JPH0593258A - 耐酸化性及び耐食性金属箔及びその製造方法 - Google Patents

耐酸化性及び耐食性金属箔及びその製造方法

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JPH0593258A
JPH0593258A JP27874791A JP27874791A JPH0593258A JP H0593258 A JPH0593258 A JP H0593258A JP 27874791 A JP27874791 A JP 27874791A JP 27874791 A JP27874791 A JP 27874791A JP H0593258 A JPH0593258 A JP H0593258A
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corrosion
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JP27874791A
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Susumu Nishi
享 西
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐酸化性及び耐食性に優れた厚さ100μm
以下の金属箔及びその製造方法を安価に提供する。 【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であって、厚み全体に拡散
させたAl及びCrを含み、全重量中に6〜45重量%
のAlと、5〜40重量%のCrを含有する耐酸化性及
び耐食性金属箔。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C
r粉末と、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
する耐酸化性及び耐食性金属箔の製造方法。

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、自動二輪車用
排気ガス浄化装置、その他触媒担体の使用において有効
な、耐酸化性及び耐食性に優れた金属箔、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
に優れているので、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 G 4311のSUH 2
1、409、446等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を
有しているが、Alの含有量が5重量%になると冷間圧
延性が乏しく、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
せるためには、Alの含有量を増加させることが考えら
れるが、そのように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、添加量は3〜5
重量%程度に抑えられている。又、NOX、SOX等の腐
食性ガスによる腐食や、エンジン作動時の高温域から停
止状態に至る際、空気中の水蒸気が触媒に付着し、残留
したS分との反応によりH2SO4が生成浸透し、金属担
体が腐食する露点腐食現象となる。この腐食を抑制する
にはCr量を増加させる方法があるが、Al同様Crを
増やすことは圧延を更に困難にするので約25重量%が
限界となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来よりも
耐酸化性及び耐食性に優れた厚さ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。
【0004】
【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及びCrを含み、Alを全重量中に
6〜45重量%、Crを5〜40重量%含有する耐酸化
性及び耐食性金属箔、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Cr粉末と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
処理する耐酸化性及び耐食性金属箔の製造方法にある。
【0005】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、特にフェライ
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ろう付けし、渦状に巻いたも
のなどを用いることが出来る。
【0006】Al粉末及びCr粉末としては、45〜3
00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。300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。又Al、Crを拡散供給するためには、そ
れぞれの元素を所望の組成とし、溶融、鋳造、粉砕した
粉末を使用しても何ら問題はない。焼結防止剤として
は、Al23粉末、TiO粉末、ZrO粉末等で200
〜400メッシュのものを用いることが出来る。Al、
Crの気化を促進し拡散速度を早くするためには塩化ア
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
いると良い。
【0007】
【作用】本発明の耐酸化性金属箔では、Alを6〜45
重量%、Crを5〜40重量%含有するので、厚さ10
0μm以下で従来より耐酸化性及び耐食性に優れた金属
箔を提供出来る。本発明でAl含有量を6〜45重量%
とするのは、6重量%未満では耐酸化性向上の効果が少
なく、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。又、Cr含有量を5〜40重
量%とするのは、5重量%未満ではNOX、SOX等の腐
食性ガスや、H2SO4に対しての耐食性が少なく、40
重量%を超えてもその効果はあまり変化がないからであ
る。本発明方法では、金属箔をAl粉末、Cr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と、金
属箔が100μm以下で薄いことから箔の両面から拡散
元素が箔内に容易に拡散し、厚み全体に拡散層ができ箔
の内部まで耐酸化性を改善出来る。拡散量は粉末中のA
l粉末、Cr粉末等の量や、処理時間、温度により調整
できる。テープ状のものでは連続処理も可能である。
又、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出
来る。
【0008】
【実施例】
実施例1 厚さ50μm、幅50mmのAl 5重量%、Cr 20
重量%を含有するフェライト系ステンレス耐熱鋼の帯
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基ろう付けし、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275メッシュのAl粉末15重量%と、180
メッシュのCr粉末35重量%と、300メッシュのA
23粉末49.5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設し、電気炉に入れ、水素
雰囲気中で1000℃で5時間加熱処理した。
【0009】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及びCr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出来る。
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
分析した結果、Al含有量は17.3重量%、Cr含有
量は28.7重量%であった。
【0010】このハニカム体の耐酸化性を調べるため
に、処理しなかったハニカム体と共に空気中で1100
℃に50時間加熱した結果では、処理しなかったハニカ
ム体の酸化による重量増加量は元の重量の6.1重量%
であったのに対して、本発明の処理したハニカム体の重
量増加量は同じく1.2重量%で、耐酸化性が著しく向
上した。又、このハニカム体の耐食性を調べるために、
処理しなかったハニカム体と共に80℃の恒温高湿槽中
で960時間の腐食試験を行った結果、本発明の処理し
たハニカム体の錆びによる重量増加量は、元の重量の
0.8重量%であり、処理しなかったものは全面に錆び
が発生し、重量増加量は元の重量の1.9重量%であっ
た。
【0011】実施例2 厚さ40μm、幅50mmのCr含有量13重量%のフ
ェ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、280メッシュのCr粉末50重量%と、350メ
ッシュのTiO粉末29重量%と、フッ化リチウム粉末
1重量%との混合粉末中に埋設し、電気炉に入れ、アル
ゴン雰囲気中1100℃で2時間加熱処理した。実施例
1と同様にしてAl及びCrの拡散状態を調べたとこ
ろ、Al、Crは箔の厚さ全体に拡散しており、Al含
有量は18.3重量%、Cr含有量は38.6重量%とな
っていた。
【0012】このハニカム体の耐酸化性を調べるため
に、処理しなかったハニカム体と共に空気中で1000
℃に100時間加熱した結果では、処理しなかったハニ
カム体の酸化による重量増加量は元の重量の7.2重量
%であったのに対して、本発明の処理したハニカム体の
重量増加量は同じく1.4重量%で、耐酸化性が著しく
向上した。又、このハニカム体の耐食性を調べるため
に、処理しなかったハニカム体と共に80℃の恒温高湿
槽中で960時間の腐食試験を行った結果、本発明の処
理したハニカム体の錆びによる重量増加量は元の重量の
0.6重量%であり、処理しなかったものは全面に錆び
が発生し2.7重量%であった。
【0013】実施例3 0.10重量%C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3
5重量%と、180メッシュのCr粉末45重量%と、
400メッシュのAl23粉末19重量%と、フッ化リ
チウム粉末1重量%との混合粉末中に埋設し、電気炉に
入れ、1×10-3torr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及びCrの
拡散状態を調べたところ、拡散元素は箔の厚さ全体に拡
散しており、Al含有量は41.8重量%、Cr含有量
は24.6重量%となっていた。
【0014】このハニカム体の耐酸化性を調べるため
に、処理しなかったハニカム体と共に空気中で1100
℃に50時間加熱した結果では、本発明の処理したハニ
カム体の重量増加量は元の重量の1.1重量%に止まっ
た。しかし処理しなかったハニカム体は酸化によって原
型を止めない状態となった。又、このハニカム体の耐食
性を調べるために、処理しなかったハニカム体と共に8
0℃の恒温高湿槽中で960時間の腐食試験を行った結
果、本発明の処理したハニカム体の錆びによる重量増加
量は元の重量の0.7重量%であり、処理しなかったも
のは全面に錆びが発生し2.6重量%であった。
【0015】実施例4 0.17重量%のC、0.80重量%のCrを含有する低
炭素鋼を用いハニカム体を成形し、100メッシュのA
l粉末10重量%と、80メッシュのCr粉末25重量
%と、400メッシュのAl23粉末64重量%、ヨウ
化アンモニウム1重量%との混合粉末中に埋設し、電気
炉に入れ、Ar雰囲気中で1050℃×3時間加熱処理
した。実施例1と同様にAl及びCrの拡散状態を調べ
たところ、拡散金属は箔の厚さ全体に拡散しており、A
l含有量は16.2重量%、Cr含有量は15.1重量%
となっていた。このハニカム体の耐酸化性を調べるため
に、処理しなかったハニカム体と共に空気中で1000
℃に100時間加熱した結果では、処理しなかったハニ
カム体の酸化による重量増加量は元の重量の6.9重量
%であったのに対して、本発明の処理したハニカム体の
重量増加量は同じく2.4重量%で、耐酸化性が著しく
向上した。
【0016】又、このハニカム体の耐食性を調べるため
に、処理しなかったハニカム体と共に80℃の恒温高湿
槽中で960時間腐食試験を行った結果、本発明の処理
したハニカム体の錆びによる重量増加量は元の重量の
0.9重量%に止まった。しかし処理しなかったハニカ
ム体は全面に錆びが発生し3.8重量%の増加であっ
た。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、従来よりも耐酸化性及
び耐食性に優れた圧延金属箔を安価に提供することが出
来る。

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であって、厚み全体に拡
    散させたAl及びCr元素を含み、全重量中に6〜45
    重量%のAl、5〜40重量%のCrを含有する耐酸化
    性及び耐食性金属箔。
  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に記載の耐酸化性及び耐食性金属箔。
  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Cr
    粉末、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
    る耐酸化性及び耐食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
    に記載の耐酸化性及び耐食性金属箔の製造方法。
JP27874791A 1991-09-30 1991-09-30 耐酸化性及び耐食性金属箔及びその製造方法 Pending JPH0593258A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030064121A (ko) * 2002-01-25 2003-07-31 이영기 동시 알루미나이징·크로마이징 처리방법
JP2007113081A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 National Institute For Materials Science パック・セメンテーション法

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