JPH09192504A - 拡散接合によるメタル担体用ハニカム体の製造方法 - Google Patents
拡散接合によるメタル担体用ハニカム体の製造方法Info
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Abstract
行い、実用に耐えるメタル担体を製造する方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 メタル担体の平箔と波箔の拡散接合にお
いて、箔および外筒内面の表面粗さを平均粗さ(Ra)
で0.29μm以下とする。これにより拡散接合を良好
にかつ安定して行うことができる。さらに、平箔と波箔
の接触幅を30μm以上とする波箔を用いることで拡散
接合をより安定化せしめる。
Description
内燃機関から排出される排ガスを浄化するための触媒を
担持するメタル担体用ハニカム体、特に拡散接合によっ
て接合するハニカム体の製造方法に関するものである。
の触媒コンバータにはセラミックス担体が使用されてい
るが、耐熱性、低圧損および搭載性の点より、メタル担
体の使用量が最近増加している。
レス鋼等の耐食、耐熱合金製の金属箔の平箔2と、平箔
をコルゲート加工した波箔3とを重ねて巻回して、ある
いは相互に積層してハニカム体1を形成し、ハニカム体
1を外筒(ケーシングを含む)に収納して形成されてい
る。そしてこのメタル担体はハニカム体1に白金、パラ
ジウム、ロジウム等の排ガス浄化用の触媒を担持した
後、例えば自動車エンジンの排ガス系に搭載される。
排ガスによる激しい熱サイクル、あるいはエンジンから
の激しい振動を受けるため耐久性が重要視される。そこ
で耐久性を確保するため、メタル担体は従来からハニカ
ム体1の平箔2と波箔3との接合、およびハニカム体1
と外筒とを接合する場合は、ロウ付け、抵抗溶接あるい
は拡散接合で行われてきた。
に用いることなく、高温高真空下あるいは非酸化性雰囲
気下に保持することにより接合する方法である。拡散接
合を実施する場合には、相互の接触部を接合する方法の
ため、特に平箔2と波箔3の接触部を確保することが重
要である。
の接触部を確保する方法として平箔2と波箔3間の接触
面圧を高めることが言及されてきた。すなわちハニカム
体1の形成時に、図2のように平箔2にバックテンショ
ンを矢印Aの方向に掛けて、波箔3とともに矢印Bの方
向に巻取り軸6の周りに巻回して、ハニカム体4を硬く
巻き上げていた。更にそうしてできたハニカム体1を、
或いはこれを外筒に挿入後、高真空下あるいは非酸化性
雰囲気下で高温熱処理しメタル担体を製作してきた。
算上必要な値のバックテンションを負荷すると、平箔2
と波箔3を巻取る際に巻取り軸が変形する、あるいはそ
のバックテンションが偏重することにより平箔2が破断
し、巻取り不能になるという問題が起きた。そこでバッ
クテンションを抑えて巻取るために、特開平2−147
47号公報に示すようにハニカム体1を外筒に挿入した
後、外筒と共にダイスで縮径し外層部から接触面圧を高
める方法が提示されている。しかし、縮径には変形を伴
い一部波箔3の座屈が発生し、無制限に縮径できるもの
ではないため十分な効果が得られなかった。
クテンションを付与しながら、平箔をコルゲート加工し
た波箔と共に中心軸の周りに巻回しハニカム体を形成
し、同ハニカム体を、或はこのハニカム体を外筒に挿入
し、必要に応じて一体的に縮径した後、真空あるいは非
酸化性雰囲気下で拡散接合するメタル担体の製造方法に
おいて、ハニカム体の平箔と波箔の接合が不安定になる
問題を解決するものである。
熱合金性の金属箔の平箔と、同箔をコルゲート加工して
形成された波箔を重ねて巻回しあるいは交互に積層され
たハニカム体の製造方法において、平箔、波箔には表面
粗さを平均粗さ(Ra)で0.20μm超0.29μm
以下としたものを用い、その平箔と波箔の接触部拡散接
合することを特徴とするメタルハニカム体の製造方法で
あり、(2)ハニカム体の接合を拡散接合で行うにあた
り、平箔と波箔の接触幅が30μm以上となる形状の波
箔を用いることを特徴とする前記(1)記載のメタルハ
ニカム体の製造方法である。
用されるハニカム体を構成する厚さ50μm程度の金属
箔同士を拡散接合する場合、接合すべき素材同士は互い
に密着していなければならない。
材料に加熱接合中も終始面圧が加わるように加圧装置あ
るいはウェイトが使用される。しかしながら、メタル担
体の場合は、その構造の特異性にもとづき外部から面圧
を付与することができず、ハニカム体を形成するために
金属箔同士を巻回するときに平箔にかける限られた張力
のバックテンションあるいはハニカム体を外筒に挿入し
た後の縮径により得られる限られた面圧のもとで拡散接
合を実施する必要がある。
方法を探索した結果、ハニカム体の拡散接合組立におい
て平箔および波箔の表面粗さを小さくすることが有効で
あることを発見した。実験結果によると平箔および波箔
の平均粗さ(Ra)が0.2μm超0.29μm以下で
極めて容易に良好な拡散接合部が得られた。粗度が0.
2μm以下の箔を使用する場合は、接合性は良いが、箔
コイル製造時コイル巻取中に箔間でスリップすることか
ら箔表面に疵が入り易く、0.3μm以上の粗度の部分
が発生し易くなる。これを防止するためにはコイル巻取
時、各層間に合紙を挿入する必要がありコスト高にな
る。従って、低コストで、かつ、拡散接合性の良い粗度
の下限は0.20μmである。また0.30μm以上に
なると拡散接合が不安定となり好ましくない。又、本発
明の平箔および波箔の表面粗さを前記の範囲にするとと
もに、波箔の形状を例えば台形波箔の如く、平箔と波箔
の接触幅を30μm以上とすると、拡散接合性がより向
上して好ましい。
合とを、外径100mm、長さ100mmのメタルハニカム
体で比較した。下記は従来法と本発明によるメタル担体
の共通仕様である。 平箔:フェライト系ステンレス箔、厚さ50μm、幅1
00mm 波箔:フェライト系ステンレス箔、厚さ50μm、波高
さ1.25mm、ピッチ2.54mm、幅100mm
0.30μm 平箔と波箔の接触幅:30μm 平箔に15kgf のバックテンションを加えながら、波箔
と共に巻回し、外径100mmのハニカム体を作成した。
その後、1250℃、10-4torrの高温高真空下で90
分加熱保持しメタルハニカム体を製作した。
0.21μm 平箔と波箔の接触幅:30μm 平箔に15kgf のバックテンションを加えながら、波箔
と共に巻回し、外径100mmのハニカム体を作成した。
その後、1250℃、10-4torrの高温高真空下で90
分加熱保持しメタルハニカム体を製作した。
0.29μm 平箔と波箔の接触幅:30μm 平箔に15kgf のバックテンションを加えながら、波箔
と共に巻回し、外径100mmのハニカム体を作成した。
その後、1250℃、10-4torrの高温高真空下で90
分加熱保持しメタルハニカム体を製作した。
0.25μm 平箔と波箔の接触幅:50μm 平箔に15kgf のバックテンションを加えながら、波箔
と共に巻回し、外径100mmのハニカム体を作成した。
その後、1250℃、10-4torrの高温高真空下で90
分加熱保持しメタルハニカム体を製作した。
0.35μm 平箔と波箔の接触幅:50μm 平箔に15kgf のバックテンションを加えながら、波箔
と共に巻回し、外径100mmのハニカム体を作成した。
その後、1250℃、10-4torrの高温高真空下で90
分加熱保持しメタルハニカム体を製作した。
強度を調べるため、図3(a)に示すように、ハニカム
体1を切断面7で切断し、厚さ15mmの円盤状の試験片
8を6個切り出し、図3(b)のように、受け台10に
試験片8を載置し、上方から段付きポンチ9を押し当
て、破断するときの荷重(押抜き荷重)を測定した。各
ハニカム体の6個の試験片についての押抜き荷重の平均
値を表1に示す。
を残したまま平箔で破断し、従来法の,においては
拡散接合部で破断し、層間でずれた。従来法に対し本発
明の方法によれば拡散接合を安定して行うことができ、
良好な拡散接合メタルハニカム体を得ることができた。
体の平箔と波箔の拡散接合を良好に行うことができるの
で、実用に耐えるメタル担体を安価に製作することがで
きる。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 耐熱合金製金属箔の平箔と、同箔をコル
ゲート加工して形成した波箔を重ねて巻回するかあるい
は交互に積層して構成したハニカム体において、ハニカ
ム体の平箔及び波箔の表面粗さを平均粗さ(Ra)で
0.2μm超0.29μm以下とし、該平箔と波箔の接
触部を拡散接合することを特徴とするメタル担体用ハニ
カム体の製造方法。 - 【請求項2】 ハニカム体における平箔と波箔の接触幅
が30μm以上となる形状の波箔を用いることを特徴と
する請求項1記載のメタル担体用ハニカム体の製造方
法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2001053669A1 (fr) * | 2000-01-20 | 2001-07-26 | Nippon Steel Corporation | Feuille metallique a fini superficiel grossier se pretant bien au façonnage en ondulations et support catalytique pour purification des gaz d'echappement |
RU2517941C2 (ru) * | 2008-05-07 | 2014-06-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Сотовый элемент из фольги и способ его изготовления |
-
1996
- 1996-01-25 JP JP01110296A patent/JP3281250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2001053669A1 (fr) * | 2000-01-20 | 2001-07-26 | Nippon Steel Corporation | Feuille metallique a fini superficiel grossier se pretant bien au façonnage en ondulations et support catalytique pour purification des gaz d'echappement |
US6699587B2 (en) * | 2000-01-20 | 2004-03-02 | Nippon Steel Corporation | Rough surface finished metallic foil with good corrugation workability and catalyst support for exhaust gas purification |
RU2517941C2 (ru) * | 2008-05-07 | 2014-06-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Сотовый элемент из фольги и способ его изготовления |
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