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

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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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JP
Japan
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metal foil
powder
thickness
heat
weight
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JP3223500A
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English (en)
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Susumu Nishi
享 西
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面に形成されたαAl23のウイスカー層
が厚く緻密で触媒を含有したγAl23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
23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

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【0003】この金属箔に触媒としての貴金属を含有す
るγAl23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
Al23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αAl23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
3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αAl23のウイスカー層が厚く緻密で触媒を含
有したγAl23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αAl23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。
【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
3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αAl23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
23を担持するための、緻密なαAl23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】
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Al23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。
【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αAl23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。
【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αAl23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Al23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αAl23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
23のウイスカー層が厚く緻密で触媒を含有したγA
23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。
【図面の簡単な説明】
【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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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αAl23のウイスカー層が形成さ
    れている耐酸化性金属箔。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
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