JPS63270548A - 触媒コンバ−タ用基体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分￥ｆ］ 本発明は、主に自動車等の排気ガス経路に３健置され、
排気ガス中の各種酸化物を分解して浄イヒするために用
いる触媒コン／く一夕の基体に関する。

［従来技術と問題点］ 現在、排気ガスの浄化を目的として自動車の排気ガス経
路に触媒コンバータが設置されて１／する。

該コンバータは一般に８００℃〜約１２００℃番こ及７
−−高温の腐食性ガスに曝されるので高温下での耐酸イ
し性を有する必要があり、触媒担体を保持するフレーム
にはハニカム状のセラミックスが従ｆｆｉ用ｔｚＸられ
ている。しかし、セラミックス製フレーム番こは次の問
題がある。

ａ、熱伝導度が小さいので、温度が−ヒリ難く、運転開
始時の排気ガス浄化が期待できなし）。

ｂ、熱衝撃・や機械振動に弱い。

Ｃ０金属との熱膨張差が大きいので、コンノ（−タシェ
ルに固定するのが難しｌ、Ｘ。

上記セラミック製コン／（−夕の欠点を解コ肖するため
、最近、触媒担体のフレーム材として板厚５０ルｍ程度
の耐熱性ステンレス鋼フォイル（箔）を用いることが検
討され、欧米では既に実用化されている。ステンレス鋼
は高温での耐酸化性に優れることから、ステンレス鋼の
箔をコルゲート加工してハニカム状のフレームを形成し
、該フレームに触媒の担持体となるγ−Ａｌ２Ｏ３をコ
ーティングして、乾燥焼結した後、触媒コーティングを
施し、メタリックフレームコンバータを製造している。

ところが上記ステンレス製のフレームは触媒担体となる
アルミナとの密着性が必ずしも充分ではなく、その為２
種々の改良が試みられている。その−例として、Ａｌを
３〜８％含有するＡｉ含有ステンレス鋼を用い、該ステ
ンレス鋼の箔を焼なまし後にコルゲート加工し、成形後
、更に熱処理して鋼中のＡｌを利用してステンレス鋼表
面にα−Ａｉ２０３ウィスカーを生成させ、該針状結晶
の上にγ−Ａｌ２Ｏ３をコーティングする方法が知られ
ている（特開昭５８−９Ｅ１７２Ｇ）　、この他、α−
Ａ　ｌ　２０３ウイスカーの生成を促進するため上記Ａ
ｌ含有ステンレス鋼を予めＣ０２雰囲気等で加熱処理す
る方法（特開昭５７−７１８９８）　、あるいはステン
レス鋼の成分にＺｒ、Ｙ等を添加し機械的強度や高温ク
リープ特性を改善する方法（特開昭５６−１２１Ｅｉ４
１　、同５８−１７７４３７）等が知られている。

ところが、ステンレス鋼を用いて触媒コンバータのフレ
ームを形成する上記従来方法は、何れも高Ａ９．含有ス
テンレス鋼を用い、ステンレス鋼の加熱処理により鋼中
のＡｆＬを利用して鋼表面にα−Ａ！；Ｌ２０３を生成
させるものであり、製造工程が煩雑である。更に、鋼中
の　ＡＪＪを利用するためα−Ａ交２０３の生成が不充
分になり易い問題がある。

ステンレス鋼を用いる上記従来方法の問題を回避するた
め、チタン含有低炭素鋼を用いて上記メタリックフレー
ムを製造する方法も知られている。羊の一例は、　０．
０１〜１．０％のＴｉを含有する低炭素鋼を用い、該炭
素鋼の表面に溶融人文めっきを施した後に冷間圧延して
フォイルを形成する方法である（特開昭８１−５８８、
特公表Ｅｆｔ−５０１７８５）。

この方法は、高価なステンレス鋼に代えて経済的に有利
な低炭素鋼を用い、圧延性および耐高温酸化性を高める
ために該鋼にＴｉを添加し、更に鋼表面に溶融Ａｌめっ
きを被覆し、加熱処理することにより上記ウィスカーを
生成させるものであり、上記高Ａｌ含有ステンレス鋼を
用いる方法に比べ、製造工程が簡略であり、経済的に有
利であるが、Ｔｉが添加されているものの母材が低炭素
鋼であるので依然として製品の耐熱性に劣り８００℃以
上の高温下での使用には信頼性が乏しい。

しかも溶融めっき層に硬質で脆い合金層（Ｆｅ−Ａｌ及
びＦｅ−Ａｌ１−Ｓｉ　）が形成されるため、めっき後
の圧延時にめっき層が２４ａｌＬ易い重大な問題がある
。

［問題点の解決に係る知見１ 木発明者は、Ｔｉ含有低炭素鋼に比ベステンレス鋼は高
温での耐酸化性が格段に優れることから、ステンレス鋼
を用いたメタルフレームの改良を試み、Ａ！；Ｌ源とし
て鋼中の含有Ａ４Ｑ、を利用する従来の方法とは異なり
、ステンレス鋼表面に蒸着めっき又は電気めっきにより
Ａｉめつきを施せば、大気中での加熱処理だけで上記ウ
ィスカーをでき、かつ圧延および成形加工時にもめつき
層の剥離を生じない優れた加工性を有し、さらに鋼中に
ＡｆＬを含有するので高温での耐酸化性にも優れたメタ
リックフレームを製造できることを見出した。

上記知見に加えて、Ｚｒまたは希土類元素の少なくとも
１種類を含有するＡｌ−Ｔｉ含有ステンレス鋼を用いれ
ば、高温下での母材のクリープ強さを向上できるだけで
なく、上記加熱処理により生成するα−Ａｉ２０３ウィ
スカーは加熱、冷却の繰返しおよび高温における耐スケ
ーリング性に優れ、また触媒担体であるγ−Ａｌ、ｏ３
との密着性に優れ、かつγ−Ａｉ２ｏ３中に拡散したＺ
ｒまたは希土類元素が酸化物を形成することにより該ア
ルミナ層が安定化し、触媒機能が一層向上することを見
出した。

更に、ステンレス鋼にめっき層を形成する方法において
は、めっき方法が重要であり、溶融めっきによりＡｌめ
っきを施す場合には不めっきが発生し易く、しかも薄く
て均一なめつき層を得ることが難しく、他方、蒸着めっ
き或いは電気めっきによりＡｌめっきを施せば母材との
密着性に優れた均一なめっき層を得ることができ、良好
なアルミナウィスカーを形成できることを見出した。

［発明の構Ｊ＆］ 本発明によれば、ステンレス鋼フォイルをフレームとし
、該フレームの少なくとも片面に触媒を担持するための
アルミナが被覆されている触媒コンバータ用基体であっ
て、上記ステンレス鋼が、Ｃｒ：３〜２５％、Ｃ：　０
．０８％以下、　Ａ交：１．０〜５．０％、Ｔ　ｉ　：
　０．５％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｓ　ｉ　：　０
．８％以下、残部が鉄および不可避的不純物からなるＡ
ｌ−Ｔｉ含有ステンレス鋼であり、或いは、上記ステン
レス鋼が、Ｃｒ　：３〜２５％、Ｃ：　０．０８％以下
、Ａｉ：１．Ｏ〜５．０％。

Ｔ　ｉ　：　０．５％以下、　Ｍｎ：０．８％以下、Ｓ
ｉ：０．８％以下、およびＺｒまたは希土類元素の少な
くとも１種類を０．０１−１．０％含み、かつ残部が鉄
および不可避的不純物からなるＡ１−Ｔｉ含有ステンレ
ス鋼であり、該ステンレス鋼表面に蒸着めっき又は電気
めっきによりＡｌめっきを施し、該蒸着めっきと同時ま
たはめっき後の加熱処理によりＡｌめっき層にα−ＡＩ
Ｌ２０３ウィスカーを生成させた後にγ−Ａｌ２０３を
コーティングしてＬ記アルミナ担持体を形成したことを
特徴とする触媒コンバータ用基体が提供される。

本発明に係るメタリックフレームの製造工程の一例を第
１図に示す。

本発明のメタリックフレームには、Ａｌ−Ｔｉ含有ステ
ンレス鋼が用いられる。該ＡｆＬ−Ｔｉ含有ステアＬ／
ス鋼とは、Ｃｒ：３〜２５％、Ｃ：　０．０８％以下、
Ｔ　ｉ　：　０．０５〜０．５％、Ａｌ：１．０〜５．
０％を含有することによって特徴づけられ、Ｍｎおよび
Ｓｉは通常のステンレス鋼に含有される範囲の含有量で
あり、残部が鉄および不可避的不純物からなるもの、或
いはＣｒ：３〜２５％、ｃ　：　０．０８％以下、　Ａ
　ｉ　：　１．０〜５．０％、　　Ｔｉ：０．５％以下
、Ｍｎ：０．８％以下、Ｓ　ｉ：　０．８％以下、およ
びＺｒまたは希土類元素の少なくとも１種類を０．０１
〜１．０％含み、かつ残１．３が鉄および不可避的不純
物からなるものを言う。

本発明は、Ａｌを含有するステンレス鋼を母材とするが
、従来の方法と異なり、鋼中のＡｌを利用してα−Ａｌ
２０３ウイスカーを生成させるものではなく、Ａｌは該
母材の高温下での耐酸化性を高めるために必要とされる
。この観点からＡｌは１．０〜５．０％含有される。１
．０％未満の含有量では１０００℃以上における母材の
耐酸化性に劣る。

Ａｌ含有量が５．０％を越えても母材の耐酸化性を顕著
に向上させる効果は認められず、むしろＡｌ量の増加と
共に母材が硬くなり、圧延が困難になるので好ましくな
い。

尚、本発明は、従来の方法と異なり、大気中での加熱処
理によりα−Ａｌ２０３ウイスカーを生成させるため、
上記Ａｌ含有ステンレス鋼表面に更にＡｌ蒸着めっき層
又はＡｌ電気めっき層を形成している。

本発明のステンレス綱母材にはＡｌの他にＴｉが含有さ
れる。Ｔｉを含有しないステンレス鋼の場合、Ａｌめっ
き層から鋼中に拡散したＡｌが鋼中の炭素、窒素と結合
し、めっき層と母材の界面付近でボイドを形成するため
、これがめつき層の剥離原因となる。従って、Ｔｉは鋼
中の全ての炭素、窒素と結合するのに充分な量が必要と
される。更に本発明においては、Ａｌめっき層のＡ４ｕ
を鋼中にスムーズに拡散させ、かつ鋼組織を清浄化し圧
延性を向上させる作用を果たすものであり、この観点か
らＴｉ量は、０．０５〜０．５％が好ましい＋１Ｔｉｆ
ｆｌが０．０５％より少ないと、鋼中の全ての炭素、窒
素がＴｉと充分に結合されない、またＴｉ含有量が０．
５％を越えても鋼中のフリーのＴｉ量が増加するだけで
あり、上記効果はそれ以上向上しない。

Ｃｒの含有酸は３〜２５％を必要とし、好ましくは、１
１〜２０％である。３％未満のＣｒ含有量では母材の耐
高温酸化性に劣る。ステンレス鋼は一般には１１％以上
のＣｒを含有するものであるが、本発明においては３％
以上のＣｒが含有されていれば、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌの複
合酸化物を形成し、最小限必要な耐高温酸化性を得るこ
とができるので３％以上のＣｒを含有するものをステン
レス鋼の範囲に含むものとする。Ｃｒ含有量が２５％を
越えても母材の耐酸化性を顕著に向上させる効果は認め
られず、Ｃｒが高価な金属であることを考慮すると経済
的にもＣｒ含有量は２５％以下であることが好ましい。

上記ステンレス鋼がＺｒまたは耗土類元素を０．０１−
１．０％含有する場合、これらの元素は上記ステンレス
鋼の高温クリープ特性を向上させる。

更に、上記元素はＡｌめっき後の加熱処理により生成す
るアルミナウィスカーの耐スケーリング性および該ウィ
スカーとγ−Ａ！；Ｌ２０３との密着性を向上させて、
該アルミナ層を安定化し、その触媒機能を向上させる作
用を果たすものであり、この観点からＺｒないし希土類
元素の含有量は０．０１％以上含有するのがよい、他方
、該元素の含有量が１．０％を越えても上記効果に大差
ない、Ｚｒおよび希土類元素が高価であることを考慮す
ると。

上記元素の含有量は０．０１〜１．０％が好ましい。

Ｍｎ、Ｓｉの含有量は通常のステンレス鋼に含まれる範
囲であり、一般的には、Ｍｎ＋０．８％以下、Ｓ　ｉ　
：　０．８％以下である。尚、Ｍｎ、Ｓｉの含有量は本
発明において本質的なものではない。

その他、上記ステンレス鋼には不可避的不純物として、
Ｐ、Ｓ等が含まれるが、これらは通常の混入量以下であ
れば支障ない、尚、母材の機械的性質を考慮すると、こ
れらの元素は少ない程好ましい。

上記ステンレス鋼の両面あるいは片面に、蒸着めっき或
は電気めっきによりＡｌめっきが施される。該めっき処
理の際、ステンレス鋼は予め板厚５０ｇｍ程度のフォイ
ルに圧延したものを用いても良く、あるいは板厚０．１
〜０．３　ａｍ程度の鋼板にめっき処理を施した後、上
記フォイルの板厚まで圧延しても良い。

該めっき層は上記α−Ａｌ２０３ウイスカーを形成する
ためのものであり、従って該めっき層の膜厚は鋼表面に
均一な上記ウィスカーが形成される程度であれば良い、
具体的には、フォイル状のステンレス鋼を用いる場合、
該めっき層の膜厚は０．５〜８．０　ル】が最適であり
、又、板厚０．１〜０．３１程度の鋼板を用いる場合に
は、圧延後のフォイルのめっき層の膜厚が０．５〜８．
０　、ｗ＋であることが好ましい、めっき層の膜厚が０
．５．ｍより薄い場合、上記ウィスカーの生成が不充分
な部分を生じ、また該めっき層の膜厚が８．０μｍより
厚い場合、上記ウィスカーを生成させるためには長時間
の加熱処理あるいはより高温での加熱処理が必要になる
。従って、めっき層の膜厚は０．５〜８．０ｇｍが最適
である。

上記Ａｌめっき層は蒸着めっき、或いは電気めっきによ
り形成される。溶融めっきによる場合には前述のように
めっき層界面付近に脆弱な合金層が生じるのを避けるこ
とが出来ない、該合金層はめっき層の剥離原因となり易
く、また上記α−Ａｌ、０３ウィスカーの生成形態を不
均一にする。

蒸着めっきの原理は、めっき金属の蒸気を真空蒸着室中
で銅帯表面に付着、凝縮させてめっき層を形成するもの
であり、溶融めっきに見られる不都合な合金層を生じる
ことが無く、密着性に優れためっき層を得ることができ
る。また蒸着めっきは板厚５０ル履程度の極薄な銅帯に
対しても良好なめっき層を形成することが可能である。

一方、溶融めっきは融点以上に加熱しためっき浴中に銅
帯を通過させるため、極薄の銅帯は著しい熱歪を生じ易
く、通常０．２５層厘以上の板厚を有する鋼帯に限られ
る。またＡｆＬ溶融めっきによりステンレス鋼板にＡｌ
めっきを施す場合、溶融Ａｌとステンレス鋼板との濡れ
性が悪く点状の不めっきが発生し易い、蒸着めっきの場
合には、ステンレス鋼板にも密着性の良いＡｌめっきを
施すことが出来る。

更に、蒸着めっきは薄めつきが可能であり、蒸着時の熱
を利用して蒸着工程においてＡ見めっき層に直ちにＡ１
２ｏ、被膜を形成することができる。

上記蒸着めっきに代えて電気めっきによりＡｌめっきを
形成しても良い、電気めっきにより形成されるめっき層
は蒸着めっきによる場合と同様に、溶融めっきに見られ
るような合金層が生ぜず、良好なめっき層を得るこがで
きる。

上記蒸着めっき又は電気めっきによりＡｌめっきしたス
テンレス鋼フォイルはコルゲート加工によりハニカム状
の構造体に加工され、引続きキャソニング工程を経て、
コンバータフレームの形状に加工される。

上記加工処理の後、大気中での加熱処理によりＡｌめっ
き層にα−ＡｆＬ２０３ウィスカーが形成される（第２
図（ａ）参照）、該熱処理は大気中での加熱で良く、具
体的な熱処理条件はステンレス鋼の鋼種およびめっき層
の膜厚により多少異なるが１通常、８００〜１１００℃
、５分〜５０時間であれば良い。

板厚０．１−０．３　ａｍのステンレス鋼板に上記Ａｌ
めっきを施した場合には、該鋼板を圧延して板厚２５〜
９０ＩＬｍ、めっき層の厚さ０．５〜８．０　ｇ　ｍに
した後、上記コルゲート加工および熱処理を施す。

高Ａｌ含有ステンレス鋼を用い、めっき層を形成せずに
上記ウィスカーを形成する従来方法においては、大気中
での加熱によっては満足なウィスカーを形成することが
出来ない、この為、酸素分圧を０．７５Ｔｏｒｒ以下と
した不活性ガス雰囲気中、或いは炭酸ガス雰囲気中で加
熱している。

本発明においては、上記従来方法で不可欠とする雰囲気
調整の必要が無く、大気中での加熱で良く、これにより
良好なウィスカーを形成することができる。

α−Ａ　３１２０３ウイスカーを生成させる加熱温度と
時間はＡｌｌめっき層の膜厚によって異なり、前述の如
く、めっき層の膜厚が０．５〜８．０終履であれば８０
０〜１１００℃、５分〜５０時間で上記ウィスカーが生
成される。尚、めっき膜の膜厚の薄い方が微細かつ針状
のウィスカーを短時間で形成する傾向を有するが、膜厚
が厚くても上記範囲内であれば加熱温度を高くすること
により針状のウィスカーを短時間で形成できる。

上記加熱処理により鋼表面に化学的に安定なαＡ　ｆＬ
　２０３ウイスカーが形成され、同時にめっき層のＡｌ
が鋼中に拡散して固溶し、鋼中成分のＡｌと相俟ってス
テンレス鋼フォイルの＃熱性を向上する。

尚、Ｚｒないし希土類元素を含有するステンレス鋼を用
いると、上記α−Ａｌ２Ｏ３ウイスカー中にこれらの元
素が拡散したものが得られる。

上記加熱処理（ウィスカー処理）の後、触媒担体となる
γ−Ａ！；Ｌ２０３が上記ウィスカー上にコーティング
される（第２図（ｂ）参照）、　　γ−Ａｌ２Ｏ３のコ
ーティングは通常の方法によって行なえば良く１例えば
、該コーティング用アルミナゾルを上記フォイル上に塗
布し、乾燥後、大気中で５００〜８００℃に加熱して焼
成させることにより形成される。γ−Ａｌｘｏ３の膜厚
は通常１〜１０μｍである。γ−Ａｌ、０３層の密着性
は　α−Ａｌ２０３ウイスカーの形態に依存しており、
微細かつ針状のウィスカーである程密着性が良い。

更にＺｒないし希土類元素を含有するステンレス鋼を母
材に用いれば、これらの元素が該母材表面ないし上記α
−Ａｕ２０３層から該γ−Ａ見２０３層中に拡散し、上
記元素の酸化物を形成する。これにより該γ−Ａｌ、０
３層が安定化し、触媒機能が向−ヒする。

」二足γ−Ａ、Ｑ２０３層を形成した後、この上に白金
、ロジウム等の金属触媒をコーティングしく第２図　（
ｅ）　）　、最終的に触媒コンバータ用基体を形成する
。

尚、第２図中　１０はステンレス鋼フォイル、１１はａ
　　Ａ　ｌ　２０：ｉ　ライスｊ３−１１２はγ−Ａ見
、０３，１３は金属触媒である。

［発明の効果］ 本発明の触媒コンバータ用基体は次の利点を有する。

ａ、蒸着めっき或いは電気めっきによりＡｌめっきを形
成するので、溶融めっきに発生するめっき界面付近での
脆弱な合金層を生じることがなく、めっき処理後の圧延
加工によってもめっき層が剥離せず、圧延加工性が良い
、従つて上記ウィスカーが鋼表面に均一に形成される結
果γ−Ａｕ２０３コーティング層の密着性に優れる。

ｂ、大気中での加熱によりＡｌめっき層に化学的に安定
なα−Ａｌ２０３ウィスカーが容易に形成される。Ａｌ
めっき層を有しない高Ａｌ含有ステンレス鋼を用いる従
来の方法においては、大気中での加熱によっては満足な
ウィスカーを形成することが出来ない、この為、酸素分
圧を０．７５Ｔｏｒｒ以下とした不活性ガス雰囲気中、
或いは炭酸ガス雰囲気中で加熱している。

この点、本発明においては、上記従来方法で不可欠とす
る雰囲気調整の必要が無く、大気中での加熱で良く、こ
れにより耐スケーリング性に優れたウィスカーを形成す
ることができる利点を有する。

Ｃ０上記ウィスカー処理時に鋼中にＡｌが拡散固溶する
のでステンレス鋼フォイルの耐熱性が一層向とする。従
来の溶融めっきを行なう方法においてはステンレス鋼に
代えて低炭素鋼を用いているのでＡｌめっき層から鋼中
にＡｉが拡散しても耐熱性に限界がある。

ｅ、更に本発明は、Ａｌを１．０〜５．０％含有するス
テンレス鋼を母材とするので、１０００℃以りの使用環
境下での耐Ｍ化性に優れる。

ｆ、又、Ｚｒないし希土類元素を含有するステンレス鋼
を用いた場合には、触媒担体としてコーティングされる
上記γ−Ａｉ２　ｏ３層中に該Ｚｒないし希土類元素が
拡散し、酸化物を形成するので該アルミナ層が安定化し
、その触媒機能が向上する。

［実施例および比較例］ 実施例　１ 第１表に示す成分のステンレス鋼フォイル（板厚５０Ｊ
Ｌｍ）を用い、常法に従って脱脂および酸洗を行なった
後、第２表の蒸着条件に従い該ステンレス鋼表面の両面
にＡｌ蒸着めっきを施し、引続き、該Ａｌめっきフォイ
ルを大気中でｌθ分分車１０時間１０００℃に加熱し、
ウィスカーを生成させた。

めっき膜厚３ｇｍと７ＪＬｍの試料を１０００℃、５時
間加熱処理した後のめっき層表面の走査電子ＷＪ微鏡写
真を第３図（ａ）　、　（ｂ）に示す。また同図（ｂ）
と同一条件で作成した試料についてめっき層のＸ線回折
チャートを第４図に示す、第３図（ａ）。

（ｂ）に示されるように該Ａｉめっきステンレス鋼表面
には微細なかつ緻密な針状結晶が形成されており、加熱
処理条件が同一であれば、めっき膜厚の薄いほうがウィ
スカーの成長が速いことが確認された。また該ウィスカ
ーは第４図のチャートからα−Ａ１２０３であることが
確認された。

めっきバ！２厚３ｐｍ、ＩＱＯＯ℃、５時１ｍの加熱処
理によりウィスカーを形成した試料について、更に第３
表に示す条件下でγ−Ａｌ２０３をコーティングした。

該コーティング処理した試料について表面に２ｍｍの基
盤目カットを入れた後にテープ剥離による試験を行ない
、五記γ−Ａ！１２０３層の密着性を調べた。この結果
を第５図に示す。

尚、第５図中剥離度は全γ−Ａｌ２０３層面積に占める
剥離面積の割合により表わす、第５図に示されるように
本実施例の試料は上記剥離度が極めて小さく、１懐γ−
ＡｆＬ２０．１層がＡｌめっきステンレス鋼に対して極
めて高い密着性を有することが確認された。

また、未実施例の試料についてγ−Ａｌ、０３層をＥＤ
Ｘ分析したところ、該γ−Ａ！１２０３層中にＺｒおよ
び希土類元素が拡散していることが確認できた。

第１表　鋼中成分　　　Ｑｌじ０ ｔ５２表　Ａｌ蒸着条件 実施例　２ Ｃｒ含有間を２．４〜２６．１％の範囲で種々変化させ
たステンレス鋼フォイル（板厚４０ｐＬ膳）をめっき母
材とした。尚、Ｃｒ以外の鋼中成分（％）は次の通りで
ある。

Ａ　ｌ　：　２．８〜３．４、　Ｔ　ｉ　：　Ｑ、１５
〜０．４０Ｃ：　０．０１８〜２．３％　、　Ｓ　ｉ　
：　０．０８〜０．５８Ｍ　ｎ　：　０．２０〜０．４
４、　Ｐ　：　０．００５〜０．０１２Ｓ　：　０．０
０８〜０．０１７ 該ステンレス鋼フォイル表面に第２表と同様の蒸着条件
にてＡｌめっきを施し、３．５〜３．８　ル■の膜厚の
Ａｌめっき層を形成した。該試料を大気中で、１１００
℃、１時間加熱し、３０分空冷する加熱・冷却処理を１
サイクルとして、これを１０サイクル縁返した後におけ
る酸化増量を測定し、これにより耐熱性を評価した。第
４表にこれらの結果を纒めて示す、尚、評価基準は次の
通りである。

×二酸化増量　１層ｇ／ｃｍ　２以上 Ｏ：酸化増ｇ　　１　ｍｇ／ｃｍ　２未満本表から明ら
かなようにＣｒ含イｉ量が２．４％の試料ＣＮ０Ｉ）は
基体自体の耐熱性に問題がある。

またＣｒ含有績が２６．１％の試料（Ｎｏ、８）の耐熱
性はＣｒ含有間が４．５〜２４．３％のもｃ７）（Ｎｏ
、２〜５）と同等であり、従ってＣｒ含有量は３．０〜
２５．０％で足りる。

第４表 試料Ｎｏ　　　Ｃｒ含有量Ｃ■七）　　　耐熱性　　備
考８　　　　２［ｉ、１　　　　　　　　　０　　　　
本発明外実施例　３ Ａ交合有量を０．６〜５．５％の範囲で種々変化させた
ステンレス鋼フォイル（板厚５０μ腫）をめっき母材と
した。尚、Ａｕ以外の鋼中成分（％）は次の通りである
。

Ｃ：　　０．０１４　〜０．０３１　　、　　Ｓ　　ｉ
　　：　　０．０９〜０．４５Ｍ　ｎ　　：　　０，１
９〜０．４７、　　　Ｐ　　：　　０．００５　〜０．
０１６Ｓ　・　０．００７　〜０．０１６　　、　　Ｔ
　ｉ　　：　０．１８〜０．３７Ｃｒ　　：　　１Ｂ、
８〜１８．５ 該ステンレス鋼フォイル表面に第２表と同様の蒸着条件
にてＡｌめっきを施し、２．Ｅｉ〜３．１　ルｍの膜厚
のＡｌめっき層を形成した。該試料について実施例２と
同様の試験を行ない、その耐熱性を評価した。この結果
を第５表に示す。

木表から明らかなようにＡＪＪ含有量が０．６％の試料
（Ｎｏｌ）は基体自体の耐熱性に問題がある。

またＡ交合有量が５．５％の試料（Ｎｏ、５）の耐熱性
はＡ！；Ｌ含有量が１．２〜４．７％のもの（Ｎｏ、２
〜４）と同等であり、従ってＡ交合有量は１．０〜５．
０％が最適である。

実施例　４ Ｚｒまたは右上類元素の含右埴を０〜１．２４％の範囲
で種々変化させたステンレス鋼フォイル（板厚５０ｇｍ
）をめっきｆｚＪ材とした。なお、Ｚｒまたは希土類元
素以外の鋼中成分（％）は次の通りである。

Ｃ：　０．０１８〜０．０３３　、　Ｓ　ｉ　：　０．
０４２〜０．５０、Ｍ　ｎ　：　０．１７〜０．４０、
　　Ｐ　：　０．００５〜０．０１９、Ｓ　：　０．０
０５〜０．０２０　、　Ａｌ：１．７〜２．５Ｔ　ｉ　
：　０．１１〜０．４４　　　Ｃｒ　：　１Ｂ、８〜２
３．４該ステンレス鋼フォイルを第２表と同様の蒸着条
件にてＡｌめっきを施した後、１０００℃、５時間加熱
処理を行ない、第３表の条件にて γ−Ａｌ２０３をコーティングした。

上記試料についてウィスカー形態および　γ−Ａｌ、０
３の密着性を夫々試験した。

第６表にこれらの結果を纏めて示す、尚、評価基準は次
の通りである。

ウィスカー形態 Δ：ニライス力生成不均一 〇：ニライスカー大 Ｏ：ウィスカー生成均一かつ微細 テープ剥離試験によるγ−Ａｌ、０３の密着性×：剥離
度　１５５以上 Δ：剥離度　１０〜１５％未満 ０：剥離度　５〜１０％未満 ■：剥離度　２〜５％未満 第６表に示すように、Ｚｒまたは希土類元素を含有しな
い試料（Ｎｏ、ｌ、２）でもＡｌめっき膜（１，４゜６
．３′ｐｍ）を施すことにより、従来のものより密着性
のよいγ−Ａｌ２０３層を得ることができる。因に、本
試料Ｎｏｌ、２の剥離度は５〜ｌθ％であるのに対し、
Ａｌめっき層を有しない後述する比較例に係る試料の剥
離度は１５％以上であり、Ａｌめっき層を施すことによ
りγ−Ａｌ、０３層の密着性が向上することが分る。

また、Ａｌめっき層を有し、かつＺｒないし希土類元素
を含有するものは、これらの元素を含有しないもの（Ｎ
ｏ、１．２）より、一層密着性の良いγ−Ａ見、０３層
を得ることができ、例えばＡ交めっき層の膜厚が１．４
ないし６．３終層であり、Ｚｒないし希土類元素を０．
００７％含有するもの（Ｎｏ、４．５）の剥離度は２〜
５％であり、上記試料Ｎｏｔ、２よりγ−Ａ！１２０３
層の密着性が向−ヒする。

更に、Ｚｒないし希土類元素の含有量が０．０１％以上
のも（１）　（Ｎｏ、７〜１８）は何れもｙ−Ａｘ２ｏ
３層の剥離度が５％以下であり、特に、加熱処理により
生成されるウィスカーの形態が粗大でも（Ｎｏ　。

？、１０．１＋、１４，１５．１８）最終的なｙ−Ａｌ
、０３層の剥離度は５％以下であり、極めて良好な密着
性を得ることができる。

尚、上記元素の含有針が１，０％以上のもの（Ｎｏ。

１５〜１８）の剥離度は、該元素の含有量が０．０１〜
１．０％のものと同程度であり、従って母材鋼中の上記
元素の含有量は０．０１−１．０％で足りる。

第６表 実施例　５ 次の組成からなる板厚０．２ｍｍのステンレス鋼板の片
面に２０ｇｍ厚の蒸着Ａｌめっきを施した。

Ｃ：　０．０１０％、Ｓ　ｉ　：　０．３６％、Ｍ　ｎ
　：　０．２４％、Ｐ　：　０．００８％、Ｓ　：　０
．０１２％、Ｃｒ　：　１１．８％、Ｔ　ｉ　：　０．
３３％、Ａ交：４．６％、Ｚｒまたは冷土類元素：　０
．２１％ 残部がＦｅ及び不可避的不純物 尚、蒸着条件は夫々次の通りである。

基板温度：２００℃、真空度：約Ｉ　ＸＩＯ’　Ｔｏｒ
ｒ蒸着速度＝２０１Ｌ腸／ｗｉｎ 上記条件下で作成した蒸着Ａｌめっき鋼板を圧下率７５
％で冷間圧延して、膜厚的５ｇｍのＡｌめっき膜を有す
るステンレス鋼フォイルを形成した。該Ａｌめっきフォ
イルを大気中で９００℃、１０時間加熱してウィスカー
を生成させ、第３表に示す条件下で該ウィスカーの上に
γ−Ａｕｔｏ３をコーティングした。

上記製造工程により得られた基体は実施例４に示した評
価基準に照らし、ウィスカー形態、γ−ＡＬ；Ｌ２０３
の密着性、耐熱性を何れも満足するものであった。

実施例　６ 第１表に示す成分のステンレス鋼フォイル（板厚５０ｇ
ｍ）を用い、常法により脱脂および酸洗などのめっき前
処理を施した後、乾燥して直ちに予め不活性雰囲気に保
持しておいためっき浴（浴温２０℃）に浸漬してＡｆＬ
″”ｌｌｔ気めっきを施した。尚、該めっき浴は、塩化
アルミニウム（Ａ見ｃｉ３）６７モル％とフルキルピリ
ジニウムハロゲン化物（Ｃ，、Ｈ３Ｎ−Ｒ−Ｃ交、但し
、Ｒはメチル基又はブチル基）３３モル％からなる溶融
塩浴にベンゼンを６０マ０１％になるように添加したも
のを用いた。めっきは、該ステンレス鋼フォイルを陰極
、Ａｌ板（純度９９．９９重ψ％）を陽極として用い、
電気密度３Ａ／ｄ＋ｓ２の直流を約５分間通電して行な
い、該ステンレス鋼フォイルの両面に約３　ｐ−ｍ厚さ
の１５Ｌめっきを施した。電波効率は通″ｒＬ量、めっ
き付着により算出すると１００％であった。

引続き、該Ａｌめっきフォイルを大気中で１０時間、９
００℃に加熱し、ウィスカーを生成させ、更に、第３表
に示す条件下でγ−Ａｌ２０３をコーティングした。

上記電気めっきにより得られた本発明に係る該触媒コン
バータ用基体は蒸着ＡｆＬめっきにより得られる本発明
の他の基体と同様に実施例４に示す各種試験で良好な結
果を示した。

比較例１．２ 第７表に示す成分のステンレス鋼を用い、Ａｌめっきを
施さずに大気中で１０００℃、５時間加熱しウィスカー
の形成を試みた。この結果を第６図（ａ）、（ｂ）に示
す、同図から明らかなように比較例１．２は何れも実施
例１と同様の大気中での加熱処理によっては上記ウィス
カーを形成することが出来ない、尚、比較例２の試料は
Ｃ０２ガス中、９００℃、１０分の加熱によっても上記
ウィスカーが形成されず、その後更に大気中で８７５℃
、　ｌｆｔ時間加熱することにより始めてウィスカーが
形成された。但し、比較例１の試料は上記何れの加熱条
件によってもウィスカーが形成されなかった。

更に該比較例に係る試料について上記加熱処理の後に、
γ−Ａ９−２０３コーティングを施し、該コーティング
層の剥離試験を行なった。この結果を第４表に示し、併
せて第５図に比較例１の結果を示す、第４表および第５
図に示されるように該試料のγ−Ａ！；Ｌ２０３層は剥
離し易く、密着性が劣る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るメタリックフレームの製造工程の
一例を示すフローチャート、第２図（ａ）。 （ｂ）、（Ｃ）はウィスカーの生成から触媒コーティン
グに至る処理工程のフォイル表面の模式的な説明図、第
３図（ａ）、（ｂ）は実施例１の試料に係り、該試料の
ウィスカーを生成させためつき層の表面組織を示す電子
ｍ微鏡写真、第４図は同試料のＸ線回折チャート、第５
図は剥離試験の結果を示すグラフ、第６図（ａ）　、　
（ｂ）は比較例の試料に係り、ウィスカー生成を試みて
加熱処理した試料のめっき層表面の組織を示す電子顕微
鏡写真である。 図面中、１０−ステンレス鋼フォイル、１１−α−Ａｌ
、０３ウィスカー、　　　１２−γ−Ａｌ２０３．１３
は金属触媒である。 特許出願人　　日新製鋼株式会社 代理人　弁理士　松井政広　　外１名 第１図 第２　図（（７）　　第２図（ｂ）　　第２図（ｃ）第
４図 １リ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
り０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　＋００第５図 第３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第６図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ） 手続補正書（放） 昭和６２年８月６日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年　特　許　願　第１０４４８７号２、発明の
名称 触媒コンバータ周基イ本 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　（４５８）　　日新製鋼株式会社４、代理人（
〒１６４） 住　所　東京都中野区本町１丁目３１番４号シティーハ
イムコスモ１００３号室 １−鴫。 ６、補正により増加する発明の数　　　なし７、補正の
対象　明細書の「図面の簡単な説明」の欄および委任状 ■、明細書の「図面の簡単な説明」の記載を次のように
訂正する。 ■明細書第３５頁下から２行目〜同頁下から１行目の記
載 「・・・めっき層の表面組織を示す・・・」をｒ・・・
めっき層表面の金属組織を示す・・・」と訂正する。 ■同第３６頁３行目〜同頁か鵡、４行目の記載「・・・
試料のめっき層表面の組織を示す・・・」を「・・・試
料表面の金属組織を示す・・・」と訂正する。 ■、委任状を別紙のとおり補充する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス鋼フォイルをフレームとし、該フレー
   ムの少なくとも片面に触媒を担持するためのアルミナが
   被覆されている触媒コンバータ用基体であって、上記ス
   テンレス鋼が、Ｃｒ：３〜２５重量％（以下％）、Ｃ：
   ０．０８％以下、Ａｌ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．
   ５％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｓｉ：０．８％以下、
   残部が鉄および不可避的不純物からなるＡｌ−Ｔｉ含有
   ステンレス鋼であり、該ステンレス鋼表面に蒸着めっき
   又は電気めっきによりＡｌめっきを施し、該蒸着めっき
   と同時またはめっき後の加熱処理によりＡｌめっき層に
   α−Ａｌ＿２Ｏ＿３ウィスカーを生成させた後にγ−Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３をコーティングして上記アルミナ担持体を
   形成したことを特徴とする触媒コンバータ用基体。
2. （２）上記ステンレス鋼のフォイルを用い、該フォイル
   表面にＡｌ蒸着めっき又はＡｌ電気めっきを施した後に
   コルゲート加工し、加熱処理して上記ウィスカーを生成
   させた基体であり；または、上記ステンレス鋼の鋼板を
   用い、該鋼板にＡｌめっき又はＡｌ電気めっきを施した
   後に該鋼板を圧延してフォイルとし、コルゲート加工後
   、加熱処理して上記ウィスカーを生成させた基体であっ
   て；めっき層の膜厚が０．５〜８．０μｍである特許請
   求の範囲第１項の基体。
3. （３）上記フォイルの板厚が２５〜９０μｍである特許
   請求の範囲第１項の基体。
4. （４）ステンレス鋼フォイルをフレームとし、該フレー
   ムの少なくとも片面に触媒を担持するためのアルミナが
   被覆されている触媒コンバータ用基体であって、上記ス
   テンレス鋼が、Ｃｒ：３〜２５重量％（以下％）、Ｃ：
   ０．０８％以下、Ａｌ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．
   ５％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｓｉ：０．８％以下、
   およびＺｒまたは希土類元素の少なくとも１種類を０．
   ０１〜１．０％含み、かつ残部が鉄および不可避的不純
   物からなるＡｌ−Ｔｉ含有ステンレス鋼であり、該ステ
   ンレス鋼表面に蒸着めっき又は電気めっきによりＡｌめ
   っきを施し、該蒸着めっきと同時又はめっき後の加熱処
   理によりＡｌめっき層にα−Ａｌ＿２Ｏ＿３ウィスカー
   を生成させた後にγ−Ａｌ＿２Ｏ＿３をコーティングし
   て上記アルミナ担持体を形成したことを特徴とする触媒
   コンバータ用基体。
5. （５）上記ステンレス鋼のフォイルを用い、該フォイル
   表面にＡｌ蒸着めっき又はＡｌ電気めっきを施した後に
   コルゲート加工し、加熱処理して上記ウィスカーを生成
   させた基体であり；または、上記ステンレス鋼の鋼板を
   用い、該鋼板にＡｌめっき又はＡｌ電気めっきを施した
   後に該鋼板を圧延してフォイルとし、コルゲート加工後
   、加熱処理して上記ウィスカーを生成させた基体であっ
   て；めっき層の膜厚が０．５〜８．０μｍである特許請
   求の範囲第４項の基体。
6. （６）上記フォイルの板厚が２５〜９０μｍである特許
   請求の範囲第４項の基体。