JPH1066881A - 触媒装置用メタル担体 - Google Patents

触媒装置用メタル担体

Info

Publication number
JPH1066881A
JPH1066881A JP8228674A JP22867496A JPH1066881A JP H1066881 A JPH1066881 A JP H1066881A JP 8228674 A JP8228674 A JP 8228674A JP 22867496 A JP22867496 A JP 22867496A JP H1066881 A JPH1066881 A JP H1066881A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
plate
brazing material
axial direction
honeycomb body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8228674A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Matsuoka
克憲 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Aircraft Industry Co Ltd
Original Assignee
Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Aircraft Industry Co Ltd filed Critical Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority to JP8228674A priority Critical patent/JPH1066881A/ja
Publication of JPH1066881A publication Critical patent/JPH1066881A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Alを含有するフェライト系ステンレスとN
iを主成分とするろう材からなるロール状ハニカム体
の、ろう付部分に破断や酸化寿命の低下を生じないメタ
ル担体を提供する。 【解決手段】ハニカム体を形成する波板材1と平板材2
との間に介装される細長い帯状のろう材3を、板材2を
挟んで対向しかつ互いに軸方向に間隔lを隔てるように
配設して接合する。板材2は軸方向熱応力により軸方向
に、また半径方向熱応力により半径方向に変形可能であ
るため熱応力は緩和され、母材のオーステナイト化が減
って組織の熱膨張率の差による応力集中が防止され、か
つ母材中のAlの含有量が保持されて酸化寿命が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メ
タル担体に関し、特にロール状ハニカム体の触媒装置用
メタル担体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、図4(A)に示すように、薄い
金属板の平板材32と波板材31の間にろう材33を介
在させて、平板材32と波板材31を重ねて、図4
(B)に示すように、軸の周りにロール状に巻き込んで
ハニカム体34を形成し、真空炉を使用してろう材33
を溶融させ、板材の接触部分において接合を行ってい
た。ろう材にはNi基ろう材を用い、かつ平板材と波板
材にはフェライト系ステンレス材料が使用されていた。
そのようにして形成されたハニカム体34の軸を含む断
面の形状は、図4(C)の断面略図に示す通りである。
【0003】ハニカム体のハニカム通路表面には軸方向
全長に亘ってアルミナ等からなる触媒用担持層が形成さ
れてメタル担体を形成する。その触媒担持層に貴金属触
媒が担持されて排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして
内燃機関の排気通路に配設されて排気ガス中のHC、C
O、NOX 等を浄化する。なお限られた容積中にできる
だけ多くのハニカム通路面積を確保する必要から、平板
材32及び波板材31の厚さは強度を維持できる範囲内
でできるだけ薄くなっている。
【0004】4輪、2輪等の自動車のエンジンに用いら
れる触媒装置用メタル担体は、1000℃前後の高温環
境下で加熱冷却が繰り返されるという厳しい条件で使用
される。そのため構成材料である箔状の板材には、80
0℃以上の高温域での耐酸化性をもたせるために、アル
ミニウム(Al)を含有するフェライト系ステンレス
(例えばFe−20Cr−5Al)が用いられ、ろう材
には耐酸化性および高温強度に優れたニッケル(Ni)
を主成分とするろう材、例えばNi−Cr−Siまたは
Ni−Cr−Si−Bなどが使用されている。
【0005】高温時および加熱冷却によって担体に発生
する熱応力を吸収するため、ろう付は通常板材の全面に
施さずに軸方向に部分的に施される。ろう材には粉末
状、ペースト状または帯状のものが用いられ、図4
(B)に示すように、板材の長手方向すなわちハニカム
体の34巻取り方向においてハニカム体34の軸とほぼ
直角に複数条介装されている。これらのろう材の配置
は、(1)板材32を挟んで互いに対向する細長い帯状
のろう材33が、幅が同じでかつ軸方向位置も同一であ
るもの(図5(A)参照)、あるいは、(2)特開平4
−4969号公報に開示されているように、ろう材33
a、33bが互いに相異なる幅を有し、一方の端縁
1、m2が互いに軸方向において重なっており、他方の
端縁n1、n2が互いに軸方向にずれているもの(図5
(B)参照)などがあり、さらに1個のハニカム体にお
いてこれらを組み合わせた構成も考えられる。
【0006】さらにまた、別のろう材の配置として、特
開昭64−48666号公報に開示されているように、
ろう材33を板材の長手方向に対して傾斜させ、かつ板
材の表裏に配設し、図6に示す平面図で見るように、交
点eにおいて互いに交叉しているものが開示されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の触媒装置用メタ
ル担体において、上述の(1)に示された、板材を挟ん
で互いに対向するろう材が、互いに幅が同じでかつ軸方
向位置が同一のものは、図5(A1 )に示すように、ろ
う材の端縁に接する板材の部分Xに応力が集中して破断
しやすいという欠点があった。
【0008】また、板材をろう付する場合には、ろう材
の主成分であるNiが、Alを含有するフェライト系ス
テンレスの母材中へ拡散して、一部は母材中に固溶して
いるAlと化合して金属間化合物Ni3 Alを析出さ
せ、残りは母材中に固溶する。フェライト系ステンレス
にNiが固溶するとその固溶量に応じて母材の一部がオ
ーステナイトへと相変態する。すなわち、図7(A1
に示すように、母材bがろう材33に接している部分a
は、オーステナイトとフェナイトのまじり合った組織と
なる。
【0009】ろう材33が板材を挟んで対向し、かつ互
に幅が同じで軸方向位置も同一である場合には、図7
(B1 )に示すように、母材bへのろう材中のNiの拡
散量が、図7(B)に示すようなろう材が板材の片側の
みに接する場合の2倍となって、そのためCの部分は完
全なオーステナイト組織となる。したがって母材bとの
間に境界部kが存在することとなり、この境界部kを挟
んで熱膨張率の異なる二つの組織、フェライトとオース
テナイトとが存在することになるために、境界部kに熱
応力が集中して、上述の図5(A1 )に示す場合と同様
に、境界部kにおいて破断しやすいという欠点があっ
た。
【0010】さらにまた、上述したようにろう付によっ
て母材中にNi3 Alが析出すると、母材中に固溶して
いるAlが消費され、特にろう材の位置が揃っている図
7(B1 )の場合には、図7(B)の場合に較べてNi
3 Alの析出量は2倍となり、したがってAlの消費量
も2倍となるため、母材の表面にアルミナ(Al2
3 )の被膜を生成させる能力が失われて、その部分の酸
化寿命が著しく低下するという欠点があった。
【0011】これらの問題を解決するために、上述の
(2)の場合、すなわち図5(B)に示すように、板材
を挟んで対向して配置されたろう材33a、33bが、
互いに異なる幅を有し、一方の端縁m1 、m2 が互いに
軸方向において重なり、他方の端縁n1 、n2 が互いに
軸方向にずれている場合には、板材32に熱応力によっ
て軸方向の力Fが加わると、図5(B1 )に示すよう
に、dの部分において母材が変形することにより、n
1 、n2 において母材に生じる応力を緩和することとな
るため、図5(A1 )に示すような破断を避けることが
できるが、図5(C)に示すような軸と直角の方向すな
わち半径方向に力Fが作用するときには、図5(C1
に示すような接合面積の少ない波板材31の部分が破断
するという欠点があり、さらにろう付による母材へのN
iの拡散状態は、図7(C)に示すように、母材bに対
して下側のろう材33bのみが拡散している部分a(フ
ェライト+オーステナイト組織)と、対向する上下のろ
う材33a、33bの両方から拡散の影響を受ける部分
C(オーステナイト組織)とに分けられる。フェライト
+オーステナイトの部分aは、フェライトである母材b
とオーステナイトの部分Cとの中間的な性質をもつた
め、オーステナイトとフェライトとの熱膨張率の差(オ
ーステナイトはフェライトの1.5倍)による熱応力を
緩和するクッションの役割を果すことになるので、上述
の(1)の場合よりも破断が発生しにくい。しかしなが
らオーステナイト部分Cとの境界部k1 が存在している
ため破断防止には不充分であった。
【0012】さらにまた、ろう材33a、33bが軸方
向に重なっているオーステナイトの部分Cにおいては、
Ni3 Alの析出量がフェライト+オーステナイトの部
分aの2倍となるため、酸化寿命が著しく低下する欠点
は避けられない。
【0013】さらに別のろう材の配置として、図6に示
すように、ろう材33を板材の端縁に対して、傾斜させ
かつ板材の表裏において互いに交叉するように配設した
ものは、ろう材が交叉する部分eにおいて応力が集中し
やすく、かつオーステナイト組織が生成するために破断
しやすく、さらにNi3 Alが他の部分の2倍析出する
ため酸化寿命が短かいという欠点があった。
【0014】本発明の目的は、4輪、2輪等の自動車の
エンジンに用いられる、アルミニウムを含有するフェラ
イト系ステンレスとニッケルを主成分とするろう材とか
らなるロール状のハニカム体で形成された触媒装置用メ
タル担体において、母材のろう付部分に応力集中やオー
ステナイトによる境界部が生成せず、したがって板材が
ろう付部分において破断したり酸化寿命を低下させるこ
とのない、触媒装置用メタル担体を提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体は、帯状の薄い金属板を折曲げて連続的な波形の
凹凸を形成した波板材と、平坦な帯状の薄い金属板から
なる平板材とが、相互に当接して重なり合い、かつろう
材によって接合され、ロール状に巻かれて形成された多
数の網目状通路を備えたハニカム体を形成し、かつ金属
板が1%以上10%以下のアルミニウムを含有するフェ
ライト系ステンレスからなり、ろう材がニッケルを主成
分とするろう材からなる触媒装置用メタル担体におい
て、ろう材が、板材の巻取り方向に、かつハニカム体の
軸とほぼ直角に、細長い帯状で1条以上介装され、かつ
板材を挟んで対向する位置にあるろう材が、軸方向に間
隔を隔てて配設されるている。
【0016】このように形成されたメタル担体は、板材
に熱応力による軸方向の力が加わったときには軸方向に
変形が可能であり、また半径方向の力が加わったときに
は半径方向に変形が可能であるため、板材に作用する熱
応力は緩和されて破断することはなく、またろう付部の
母材が全部はオーステナイトに相変態せずにフェライト
とまじり合った組織となるため、母材であるフェライト
との間に著しい熱膨張率の差が生じないので組織の境界
部において板材が破断しない。さらにろう付部において
ろう材が重ならないために、Ni3 Alの析出量がろう
材の重なる場合の半分となり、したがってAlが母材に
残留するのでろう付部の酸化寿命が従来のものよりも長
くなる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の触媒装置用
メタル担体の一実施の形態を示す図であって、図1
(A)はロール状ハニカム体を成形する工程途中の斜視
略図、図1(B)は図1(A)の軸を含む断面の略図で
ある。
【0018】触媒装置用メタル担体を成形するハニカム
体4は、波形の凹凸が連続的に形成され帯状をなす薄い
金属板からなる波板材1と、平坦な帯状の薄い金属板か
らなる平板材2とが、相互に当接して重なり合い、両板
材の間にはろう材31 と32とが板材の長手方向すなわ
ち巻取り方向に軸と直角に介装されて、ロール状に巻か
れて形成されている。このようにして形成されたハニカ
ム体は、真空炉内においてろう材を溶融して板材の接触
部分が接合された後、ハニカム通路表面にアルミナ等か
らなる触媒担持層が施されて触媒装置用メタル担体を形
成する。
【0019】板材を形成する金属板には、1%以上10
%以下、好ましくは5%のアルミニウムを含有する厚さ
が30〜200μm好ましくは50μmのフェライト系
ステンレス材(Fe+20Cr+5Al)を用いる。ろ
う材にはニッケル基のアモルファスろう材の細長い箔が
好適である。
【0020】ろう材を配設する位置は、板材の軸方向両
端部において板材ごとに1本づつ互いに対向して配置さ
れ、対向しているろう材は互いに軸方向において重なら
ないように、少なくとも1mm以上、好ましくは2mm
以上の間隔lを隔てて配設される。
【0021】このように形成されたハニカム体4の軸を
含む断面の一方の端部の状態を図2に示す。図2(A)
において、平板材2は対向するろう材31 、32 によっ
て、平板材2の上下に配設された不図示の波板材に接合
されている。ろう材31 と3 2 は同一の幅に図示してあ
るが、幅を異にすることもできる。ろう材31 の一方の
端縁m1 の位置を平板材2の端縁に揃えて図示してある
が、必ずしも揃える必要はない。平板材を挟んで対向し
ているろう材31 と32 は軸方向において重なることは
なく、少なくとも間隔lを設けて配設されている。lの
寸法は1mm以上、出来れば2mm以上とすることが好
適である。
【0022】このように形成された平板材2が、熱応力
により軸方向の力Fを受けると、dの部分が軸方向に変
形して図2(A1 )に示す形状となる。このとき平板材
2は対向するろう材31 、32 によって拘束されずに軸
方向に変形可能であるから、軸方向力Fによって破断す
ることはない。
【0023】また、図2(B)に示すように、平板材2
の下面が波板材1とろう材32 によって接合されている
場合に、平板材2に半径方向すなわち軸と直角方向の力
Fが作用すると、平板材2は図2(B1 )に示すように
半径方向に変形することが可能であるから、下方の波板
材1に力Fを及ぼすことはないため、図5(C1 )に示
したような波板材1の破断が起こることはない。
【0024】さらに図2(C)に示すように、対向する
ろう材31 、32 が板材に対して重ならず間隔lを設け
て配置されているため、ろう付に際して母材bに対して
ろう材のNiが拡散する部分aはオーステナイト+フェ
ライトの組織となる。この組織は母材bとの間の熱膨張
係数の差が顕著でないために熱膨張差による応力の発生
が少なく板材2が破断することはない。
【0025】なお、ろう付により、ろう材中のNiが母
材中に固溶しているAlと化合して金属間化合物Ni3
Alを析出させ、母材中のAlが消費されるが、図2
(C)に示すように、母材に対してろう材31 と32
重なって多量のAlを消費してNi3 Alを析出する部
分がないために、母材の部分aにおいてA1が充分に残
留するから、ろう付部分の酸化寿命は、従来の技術によ
る図7(B1 )、(C)に示すような、ろう材が重なっ
て配置される場合よりも著しく長くなる。
【0026】
【実施例】上述の本発明の実施の形態において、ろう材
の設置場所は図1および図2に示すように、板材の軸方
向両端部にそれぞれ1組づつ対向させて配置してある
が、1組に限るものでない。さらにろう材の数は、ハニ
カム体の径、軸方向長さ、使用する環境によって異な
り、通常は板材の片側において1条〜5条の範囲とする
が、その配置の例の一部を図3(A)〜(F)に示す。
【0027】すなわち、図3(A)は、ろう材をハニカ
ム体の入口または出口の端部に設けた場合を表わし、図
3(B)は、ろう材を軸方向中央部に設けた場合、図3
(C)はろう材を両端部に設けた場合、図3(D)は、
ろう材を両端部と中央部に設けた場合、図3(E)と図
3(F)は、両端部にろう材を配設しない場合を表わし
ている。
【0028】2輪のオートバイに使用する場合のよう
に、ハニカム体の外径が小で軸方向長さが径に比し長い
場合には、ハニカム体内部の温度が両端部に比し高くな
るので、その場合には図3(A)、(C)に示すよう
に、ろう付部を軸方向端部に設けることが好ましい。
【0029】上記以外の場合には、なるべく軸方向中央
部に近い位置で、ろう材同志のピッチが小となるように
配置するのが良い。その理由は、板材の軸方向単位長さ
当り累積される熱応力をなるべく小にして、板材の両端
に自由度をもたせ熱応力を逃すためである。
【0030】ろう材の幅は1〜25mmとし、帯状の箔
を用いることが好適であるが、その他に粉末またはペー
スト状のものを用いることもできる。
【0031】またろう材の幅は、熱負荷を基準として次
の様に定めることもできる。すなわち低負荷の場合は1
mm、中強度を要する場合は3mm、高強度を要する場
合には7−10mmとするのが良い。
【0032】対向関係にあるろう材の幅は、同一であっ
ても、異なっていてもよいが、いずれの場合もろう材が
重ならず間隔lすなわち1mm以上を隔てて配設される
ことが肝要である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アルミニ
ウムを含有するフェライト系ステンレスと、ニッケルを
主成分とするろう材とで形成されるロール状のハニカム
体のろう材の配置を、軸方向に間隔を隔てて配設したた
め、母材のろう付部分の応力が分散して、板材が軸方向
および半径方向に変形可能となって熱応力が緩和され、
かつ母材のオーステナイト化を防いで母材組織の熱膨張
率の差による応力集中が防止され、さらにNi3 Alの
析出が小となって母材中のAlの含有が保持されて、ろ
う付部の酸化寿命が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒装置用メタル担体の略図であっ
て、図1(A)は斜視図、図1(B)は図1(A)の軸
方向断面図である。
【図2】本発明による触媒装置用メタル担体のハニカム
体の軸を含む断面の部分略図であって、図2(A)は、
板材の端部におけるろう材と板材との関係を示す図、図
2(A1 )は、図2(A)の板材に軸方向の力Fが加わ
った状態を示す図、図2(B)は、図2(A)と同様の
図、図2(B1 )は、図2(B)の板材に半径方向の力
Fが加わった状態を示す図、図2(C)は、ろう材の母
材に対する影響を示す図である。
【図3】本発明によるろう材の配置を示す実施例の、軸
方向部分断面の略図である。
【図4】従来の技術による触媒装置用メタル担体の略図
であって、図4(A)は板材の構成を示す模式図、図4
(B)は斜視図、図4(C)は図4(B)の軸方向断面
図である。
【図5】従来の技術によるハニカム体の軸を含む断面の
部分略図であって、図5(A)、(B)、(C)はそれ
ぞれろう材の配置と熱応力の方向を示し、図5(A
1 )、(B1 )、(C1 )はそれぞれ応力による影響を
示す図である。
【図6】従来の技術による別のろう材の配置を示す平面
略図である。
【図7】従来の技術によるハニカム体の軸を含む断面の
部分略図であって、ろう付によるNiの母材への拡散に
よる相変態の範囲を示す図である。
【符号の説明】
1、31 波板材 2、32 平板材 3、31 、32 、33、33a、33b ろう材 4、34 ハニカム体 a オーステナイト+フェライト組織部分 b フェライト組織部分(母材) c オーステナイト組織部分 d 板材が変形する部分 e ろう材の交点 k、k1 境界部 l 間隔 m1 、m2 、n1 、n2 ろう材の端縁 F 力 X 応力が集中する板材の部分
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年10月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メ
タル担体に関し、特にロール状ハニカム体の触媒装置用
メタル担体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、図4(A)に示すように、薄い
金属板の平板材32と波板材31の間にろう材33を介
在させて、平板材32と波板材31を重ねて、図4
(B)に示すように、軸の周りにロール状に巻き込んで
ハニカム体34を形成し、真空炉を使用してろう材33
を溶融させ、板材の接触部分において接合を行ってい
た。ろう材にはNi基ろう材を用い、かつ平板材と波板
材にはフェライト系ステンレス材料が使用されていた。
そのようにして形成されたハニカム体34の軸を含む断
面の形状は、図4(C)の断面略図に示す通りである。
【0003】ハニカム体のハニカム通路表面には軸方向
全長に亘ってアルミナ等からなる触媒用担持層が形成さ
れてメタル担体を形成する。その触媒担持層に貴金属触
媒が担持されて排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして
内燃機関の排気通路に配設されて排気ガス中のHC、C
O、NO 等を浄化する。なお限られた容積中にでき
るだけ多くのハニカム通路面積を確保する必要から、平
板材32及び波板材31の厚さは強度を維持できる範囲
内でできるだけ薄くなっている。
【0004】4輪、2輪等の自動車のエンジンに用いら
れる触媒装置用メタル担体は、1000℃前後の高温環
境下で加熱冷却が繰り返されるという厳しい条件で使用
される。そのため構成材料である箔状の板材には、80
0℃以上の高温域での耐酸化性をもたせるために、アル
ミニウム(Al)を含有するフェライト系ステンレス
(例えばFe−20Cr−5Al)が用いられ、ろう材
には耐酸化性および高温強度に優れたニッケル(Ni)
を主成分とするろう材、例えばNi−Cr−Siまたは
Ni−Cr−Si−Bなどが使用されている。
【0005】高温時および加熱冷却によって担体に発生
する熱応力を吸収するため、ろう付は通常板材の全面に
施さずに軸方向に部分的に施される。ろう材には粉末
状、ペースト状または帯状のものが用いられ、図4
(B)に示すように、板材の長手方向すなわちハニカム
体の34巻取り方向においてハニカム体34の軸とほぼ
直角に複数条介装されている。これらのろう材の配置
は、(1)板材32を挟んで互いに対向する細長い帯状
のろう材33が、幅が同じでかつ軸方向位置も同一であ
るもの(図5(A)参照)、あるいは、(2)特開平
4−4969号公報に開示されているように、ろう材3
3a、33bが互いに相異なる幅を有し、一方の端縁m
、mが互いに軸方向において重なっており、他方の
端縁n、nが互いに軸方向にずれているもの(図5
(B)参照)などがあり、さらに1個のハニカム体に
おいてこれらを組み合わせた構成も考えられる。
【0006】さらにまた、別のろう材の配置として、特
開昭64−48666号公報に開示されているように、
ろう材33を板材の長手方向に対して傾斜させ、かつ板
材の表裏に配設し、図6に示す平面図で見るように、交
点eにおいて互いに交叉しているものが開示されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の触媒装置用メタ
ル担体において、上述の(1)に示された、板材を挟ん
で互いに対向するろう材が、互いに幅が同じでかつ軸方
向位置が同一のものは、図5(A)に示すように、ろ
う材の端縁に接する板材の部分Xに応力が集中して破断
しやすいという欠点があった。
【0008】また、板材をろう付する場合には、ろう材
の主成分であるNiが、Alを含有するフェライト系ス
テンレスの母材中へ拡散して、一部は母材中に固溶して
いるAlと化合して金属間化合物Ni Alを析出さ
せ、残りは母材中に固溶する。フェライト系ステンレス
にNiが固溶するとその固溶量に応じて母材の一部がオ
ーステナイトへと相変態する。すなわち、図7(A
に示すように、母材bがろう材33に接している部分a
は、オーステナイトとフェナイトのまじり合った組織と
なる。
【0009】ろう材33が板材を挟んで対向し、かつ互
に幅が同じで軸方向位置も同一である場合には、図7
(B)に示すように、母材bへのろう材中のNiの拡
散量が、図7(B)に示すようなろう材が板材の片側
のみに接する場合の2倍となって、そのためCの部分は
完全なオーステナイト組織となる。したがって母材bと
の間に境界部kが存在することとなり、この境界部kを
挟んで熱膨張率の異なる二つの組織、フェライトとオー
ステナイトとが存在することになるために、境界部kに
熱応力が集中して、上述の図5(A)に示す場合と同
様に、境界部kにおいて破断しやすいという欠点があっ
た。
【0010】さらにまた、上述したようにろう付によっ
て母材中にNi Alが析出すると、母材中に固溶し
ているAlが消費され、特にろう材の位置が揃っている
図7(B)の場合には、図7(B)の場合に較べて
Ni Alの析出量は2倍となり、したがってAlの
消費量も2倍となるため、母材の表面にアルミナ(Al
)の被膜を生成させる能力が失われて、その
部分の酸化寿命が著しく低下するという欠点があった。
【0011】これらの問題を解決するために、上述の
(2)の場合、すなわち図5(B)に示すように、板
材を挟んで対向して配置されたろう材33a、33b
が、互いに異なる幅を有し、一方の端縁m 、m
が互いに軸方向において重なり、他方の端縁n 、n
が互いに軸方向にずれている場合には、板材32に
熱応力によって軸方向の力Fが加わると、図5(B
に示すように、dの部分において母材が変形することに
より、n 、n において母材に生じる応力を緩和
することとなるため、図5(A)に示すような破断を
避けることができるが、図5(C)に示すような軸と
直角の方向すなわち半径方向に力Fが作用するときに
は、図5(C)に示すような接合面積の少ない波板材
31の部分が破断するという欠点があり、さらにろう付
による母材へのNiの拡散状態は、図7(C)に示すよ
うに、母材bに対して下側のろう材33bのみが拡散し
ている部分a(フェライト+オーステナイト組織)と、
対向する上下のろう材33a、33bの両方から拡散の
影響を受ける部分C(オーステナイト組織)とに分けら
れる。フェライト+オーステナイトの部分aは、フェラ
イトである母材bとオーステナイトの部分Cとの中間的
な性質をもつため、オーステナイトとフェライトとの熱
膨張率の差(オーステナイトはフェライトの1.5倍)
による熱応力を緩和するクッションの役割を果すことに
なるので、上述の(1)の場合よりも破断が発生しにく
い。しかしながらオーステナイト部分Cとの境界部k
が存在しているため破断防止には不充分であった。
【0012】さらにまた、ろう材33a、33bが軸方
向に重なっているオーステナイトの部分Cにおいては、
Ni Alの析出量がフェライト+オーステナイトの
部分aの2倍となるため、酸化寿命が著しく低下する欠
点は避けられない。
【0013】さらに別のろう材の配置として、図6に示
すように、ろう材33を板材の端縁に対して、傾斜させ
かつ板材の表裏において互いに交叉するように配設した
ものは、ろう材が交叉する部分eにおいて応力が集中し
やすく、かつオーステナイト組織が生成するために破断
しやすく、さらにNi Alが他の部分の2倍析出す
るため酸化寿命が短かいという欠点があった。
【0014】本発明の目的は、4輪、2輪等の自動車の
エンジンに用いられる、アルミニウムを含有するフェラ
イト系ステンレスとニッケルを主成分とするろう材とか
らなるロール状のハニカム体で形成された触媒装置用メ
タル担体において、母材のろう付部分に応力集中やオー
ステナイトによる境界部が生成せず、したがって板材が
ろう付部分において破断したり酸化寿命を低下させるこ
とのない、触媒装置用メタル担体を提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体は、帯状の薄い金属板を折曲げて連続的な波形の
凹凸を形成した波板材と、平坦な帯状の薄い金属板から
なる平板材とが、相互に当接して重なり合い、かつろう
材によって接合され、ロール状に巻かれて形成された多
数の網目状通路を備えたハニカム体を形成し、かつ金属
板が1%以上10%以下のアルミニウムを含有するフェ
ライト系ステンレスからなり、ろう材がニッケルを主成
分とするろう材からなる触媒装置用メタル担体におい
て、ろう材が、板材の巻取り方向に、かつハニカム体の
軸とほぼ直角に、細長い帯状で1条以上介装され、かつ
板材を挟んで対向する位置にあるろう材が、軸方向に間
隔を隔てて配設されるている。
【0016】このように形成されたメタル担体は、板材
に熱応力による軸方向の力が加わったときには軸方向に
変形が可能であり、また半径方向の力が加わったときに
は半径方向に変形が可能であるため、板材に作用する熱
応力は緩和されて破断することはなく、またろう付部の
母材が全部はオーステナイトに相変態せずにフェライト
とまじり合った組織となるため、母材であるフェライト
との間に著しい熱膨張率の差が生じないので組織の境界
部において板材が破断しない。さらにろう付部において
ろう材が重ならないために、Ni Alの析出量がろ
う材の重なる場合の半分となり、したがってAlが母材
に残留するのでろう付部の酸化寿命が従来のものよりも
長くなる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の触媒装置用
メタル担体の一実施の形態を示す図であって、図1
(A)はロール状ハニカム体を成形する工程途中の斜視
略図、図1(B)は図1(A)の軸を含む断面の略図で
ある。
【0018】触媒装置用メタル担体を成形するハニカム
体4は、波形の凹凸が連続的に形成され帯状をなす薄い
金属板からなる波板材1と、平坦な帯状の薄い金属板か
らなる平板材2とが、相互に当接して重なり合い、両板
材の間にはろう材3 と3 とが板材の長手方向す
なわち巻取り方向に軸と直角に介装されて、ロール状に
巻かれて形成されている。このようにして形成されたハ
ニカム体は、真空炉内においてろう材を溶融して板材の
接触部分が接合された後、ハニカム通路表面にアルミナ
等からなる触媒担持層が施されて触媒装置用メタル担体
を形成する。
【0019】板材を形成する金属板には、1%以上10
%以下、好ましくは5%のアルミニウムを含有する厚さ
が30〜200μm好ましくは50μmのフェライト系
ステンレス材(Fe+20Cr+5Al)を用いる。ろ
う材にはニッケル基のアモルファスろう材の細長い箔が
好適である。
【0020】ろう材を配設する位置は、板材の軸方向両
端部において板材ごとに1本づつ互いに対向して配置さ
れ、対向しているろう材は互いに軸方向において重なら
ないように、少なくとも1mm以上、好ましくは2mm
以上の間隔lを隔てて配設される。
【0021】このように形成されたハニカム体4の軸を
含む断面の一方の端部の状態を図2に示す。図2(A
)において、平板材2は対向するろう材3 、3
によって、平板材2の上下に配設された不図示の波板
材に接合されている。ろう材3 と3 は同一の幅
に図示してあるが、幅を異にすることもできる。ろう材
の一方の端縁m の位置を平板材2の端縁に揃
えて図示してあるが、必ずしも揃える必要はない。平板
材を挟んで対向しているろう材3 と3 は軸方向
において重なることはなく、少なくとも間隔lを設けて
配設されている。lの寸法は1mm以上、出来れば2m
m以上とすることが好適である。
【0022】このように形成された平板材2が、熱応力
により軸方向の力Fを受けると、dの部分が軸方向に変
形して図2(A)に示す形状となる。このとき平板材
2は対向するろう材3 、3 によって拘束されず
に軸方向に変形可能であるから、軸方向力Fによって破
断することはない。
【0023】また、図2(B)に示すように、平板材
2の下面が波板材1とろう材3によって接合されてい
る場合に、平板材2に半径方向すなわち軸と直角方向の
力Fが作用すると、平板材2は図2(B)に示すよう
に半径方向に変形することが可能であるから、下方の波
板材1に力Fを及ぼすことはないため、図5(C)に
示したような波板材1の破断が起こることはない。
【0024】さらに図2(C)に示すように、対向する
ろう材3 、3 が板材に対して重ならず間隔lを
設けて配置されているため、ろう付に際して母材bに対
してろう材のNiが拡散する部分aはオーステナイト+
フェライトの組織となる。この組織は母材bとの間の熱
膨張係数の差が顕著でないために熱膨張差による応力の
発生が少なく板材2が破断することはない。
【0025】なお、ろう付により、ろう材中のNiが母
材中に固溶しているAlと化合して金属間化合物Ni
Alを析出させ、母材中のAlが消費されるが、図2
(C)に示すように、母材に対してろう材3 と3
が重なって多量のAlを消費してNi Alを析出
する部分がないために、母材の部分aにおいてA1が充
分に残留するから、ろう付部分の酸化寿命は、従来の技
術による図7(B)、(C)に示すような、ろう材が
重なって配置される場合よりも著しく長くなる。
【0026】
【実施例】上述の本発明の実施の形態において、ろう材
の設置場所は図1および図2に示すように、板材の軸方
向両端部にそれぞれ1組づつ対向させて配置してある
が、1組に限るものでない。さらにろう材の数は、ハニ
カム体の径、軸方向長さ、使用する環境によって異な
り、通常は板材の片側において1条〜5条の範囲とする
が、その配置の例の一部を図3(A)〜(F)に示す。
【0027】すなわち、図3(A)は、ろう材をハニカ
ム体の入口または出口の端部に設けた場合を表わし、図
3(B)は、ろう材を軸方向中央部に設けた場合、図3
(C)はろう材を両端部に設けた場合、図3(D)は、
ろう材を両端部と中央部に設けた場合、図3(E)と図
3(F)は、両端部にろう材を配設しない場合を表わし
ている。
【0028】2輪のオートバイに使用する場合のよう
に、ハニカム体の外径が小で軸方向長さが径に比し長い
場合には、ハニカム体内部の温度が両端部に比し高くな
るので、その場合には図3(A)、(C)に示すよう
に、ろう付部を軸方向端部に設けることが好ましい。
【0029】上記以外の場合には、なるべく軸方向中央
部に近い位置で、ろう材同志のピッチが小となるように
配置するのが良い。その理由は、板材の軸方向単位長さ
当り累積される熱応力をなるべく小にして、板材の両端
に自由度をもたせ熱応力を逃すためである。
【0030】ろう材の幅は1〜25mmとし、帯状の箔
を用いることが好適であるが、その他に粉末またはペー
スト状のものを用いることもできる。
【0031】またろう材の幅は、熱負荷を基準として次
の様に定めることもできる。すなわち低負荷の場合は1
mm、中強度を要する場合は3mm、高強度を要する場
合には7−10mmとするのが良い。
【0032】対向関係にあるろう材の幅は、同一であっ
ても、異なっていてもよいが、いずれの場合もろう材が
重ならず間隔lすなわち1mm以上を隔てて配設される
ことが肝要である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アルミニ
ウムを含有するフェライト系ステンレスと、ニッケルを
主成分とするろう材とで形成されるロール状のハニカム
体のろう材の配置を、軸方向に間隔を隔てて配設したた
め、母材のろう付部分の応力が分散して、板材が軸方向
および半径方向に変形可能となって熱応力が緩和され、
かつ母材のオーステナイト化を防いで母材組織の熱膨張
率の差による応力集中が防止され、さらにNi Al
の析出が小となって母材中のAlの含有が保持されて、
ろう付部の酸化寿命が向上するという効果を奏する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒装置用メタル担体の略図であっ
て、図1(A)は斜視図、図1(B)は図1(A)の軸
方向断面図である。
【図2】本発明による触媒装置用メタル担体のハニカム
体の軸を含む断面の部分略図であって、図2(A
は、板材の端部におけるろう材と板材との関係を示す
図、図2(A)は、図2(A)の板材に軸方向の力
Fが加わった状態を示す図、図2(B)は、図2(A
)と同様の図、図2(B)は、図2(B)の板材
に半径方向の力Fが加わった状態を示す図、図2(C)
は、ろう材の母材に対する影響を示す図である。
【図3】本発明によるろう材の配置を示す実施例の、軸
方向部分断面の略図である。
【図4】従来の技術による触媒装置用メタル担体の略図
であって、図4(A)は板材の構成を示す模式図、図4
(B)は斜視図、図4(C)は図4(B)の軸方向断面
図である。
【図5】従来の技術によるハニカム体の軸を含む断面の
部分略図であって、図5(A)、(B)、(C
はそれぞれろう材の配置と熱応力の方向を示し、図5
(A)、(B)、(C)はそれぞれ応力による影
響を示す図である。
【図6】従来の技術による別のろう材の配置を示す平面
略図である。
【図7】従来の技術によるハニカム体の軸を含む断面の
部分略図であって、ろう付によるNiの母材への拡散に
よる相変態の範囲を示す図である。
【符号の説明】 1、31 波板材 2、32 平板材 3、3 、3 、33、33a、33b ろう材 4、34 ハニカム体 a オーステナイト+フェライト組織部分 b フェライト組織部分(母材) c オーステナイト組織部分 d 板材が変形する部分 e ろう材の交点 k、k 境界部 l 間隔 m 、m 、n 、n ろう材の端縁 F 力 X 応力が集中する板材の部分
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状の薄い金属板を折曲げて連続的な波
    形の凹凸を形成した波板材と、平坦な帯状の薄い金属板
    からなる平板材とが、相互に当接して重なり合い、かつ
    ろう材によって接合され、軸の周りにロール状に巻かれ
    て形成された多数の網目状通路を備えたハニカム体を形
    成し、かつ前記金属板がアルミニウムを含有するフェラ
    イト系ステンレスからなり、前記ろう材がニッケルを主
    成分とするろう材からなる触媒装置用メタル担体におい
    て、 前記ろう材が、前記板材の巻取り方向に、かつ前記ハニ
    カム体の軸とほぼ直角に、細長い帯状で1条以上介装さ
    れ、かつ前記板材を挟んで対向する位置にある前記ろう
    材が、前記軸方向に間隔を隔てて配設されることを特徴
    とする触媒装置用メタル担体。
JP8228674A 1996-08-29 1996-08-29 触媒装置用メタル担体 Pending JPH1066881A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8228674A JPH1066881A (ja) 1996-08-29 1996-08-29 触媒装置用メタル担体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8228674A JPH1066881A (ja) 1996-08-29 1996-08-29 触媒装置用メタル担体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1066881A true JPH1066881A (ja) 1998-03-10

Family

ID=16880043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8228674A Pending JPH1066881A (ja) 1996-08-29 1996-08-29 触媒装置用メタル担体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1066881A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501234A (ja) * 1999-06-02 2003-01-14 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 二輪車或いはディーゼル車用の触媒担持体
JP2007007585A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Honda Motor Co Ltd 排ガス浄化用メタル担体構造
JP2020131053A (ja) * 2019-02-13 2020-08-31 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 ハニカム体、触媒担持用コンバータ及び熱交換器用ハニカム体

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501234A (ja) * 1999-06-02 2003-01-14 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 二輪車或いはディーゼル車用の触媒担持体
JP4988112B2 (ja) * 1999-06-02 2012-08-01 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 二輪車用の触媒担持体
JP2007007585A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Honda Motor Co Ltd 排ガス浄化用メタル担体構造
JP2020131053A (ja) * 2019-02-13 2020-08-31 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 ハニカム体、触媒担持用コンバータ及び熱交換器用ハニカム体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5591413A (en) Metal carrier for a catalytic converter
JPH03157139A (ja) 排気ガス浄化触媒用メタル担体
US5620666A (en) Exhaust gas cleaning metallic substrate
JP3790089B2 (ja) 排気ガス浄化装置用の触媒担体、およびその製造方法
JPH0235940A (ja) 触媒反応器のための担持母体
JPH1066881A (ja) 触媒装置用メタル担体
JP2832397B2 (ja) 排気ガス浄化触媒用メタル担体
JP2911469B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP3287975B2 (ja) 排気ガス浄化触媒用メタル担体
JP2885822B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP2732889B2 (ja) 良好な耐熱応力・耐熱疲労特性を有する自動車排ガス触媒用金属担体
JPH1076165A (ja) メタル担体
JPH08986Y2 (ja) 排気ガス浄化触媒用メタル担体
JP3716031B2 (ja) 触媒装置用メタル担体
JP3271716B2 (ja) 排気ガス浄化触媒用メタル担体
JP3308075B2 (ja) 耐熱構造体の製造方法
JPH10249516A (ja) 触媒装置用メタル担体の製造方法
JP2600899B2 (ja) 排ガス浄化触媒用メタル担体
JP3084162B2 (ja) 触媒装置用メタル担体
JP3269651B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP3217597B2 (ja) 触媒装置用金属担体
JP3347485B2 (ja) 耐久性のある拡散接合メタル担体
JP5014043B2 (ja) 排ガス浄化触媒用メタルハニカム担体
JP3308052B2 (ja) 触媒装置用メタル担体およびその製造方法
JPH0663420A (ja) 排気ガス浄化触媒用メタル担体

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050518

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050928