JPS63274456A - 排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製担持母体の製造法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製担持母体の製造法

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JPS63274456A JP62109845A JP10984587A JPS63274456A JP S63274456 A JPS63274456 A JP S63274456A JP 62109845 A JP62109845 A JP 62109845A JP 10984587 A JP10984587 A JP 10984587A JP S63274456 A JPS63274456 A JP S63274456A
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、一般に自動車の排気ガスの浄化手段として排
気管の途中に介装して使用される、排気ガス浄化用触媒
を担持させるための金属製担持母体に関するものである
(従来の技術) 従来、この種の排気ガス浄化用触媒を担持させるための
金属製担持母体は、1位体積当りの担持面積を大きくす
るため、即ち単位体積当りの排気ガスと排気ガス浄化触
媒との有効接触面積を大きくするため、且つ金属製担持
母体自体の軽量化をはかるため、0.1m/ie程度以
下の極めて薄い耐熱性の薄肉鋼帯からなる平板状帯体と
波形板状帯材とを互いに当接部を有するように重積して
、一定方向に排気ガス通路のための多数の網目状通気孔
路を有する渦巻状または階層状の積層体に形成される。
そしてこの積層体に形成された金属製担持母体は、必要
に応じて両端が開口した金属ケース内に収納され、積層
体の当接部における帯材同志又は帯材と金属ケースとは
、例えば特開昭54−13462号、特開昭57−15
85号、特開昭511i−4373号などに示されるよ
うに電子ビーム溶接、レーザー溶接などによるか、又は
予め帯材を粉状或いは箔状のろう材などで処理しておき
、jA層履体形成後にろう付して固定されている。
(発明が解決しようとする問題点) 前記した耐熱性の帯体として1例えばCr15〜25%
、A12〜5%を含むCr−Alフェライト系耐系鋼熱
鋼用されるが、この種の銅帯は圧延が容易でなく、担持
母体の材料として所望のSい板厚にする迄に圧延焼鈍の
工程を数多く繰り返して行う必要があるため材料費を高
価なものとしていた。
また、特開昭82−11547号公報に示されているよ
うに、特殊な組成のベースメタル上に実質的に純粋なア
ルミニウムのコーティング層を設けてなるものが提案さ
れているが、ベースメタルの入手に難がある。
一方、積層体への組立て固定に際して、従来の電子ビー
ム溶接やレーザー溶接などでは特殊にして且つ高価な設
備装置を必要とするとともに、狭い重積当接部、或は内
装当接部での点溶接という煩雑かつ複雑な作業であるた
め生産性の低下を余儀なくされてた。又ろう付けによる
固定方法においては、ろう材の種類及び配置の方法、加
熱条件等に特別な配慮が必要であった。
本発明は薄肉帯材に圧延が容易な特定の銅帯をもって金
属製担持母体を形成し、薄肉化のためのコスト低減を図
るとともに担持母体として要求される耐熱性及び耐高温
腐食性を保有せしめ、同時に積層された帯材相互、或い
は帯材、とケースとが確実に固着され使用時の振動等に
よる屠体や位置ずれを起さないような排気ガス浄化用触
媒を担持させるための金属製担持母体を提供することを
目的としたものである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明を概説すれば、その第1の発明は積層構造の排気
ガス浄化用触媒を担持させるための金属製担持母体の製
造法に関する発明であって、これは、薄肉鋼帯からなる
平板状帯体と波形板状帯材とを交互に当接部を有するよ
うに重積して軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有する
i履体を形成し、次いで前記積層体を溶融Al浴に浸漬
処理することによって製作されるものである。
また、第2の発明も同じく積層構造の排気ガス浄化用触
媒を担持させるための金属製担持母体の製造法に関する
発明であって、これは、薄肉鋼帯からなる平板状帯材と
波形板状帯材とを交互に当接部を有するように重積して
軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有する積層体を形成
し、次いで、前記積層体を筒状金属ケースに収納すると
ともに溶融Al浴に浸漬処理することによって製作され
るものである。
以下、本発明の構造について1図面に基いて詳しく説明
する。
第1図は本発明の一実施例に係る積層構造の金属製担持
母体自体の斜視図を、第2図は金属製担持母体を金属ケ
ースに収納した状態の斜視図を、第3図は本発明の他の
実施例に係る積層構造の金属製担持母体を金属ケースに
収納した状態の斜視図を示すものである。第1図と第2
図にみられる積層構造と、第3図にみられる積層構造は
、前者では、渦巻状に巻回されているのに対し、後者で
は階層状に重積されるという相違がある。
更に、第4図は本発明の別の実施例に係る積層構造の金
属製担持母体を金属ケースに収納したもので、その断面
形状が三角形(異形)のものの斜視図である。一般に自
動車用排ガス触媒コンバーターは、自動車の床下トンネ
ル部に装着されること、床下トンネル部の形状は車室内
の床の張出しを少なくするためにほぼ三角形あるいは台
形形状となっていることからして、第4図に示される断
面が三角形状(X形状〕のものはトンネル部の複雑な形
状に適合するので、トンネル部の空間を有効に利用する
ことができる。なお、本発明の金属製担持母体の形状は
、図示のものに限定されないことは勿論のことである。
本発明で使用する薄肉鋼帯からなる平板状帯材は1例え
ばC0,15X以下の低炭素網、またはco。
15%以下、 Cro、15〜30Xのクロム綱からな
る耐熱性の綱板材や急冷箔体などを熱間又は冷間圧延し
て、肉厚0.03〜0.1 ml鳳程度の帯板としたも
のである。
本発明で使用する波形板状の帯材は、前記した平板状の
帯材を例えばフォーミングギアの間を通過させることに
より製作される。
このようにして製作された平板状帯材(1)と、波形帯
材(2)は互に重積して一括渦巻き状に巻回され、軸芯
方向に多数の網目状通気孔路(4)を有するvtN体(
5)とされる、また積層体(5)は、帯材(1,2)を
一定の長さに切断したものを交互に階層状に積み重ねて
製作しても良い。
このようにして製作された積層体(5)が、排気ガス浄
化用触媒を担持させるための金属製担持母体となるもの
である。前記積層体(5)、即ち排気ガス浄化用触媒を
担持させるための金属製担持R1体は必要に応じ要所を
点溶接等により固定され、両端の開口した筒状金属ケー
ス(3)に収納されてもよい。
次に、前記積層体(5)は予め脱脂、酸洗の清浄化処理
を行い、フラックス処理した後、速やかに溶融A!L浴
に浸漬処理される。浴から引上げた後、エアブラスト等
により余剰のAllを除いて湯洗浄される。溶融1浴で
の浸漬処理は、一般的には浴温度が700℃〜800 
”0 、処理時間が60秒以内であるが、浴温度720
℃〜750℃、処理時間が30秒以内の条件が好ましい
・ この溶融A!L浴における積層体(5)の浸漬処理にお
いて、積層体を構成する帯材(1,2)の表裏両面上に
Al被覆層が形成されると同時に、この浸漬処理時の加
熱によってA文層のAQが鉄素地中に溶融拡散し、Fe
−Al1の合金化層が形成される。
このFe−A文の合金化層の形成は、金属製担持母体の
耐熱性及び耐高温腐食性を向上させるうえで極めて重要
なものである。
さらに、前記溶融A!L浴における積層体(5)の浸漬
処理により、積層した帯体(1,2)同志の当接部は強
固に接合されるようになる。これは前述したように帯材
表面に形成されたAl層同志による接合だけでなく、溶
融AQ浴への浸漬処理により形成されたFe−Alの合
金化層、さらには帯材中のCrなどとの合金化によるC
r−Al合金化層などにより強固に接合されるものと考
えられる。
なお、本発明において、前記Fe−A1合金化層は、そ
の後必要に応じ雰囲気ガス中、真空中あるいは塩浴中で
加熱処理、例えば700℃程度に加熱処理することによ
り該合金化層を拡大させることができ、金属製担持母体
の耐熱性及び耐高温腐食性を更に向上させることができ
る。
本発明の排気ガス沙化用触媒を担持させるための金属製
担持母体は、前記したように積層体(5)を溶融AQ浴
に浸漬処理して製作されるものであるが、該浸食処理は
積層体(5)自体だけでなく。
積層体(5)を筒状金属ケース(3)に収納したものを
対象としてもよい。
この場合、積層体(5)の帯材同志の当接部、及び積層
体(5)と金属ケース(3)との当接部は、前記したよ
うにAi層同志、及びFe−Au合金化層同志などによ
り強固に接合されることになる。
[実施例] 以下、本発明を実施例により詳しく説明するが1本発明
はこれに限定されるものではない。
(実施例1) 低炭素鋼(JIS G3141 SPC;C)の厚さ0
.05履/諧。
幅74.5■/mの薄肉綱帯からなる平板状帯材と、こ
の帯材を更にフォーミングギアの間を通して、長手方向
に山と山とのピッチ5.0■/層、山の高さ2.5m/
mの波形に加工した波形板状の帯材とをそれぞれ一枚毎
重ね合せて、渦巻き状にaき込み、要点を点溶接で固定
して、外径?Om/mで軸芯方向に多数の網目状通気孔
路を有する積層体を形成した。
この積層体を、脱脂、酸洗の清浄化処理して。
LC文、 KC見 、NaC見、及びNaFからなる混
合溶融塩浴中に浸漬してフラックス処理を行い1次いで
アルミニウムの700℃の溶融浴中に15秒間侵漬し、
引上げた後エアブラストにより余剰のAlを除去し、湯
洗浄して表面に耐熱耐食被覆層を形成した金属製担持母
体を得た。
(実施例2) クロム鋼(JIS G43055US410L )  
(Or13%)の厚さ0.04履/諧2幅38m/層の
薄肉鋼帯からなる平板状平板状の帯材と、この帯材を更
にフォーミングギヤの間を通して長手方向に山と山との
ピッチ3.5m/s 、山の高さ1.8履1膳の波形に
加工した波形板状の帯材とを実施例1と同様にして渦巻
き状の積層体を形成した。更にこの積層構造の金属担持
母体を鉄鋼材からなる内径略70腸/wの円筒形ケース
内に装填し実施例1と同様な方法により、溶融4文浴中
に12秒間浸漬処理を施し、表面に耐熱耐食被覆層を形
成した金属製担持母体を得た。
(性能評価) 実施例1〜実施例2で得た金・属製担持母体の通気孔路
の表面に活性アルミナ(γ−AJ120:+)粉末と、
アルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを80
0℃に加熱処理して触媒担体層を被着形成した。これを
常温〜700℃間の50サイクルの急熱急冷と振動を加
える試験を試みた結果、いずれも接合部、被覆層に亀裂
、剥離は観察されず、優れた耐熱衝撃性が認められた。
[発明の効果1 本発明の金属製担持母体を構成する帯材は低炭素又はク
ロム鋼の銅帯からなるので薄肉帯材への圧延が容易であ
り、かつ比較的安価に入手することができる。
また、本発明の金属製担持母体を構成する帯材表面には
溶融Al浴での侵漬処理により Alが被覆され、同時
に中間にFe−Al合金化層などのA文を含有した合金
化層が形成され、これら重合形成された被覆層が優れた
耐熱性及び耐高温腐食性を付与するとともに、積層した
帯材同志の当接部、または帯材と金属ケースとの当接部
がこれらの被覆合金層により強固に接合されるので、別
途の溶接あるいはろう接の工程を省略することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る金属製担持母体の斜視
図、第2図は第1図に示される本発明の金属製担持母体
を金属ケースに収納した状態の斜視図、第3図は本発明
の別の実施例に係る金属製担持母体を金属ケースに収納
した状態の斜視図、第4図は本発明の更に別の実施例に
係る金属製担持母体を金属ケースに収納した状態のもの
で、断面形状が三角形状のものの斜視図である。 (1)は平板状の帯材、 (2)は波形板状の帯材、 (3)は金属ケース、 (4)は通気孔、 (5)は積層体である。 特許出願人 臼井国際産業株式会社 代 理 人 弁理士 水 野 喜 夫 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、薄肉鋼帯からなる平板状帯材と波形板状帯材とを交
    互に当接部を有するように重積して軸芯方向に多数の網
    目状通気孔路を有する積層体を形成し、次いで前記積層
    体を溶融Al浴に浸漬処理してなることを特徴とする積
    層構造の排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製
    担持母体の製造法。 2、薄肉鋼帯が、低炭素綱またはクロム綱である特許請
    求の範囲第1項に記載の積層構造の排気ガス浄化用触媒
    を担持させるための金属製担持母体の製造法。 3、溶融Al浴での浸漬処理が、浴温度700℃〜80
    0℃である特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    積層構造の排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属
    製担持母体の製造法。 4、薄肉鋼帯からなる平板状帯材と波形板状帯材とを交
    互に当接部を有するように重積して軸芯方向に多数の網
    目状通気孔路を有する積層体を形成し、次いで前記積層
    体を筒状金属ケースに収納するとともに溶融Al浴に浸
    漬処理してなることを特徴とする筒状金属ケースに収納
    された積層構造の排気ガス浄化用触媒を担持させるため
    の金属製担持母体の製造法。 5、薄肉鋼帯が、低炭素綱またはクロム綱である特許請
    求の範囲第4項記載の積層構造の排気ガス浄化用触媒を
    担持させるための金属製担持母体の製造法。 6、溶融Al浴での浸漬処理が、浴温度700℃〜80
    0℃である特許請求の範囲第4項または第5項に記載の
    積層構造の排気ガス浄化用 触媒を担持させるための金属製担持母体の製造法。
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