
示した。又、島津製作所製のEMX−SM7 X線マイ
クロアナライザーにて、加速電圧1×10-7で分析した
結果、Al含有量は27.6重量%、Cr含有量は19.
3重量%であった。
【0011】このハニカム体を、酸化性雰囲気中で、9
00℃にて20時間加熱処理した。その表面を光学顕微
鏡で調べたところ、表面に厚さ6μmのαAl2O3のウ
イスカー層が形成されていることが確認できた。このウ
イスカーの繊維の構造を示す5000倍顕微鏡写真図を
図1に示す。また表面のウイスカー層を除いた箔内のA
l含有量を調べたところ26.5重量%であった。
00℃にて20時間加熱処理した。その表面を光学顕微
鏡で調べたところ、表面に厚さ6μmのαAl2O3のウ
イスカー層が形成されていることが確認できた。このウ
イスカーの繊維の構造を示す5000倍顕微鏡写真図を
図1に示す。また表面のウイスカー層を除いた箔内のA
l含有量を調べたところ26.5重量%であった。
【0012】実施例2 厚さ40μm、幅50mmのCr含有量13重量%のフ
エライト系ステンレス鋼箔の帯を実施例1と同様のハニ
カム体に形成し、100メッシュのAl粉末20重量%
と、350メッシュのTiO粉末 79重量%と、フツ
化リチウム粉末 1重量%との混合粉末中に埋め、電気
炉に入れ、アルゴン雰囲気中で1100℃で2時間加熱
処理した。実施例1と同様にしてAlの拡散状態を調べ
たところ、Alは箔の厚さ全体に拡散しており、Al含
有量は18重量%となっていた。
エライト系ステンレス鋼箔の帯を実施例1と同様のハニ
カム体に形成し、100メッシュのAl粉末20重量%
と、350メッシュのTiO粉末 79重量%と、フツ
化リチウム粉末 1重量%との混合粉末中に埋め、電気
炉に入れ、アルゴン雰囲気中で1100℃で2時間加熱
処理した。実施例1と同様にしてAlの拡散状態を調べ
たところ、Alは箔の厚さ全体に拡散しており、Al含
有量は18重量%となっていた。
【0013】このハニカム体を酸化性雰囲気中で870
℃に10時間加熱処理した。その結果、表面に厚さ4.
3μmのαAl2O3のウイスカー層が形成されているこ
とが光学顕微鏡で確認できた。また表面のウイスカー層
を除いた箔内のAl含有量を調べたところ16.9重量
%であった。
℃に10時間加熱処理した。その結果、表面に厚さ4.
3μmのαAl2O3のウイスカー層が形成されているこ
とが光学顕微鏡で確認できた。また表面のウイスカー層
を除いた箔内のAl含有量を調べたところ16.9重量
%であった。
【0014】実施例3 C 0.04重量%の低炭素鋼を用いた以外は実施例1と
同様のハニカム体を形成し、80メッシュのAl粉末
35重量%と、400メッシュのAl2O3粉末64重量
%と、フッ化リチウム粉末 1重量%との混合粉末中に
埋め、電気炉に入れ、10-3トールの真空中で1050
℃で5時間加熱処理した。実施例1と同様にしてAlの
拡散状態を調べたところ、Alは箔の厚さ全体に拡散し
ており、Al含有量は42重量%となっていた。
同様のハニカム体を形成し、80メッシュのAl粉末
35重量%と、400メッシュのAl2O3粉末64重量
%と、フッ化リチウム粉末 1重量%との混合粉末中に
埋め、電気炉に入れ、10-3トールの真空中で1050
℃で5時間加熱処理した。実施例1と同様にしてAlの
拡散状態を調べたところ、Alは箔の厚さ全体に拡散し
ており、Al含有量は42重量%となっていた。
【0015】このハニカム体酸化性雰囲気中で890℃
に15時間加熱処理した。その結果、表面に厚さ6.3
μmのαAl2O3のウイスカー層が形成されていること
が光学顕微鏡で確認できた。また表面のウイスカー層を
除いた箔内のAl含有量を調べたところ41.1重量%
であった。
に15時間加熱処理した。その結果、表面に厚さ6.3
μmのαAl2O3のウイスカー層が形成されていること
が光学顕微鏡で確認できた。また表面のウイスカー層を
除いた箔内のAl含有量を調べたところ41.1重量%
であった。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、表面に形成されたαA
l2O3のウイスカー層が厚く緻密で触媒を含有したγA
l2O3の付着性がよく、耐酸化性に優れた金属箔を提供
することができる。
l2O3のウイスカー層が厚く緻密で触媒を含有したγA
l2O3の付着性がよく、耐酸化性に優れた金属箔を提供
することができる。
【図1】実施例1の本発明金属箔の表面層のウイスカー
の繊維の構造を示す5000倍顕微鏡写真図である。
の繊維の構造を示す5000倍顕微鏡写真図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 12/00 8116−4K
Claims (4)
- 【請求項1】 厚さ100μm以下の鋼、ステンレス合
金、耐熱合金からなる圧延金属箔であって、厚み全体に
拡散されたAlを含み、全重量中に6〜45重量%のA
lを含有し、表面にαAl2O3のウイスカー層が形成さ
れている耐酸化性金属箔。 - 【請求項2】 圧延金属箔が圧延ステンレス鋼箔からな
る請求項1に記載の耐酸化性金属箔。 - 【請求項3】 厚さ100μm以下の鋼、ステンレス合
金、耐熱合金からなる圧延金属箔を、Al粉末及び焼結
防止剤粉末を主体とする混合粉末中に埋設し、真空又は
不活性或は非酸化性雰囲気にて加熱処理した後、酸化性
雰囲気で加熱処理する耐酸化性金属箔の製造方法。 - 【請求項4】 圧延金属箔がハニカム状である請求項3
記載の耐酸化性金属箔の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3223500A JPH0543984A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 耐酸化性金属箔及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3223500A JPH0543984A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 耐酸化性金属箔及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0543984A true JPH0543984A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16799118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3223500A Pending JPH0543984A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 耐酸化性金属箔及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0543984A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP3360612A4 (en) * | 2015-10-06 | 2019-04-24 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | BASE FOR USE AS A CATALYST SUPPORT AND CATALYST SUPPORT |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3223500A patent/JPH0543984A/ja active Pending
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