JP2004169114A

JP2004169114A - Metal foil and honeycomb structure

Info

Publication number: JP2004169114A
Application number: JP2002336053A
Authority: JP
Inventors: Toru Inaguma; 徹稲熊; Shogo Konya; 省吾紺谷; Motonori Tamura; 元紀田村; Hiroaki Sakamoto; 広明坂本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: JP4198448B2

Abstract

【課題】触媒担体として、温度が１０００℃を超えるような過酷な条件下で使用できる優れた高温耐久性を有する金属箔、およびハニカム構造体を提供する。
【解決手段】箔厚みｔが１０μｍ以上４０μｍ以下、２０℃から１０００℃までの熱膨張係数αが１５μｍ／ｍ／℃以上２３μｍ／ｍ／℃以下、９００℃で測定した０．２％耐力σ（Ｎ／ｍｍ^２）と箔厚みｔ（μｍ）と熱膨張係数α（μｍ／ｍ／℃）の関係が下記（１）式を満足していることを特徴とする金属箔。
σ≧（−９．０８７５×α^２＋４．２９１３×１０^２×α−３．８２４１５×１０^３）／ｔ（１）
箔の成分が質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ａｌ：６％以上１０％以下、Ｃｒ：１５％以上２５％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる。上記金属箔を用いてなることを特徴とするハニカム構造体。
【選択図】なしAn object of the present invention is to provide a metal foil having excellent high-temperature durability and a honeycomb structure which can be used as a catalyst carrier under severe conditions such as a temperature exceeding 1000 ° C.
SOLUTION: A foil thickness t is 10 μm or more and 40 μm or less, a thermal expansion coefficient α from 20 ° C. to 1000 ° C. is 15 μm / m / ° C. or more and 23 μm / m / ° C. or less, and a 0.2% proof stress σ (900) measured at 900 ° C. N / mm ² ), a foil thickness t (μm), and a coefficient of thermal expansion α (μm / m / ° C.) satisfy the following expression (1).
σ ≧ (−9.0875 × α ² + 4.2913 × 10 ² × α−3.841515 × 10 ³ ) / t (1)
The component of the foil is% by mass, Si: 0.1% to 1.0%, Mn: 0.5% or less, Al: 6% to 10%, Cr: 15% to 25%, the balance Fe and Consists of unavoidable impurities. A honeycomb structure characterized by using the above metal foil.
[Selection diagram] None

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、耐酸化性に優れた金属箔、及び該金属箔を用いてなるハニカム構造体に関し、特に高温耐久性に優れた触媒担体用の金属箔及びハニカム構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガスを浄化する目的で、排気ガス経路に触媒を担持した触媒コンバータが配置される。また、メタノール等の炭化水素化合物を水蒸気改質して水素リッチなガスを生成するメタノール改質装置やＣＯをＣＯ_２に改質して除去するＣＯ除去装置、あるいはＨ_２をＨ_２Ｏに燃焼して除去するＨ_２燃焼装置においても、同様に触媒を担持した担体が用いられる。これら触媒担体は、ガスが通過する多数のセルを有し、各セルの壁面には触媒がコーティングされ、通過するガスと触媒とが広い接触面積で接触することが可能になっている。
【０００３】
これらの目的で用いられる触媒担体としては、セラミックス触媒担体とメタル触媒担体とがある。メタル触媒担体は、耐熱合金を用いた厚み数十μｍの平箔と波箔とを交互に巻き回し、あるいは積層することによって円筒形のメタルハニカム体とし、このメタルハニカム体を円筒形の金属製の外筒に装入してメタル担体とする。このメタル担体のガス通路となるハニカム体のセルの金属箔の表面に触媒をしみ込ませた触媒担持層を形成し、触媒担体とする。平箔と波箔とを巻き回し積層したハニカム体の該平箔と波箔との接触部は、ろう付け等の手段によって接合し、ハニカム体を強度のある構造体とする。
【０００４】
排気ガス浄化用の触媒担体を用いるに際し、触媒担体が着火温度以上の温度になると触媒反応が進行する。エンジン開始時においては、触媒担体の温度が低温度であるため、通過する排気ガスの温度によって触媒担体が昇温し、着火温度以上の温度となってはじめて触媒反応が開始される。エンジン始動から触媒反応開始までの時間がかかると、この間に排出される排気ガスは触媒による浄化が行われないままに排出されることとなるので好ましくない。従って、エンジン始動時の触媒担体温度の昇温速度を上げ、始動直後の浄化性能を向上させることが重要である。
【０００５】
ハニカム構造体を構成する金属箔の厚みを薄くすれば、ハニカム構造体の熱容量を小さくすることができ、エンジン始動時の昇温速度を向上することが可能になる。箔厚を薄くすると耐酸化性が低下することが知られており、ハニカム構造体を構成する金属箔中のＡｌ濃度を増大する方法が提案されている。しかしながら、薄箔化することにより、耐酸化性もさることながら、ハニカム構造体が、使用中の高温・高圧の排ガスによってちぎれ飛んだり、熱応力によってつぶれたり、破断したりするトラブルに対する対応を講じることも重要である。
【０００６】
特許文献１においては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金に、安価なＹミッシュを添加して耐酸化性を確保し、さらにＮｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも一種以上を添加して高温耐力を向上させるものであって、９００〜１０００℃の排ガスによる冷熱耐久試験に耐えられるものを開示している。
【０００７】
特許文献２においては、６００℃と７００℃での高温耐力が、それぞれ２２ｋｇｆ／ｍｍ^２以上、１１ｋｇｆ／ｍｍ^２以上のステンレス鋼箔材のハニカムから構成されたメタル担体であり、９００〜１０００℃の排ガスによる冷熱試験に耐えうる耐久性を有するものが開示されている。
【０００８】
特許文献３には、ハニカム体を構成する平箔と波箔との全接合点を接合し、半径方向の弾性率が２００ｋｇ／ｍｍ^２以下にした耐久性に優れたハニカム体が開示されている。
【０００９】
特許文献４には、箔厚が１７μｍ以上４０μｍ以下、７００℃における耐力が３５０／ｔ（ｋｇｆ／ｍｍ^２）以上であって、かつＡｌおよびＣｒ含有量と箔厚ｔの関係を限定したものが記載されいてる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−２７７３７号公報
【特許文献２】
特開平６−３８９号公報
【特許文献３】
特開平８−１６８６７９号公報
【特許文献４】
特開平８−１６８６８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術は、いずれもハニカム体の高温耐久性の向上を狙ったものであるが、いずれも高温での耐力を増加させたり、ハニカム体内における部分的な弾性率を減少させて目的を達成しようとするものである。耐力を向上させる方法では、素材の加工性が低下することは免れなく、圧延等の加工コストが増えてしまう。また、ハニカム体の弾性率を局部的に減少させる方法では箔温度が１０００℃を超える場合には効果は十分ではない。
【００１２】
本発明は、箔素材の温度が１０００℃を超えるような過酷な条件下で使用できる優れた高温耐久性を有する金属箔、およびハニカム構造体を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
排気ガス浄化処理中の触媒担体においては、半径方向の中心の温度が高く周辺の温度が低いという温度勾配を有している。また、軸方向では排気ガス入側端部の温度が高く、出側に行くほど温度が低くなるという温度勾配も有している。触媒担体の熱膨張は、このような温度勾配に起因して熱膨張差が生じ、その結果として触媒担体の内部には熱応力が働くこととなる。即ち、使用する金属箔の熱膨張係数が大きくなるほど、処理中における触媒担体中の熱応力も増大することとなる。
【００１４】
本発明は上記の点に着目してなされたものであり、金属箔が具備すべき耐力の条件を、金属箔の箔厚と熱膨張係数との関係において特定した点に特徴がある。これにより、金属箔の実際の熱膨張係数毎に、最も好ましい耐力範囲を特定することができ、１０００℃を超えるような過酷な条件においても優れた高温耐久性を有する金属箔、ハニカム構造体を製造することが可能になった。
【００１５】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）箔厚みｔが１０μｍ以上４０μｍ以下、２０℃から１０００℃までの熱膨張係数αが１５μｍ／ｍ／℃以上２３μｍ／ｍ／℃以下、９００℃で測定した０．２％耐力σ（Ｎ／ｍｍ^２）と箔厚みｔ（μｍ）と熱膨張係数α（μｍ／ｍ／℃）の関係が下記（１）式を満足していることを特徴とする金属箔。
σ≧（−９．０８７５×α^２＋４．２９１３×１０^２×α−３．８２４１５×１０^３）／ｔ（１）
（２）箔の成分が質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ａｌ：６％以上１０％以下、Ｃｒ：１５％以上２５％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなることを特徴とする上記（１）に記載の金属箔。
（３）箔の成分が質量％でさらに、Ｔｉ：０．０２％以上０．１％以下とＮｂ：０．０２％以上０．３％以下の一方又は両方、Ｌａ：０．０１％以上０．１％以下、Ｃｅ：０．０１％以上０．１％以下、Ｐ：０．０１％以上０．０５％以下を含むことを特徴とする上記（２）に記載の金属箔。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の金属箔を用いてなることを特徴とするハニカム構造体。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の金属箔は、箔厚みｔが１０μｍ以上４０μｍ以下、２０℃から１０００℃までの熱膨張係数αが１５μｍ／ｍ／℃以上２３μｍ／ｍ／℃以下、９００℃で測定した０．２％耐力σ（Ｎ／ｍｍ^２）と箔厚みｔ（μｍ）と熱膨張係数α（μｍ／ｍ／℃）の関係が下記（１）式を満足していることを特徴とする。
σ≧（−９．０８７５×α^２＋４．２９１３×１０^２×α−３．８２４１５×１０^３）／ｔ（１）
【００１７】
以上のように、箔素材の厚み、熱膨張率、高温における耐力を独自の関係式で制御することによって、ハニカム構造体の冷熱耐久性（高温と低温の雰囲気を繰り返す環境においた場合における耐久性）を向上させ、箔素材温度が１０００℃を超える使用範囲で優れた高温耐久性を有するハニカム構造体を提供することが可能になった。上記（１）式は、数多くの実験データを元にして導出したものであり、その限定理由は以下に述べるとおりである。
【００１８】
箔厚みｔは、１０μｍ未満では座屈やつぶれが生じやすいので、下限を１０μｍとした。また４０μｍを超えるとハニカム構造体の背圧が高くなり、ハニカム構造体を通過するガスの抵抗が増大しすぎるので、上限を４０μｍとした。
【００１９】
熱膨張係数αは、１５μｍ／ｍ／℃未満では冷熱特性は耐力のみに依存するため本発明の関係式は適用できないので、下限を１５μｍ／ｍ／℃とした。熱膨張係数αの下限は、好ましくは１６μｍ／ｍ／℃である。また、２３μｍ／ｍ／℃を超えると熱応力が大きくなりすぎ、本発明の関係式で求められる耐力を有していても十分な耐久性が得られないため、上限を２３μｍ／ｍ／℃とした。
【００２０】
耐力σについては、（１）式の右辺の値未満であると、高温と低温の雰囲気を繰り返す環境においた場合において箔切れや箔つぶれが頻発し、十分な耐久性が得られないことが明らかになったので、（１）式の範囲とした。金属箔の熱膨張係数が大きくなるほど、触媒担体を使用したときのハニカム構造体にかかる熱応力が大きくなり、必要な耐力の下限値も大きな値となっている。
【００２１】
本発明の金属箔及びハニカム体を構成する金属箔としては、箔の成分が質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ａｌ：６％以上１０％以下、Ｃｒ：１５％以上２５％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる金属箔を用いると、耐力σの値が前記（１）式を満たすと同時に、耐酸化性が向上し好ましい。
【００２２】
Ｍｎを０．５％以下とするのは、これによって金属箔の耐酸化性を確保するためである。
【００２３】
Ｓｉについては、Ｓｉを０．１％以上含有させることにより、金属箔の耐酸化性を向上させることができるので、下限を０．１％とする。またＳｉ含有量が１．０％を超えると金属箔の脆化が進むので、上限を１．０％とする。
【００２４】
Ａｌを６％以上含有することにより、金属箔の耐酸化性を向上させることができる。ただし、Ａｌ含有量が１０％を超えると金属箔の脆化が進むので、上限を１０％とする。
【００２５】
Ｃｒを１５％以上含有することにより、金属箔の耐酸化性を向上させることができる。ただし、Ｃｒ含有量が２５％を超えると金属箔の脆化が進むので、上限を２５％とする。
【００２６】
本発明の金属箔及びハニカム体を構成する金属箔は、さらに、Ｔｉ：０．０２％以上０．１％以下とＮｂ：０．０２％以上０．３％以下の一方又は両方、Ｌａ：０．０１％以上０．１％以下、Ｃｅ：０．０１％以上０．１％以下、Ｐ：０．０１％以上０．０５％以下を含むこととすると好ましい。
【００２７】
Ｔｉ：０．０２％以上、Ｎｂ：０．０２％以上の一方又は両方を含有することにより、金属箔の靭性を改善することができる。ただし、Ｔｉが０．１％、Ｎｂが０．３％を超えると金属箔の耐酸化性に悪影響を及ぼすので、これらの値を上限とした。
【００２８】
Ｌａ：０．０１％以上、Ｃｅ：０．０１％以上を含有することにより、金属箔の耐酸化性を向上することができる。ただし、Ｌａが０．１％、Ｃｅが０．１％を超えると熱延割れの原因となるので、これらの値を上限とした。
【００２９】
Ｐを０．０１％以上含有すると、Ｌａ、Ｃｅ含有時の熱延割れ発生を防止する効果がある。ただし、Ｐ含有量が０．０５％を超えると耐酸化性の劣化を招くので、この値を上限とした。
【００３０】
上記本発明の金属箔は、高温耐久性に優れたメタル触媒担体用の箔として好適である。
【００３１】
上記本発明の金属箔を用いて構成したハニカム構造体は、ハニカムのセル表面に触媒を担持させて触媒担体としたとき、１０００℃を超えるような過酷な条件下で使用できる優れた高温耐久性を有する触媒担体を得ることができる。
【００３２】
次に、本発明の金属箔及びハニカム構造体の製造方法について説明する。
【００３３】
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系ステンレス鋼箔の製造において、鋼板圧延前のＡｌ含有量が６．５％を超えると、熱間圧延が困難となることが知られている。本発明の金属箔の好ましい成分範囲において、Ａｌ含有量は６〜１０％であるが、このような高いＡｌ濃度を有する金属箔を、当該成分を有する鋳片から直接熱間圧延を経て製造することは困難である。
【００３４】
本発明においては、Ａｌ含有量が６．５％未満の金属箔又は冷延鋼板（以下「ベース素材」という。）あるいはこの金属箔を用いたハニカム構造体を形成し、このベース素材金属箔又は冷延鋼板あるいはハニカム構造体の箔表面にＡｌを付着させ、Ａｌ付着後に拡散熱処理を施すことによって金属箔中のＡｌ含有量が増大するので、本発明が必要とするＡｌを含有するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系ステンレス鋼とすることができる。Ａｌ付着は、箔圧延前の冷延板段階において行い、その段階で拡散を行っても、あるいはその後Ａｌを付着した冷延板を箔圧延することとしても良い。Ａｌ付着前の冷延板または金属箔はＡｌ含有量が６．５％未満であるので、熱間圧延を良好に行うことができる。Ａｌ付着厚みとベース素材厚みとの関係は、ベース素材中のＡｌ量と熱拡散後の目標Ａｌ量との差に基づき、このＡｌ量差と拡散によって富化されるＡｌ量が一致するように定めればよい。
【００３５】
金属箔を用い、触媒担体として使用されるハニカム構造体を製造するにあたっては、金属箔の平箔と波箔とを交互に巻き回し、あるいは積層してハニカム形状とし、このハニカム体の平箔と波箔との接触部をろう付けすることにより、強固なハニカム構造体を形成する。使用する箔素材の厚みをｔ（μｍ）とすると、本発明においてはハニカム体のろう付け部の接合強度は接合線１ｃｍ当りで５ｔ（Ｎ／ｃｍ）以上であることが望ましい。また、接合方法はろう付け方法に加えて、拡散接合方法を用いることができる。
【００３６】
一方、ベース素材のステンレス鋼箔の表面にＡｌを付着させ、このような多層構造の金属箔製平箔と波箔とを巻きまわし、あるいは積層してハニカム構造体の形状とし、その後平箔と波箔との接触部を接合しようとすると、ろう接合のための高温熱処理時にステンレス鋼箔表面のＡｌとろう材とが反応し、高融点の金属間化合物を生成し、ろう接合部の接合性が劣化することがある。
【００３７】
本発明においては、ハニカム体の製造方法として以下のような３つの方法から選択することにより、ろう付け部の接合強度に優れたハニカム構造体を製造することが可能である。
【００３８】
第１の方法においては、まずＡｌ含有量の少ないベース素材を用いた金属箔を準備し、この金属箔を用いてハニカム体を形成し、ハニカム体の箔と箔との接触部のろう付けまでを行う。その後にこのハニカム体を構成する金属箔の表面にＡｌ粉末を付着させ、ハニカム体全体を高温熱処理することにより、Ａｌを箔の内部に拡散する。金属箔を用いてハニカム体を形成する際には、金属箔の表面にはＡｌ膜が存在せず、ろう付け段階において箔と箔との接触部は良好な接触状態を保っているので、健全なろう付けを行うことができる。その後に金属箔の表面にＡｌ粉末を付着させ、拡散熱処理を行うので、ハニカム構造体を構成する金属箔は、本発明に適したＡｌ含有量を有することとなる。Ａｌ粉末を付着させる方法としては、Ａｌ粉末と溶剤とを含むペイント中にハニカム構造体を浸漬させる方法、あるいはハニカム構造体のセル表面に接着剤を塗布し、その後このハニカム構造体にＡｌ粉末を振りかけることによって、セル表面の接着剤塗布部分にＡｌ粉末を被着させることとしても良い。
【００３９】
第２の方法においては、Ａｌ含有量の少ないベース素材を用いて冷間圧延までを完了し、冷間圧延後の冷延板表面にＡｌ膜を形成し、この冷延板を高温雰囲気で熱処理することによってＡｌをベース素材中に拡散し、その後箔圧延を行い、この金属箔を用いてハニカム体を形成し、ハニカム体の箔と箔との接触部をろう接合する方法を採用することができる。冷間圧延までは鋼板中のＡｌ含有量が少ないので、熱間圧延を良好に完了することができる。冷間圧延後に鋼板表面にＡｌ膜を形成して拡散処理を行うので、金属箔中には本発明として好適なＡｌ含有量を確保することができる。ハニカム体形成時には箔表面にＡｌ膜が存在しないので、その後に行うろう付けで健全な接合部を形成することができる。冷延鋼板の表面にＡｌ膜を形成する方法としては、ベース素材の表面にＡｌを溶融めっき、電解めっき、粉末塗布、ドライプロセス（蒸着など）などによって行うことができる。
【００４０】
第３の方法おいては、Ａｌ含有量の少ないベース素材を用いて箔圧延までを完了し、ベース素材の箔表面にＡｌ膜を形成し、さらにその外側にろう材とＡｌに比べて高温で反応し、ろう付け可能な金属膜、例えばＦｅの膜を形成する。このように多層構造とした金属箔を用いてハニカム体を形成し、その後箔と箔との接触部をろう付け接合する。Ａｌ膜の外側にＦｅ膜を被覆させることによってＡｌ膜を表面に露出させないので、接合部のろう材が直接Ａｌ膜と接触することがなく、ろう材とＡｌとの反応を抑制することが可能になる。
【００４１】
【実施例】
下記に示す各実施例毎に、ステンレス鋼箔製平箔と、ステンレス鋼箔にコルゲート処理を施した波箔とを準備し、この平箔と波箔とをスパイラル状に交互に巻き回してメタルハニカム体とし、同じくステンレス鋼製外筒に挿入してメタル担体とした。メタル担体の直径は１００ｍｍ、長さは１１０ｍｍ、波箔の波高さは１．２５ｍｍ、波ピッチは２ｍｍとした。ハニカム体形成後にろう材を塗布し、ハニカム体を高温熱処理することによって、メタルハニカム体の平箔と波箔との接触部のろう付けを行った。
【００４２】
このメタル担体をウォッシュコート液中に浸漬し、次いで乾燥することによりセル内部にウォッシュコート層を形成した。このウォッシュコート層中に貴金属からなる触媒をしみ込ませてメタル触媒担体を完成した。
【００４３】
メタル触媒担体の冷熱耐久性試験を行った。試作した触媒担体を排気量３０００ｃｃのガソリンエンジンのエキゾーストマニホールド直下に装着し、エンジン試験は５０００ｒｐｍフルスロットル５分、エンジン停止・冷却１０分の冷熱工程を１２００回繰り返すエンジンベンチテストを行って、５０〜１００回毎に触媒担体を点検し、ハニカム体のずれや異常酸化の有無を評価することによって行った。
【００４４】
（実施例１）
金属箔の箔厚は２０μｍ、ハニカム構造体における金属箔の成分、熱膨張率α、耐力σ、（１）式の右辺の値は表１に示すとおりである。
【００４５】
まずＡｌ含有量が５％以下の各種Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ成分系合金を溶製、その後、熱延・冷延によってベース素材となる厚み０．４ｍｍ冷延鋼板を製造した。６６０℃の温度に溶融させた９０質量％Ａｌ−１０質量％Ｓｉめっき浴中へ上記鋼板を通板させて、表面にＡｌ−Ｓｉ合金を付着させた。ここでワイピング流量を変えてめっき厚みを調整し、ベース素材中のＡｌ含有量と熱拡散後の目標Ａｌ量の差に基づくめっき厚みにした。Ａｌの鋼中への拡散は真空中における熱処理で実施し、その後に冷間圧延を行って厚み２０μｍの箔素材を得た。得られた箔素材の一部から高温引張試験片（１３号Ｂ）と熱膨張係数測定試験片を切り出し、９００℃における０．２％耐力、および２０℃から１０００℃へ昇温させる際の熱膨張係数を求めた。ここで、引張試験における歪み速度は０．３％／ｍｉｎ一定であり、また、熱膨張係数測定の昇温速度は１０℃／ｍｉｎ一定であった。
【００４６】
なお、本発明例Ｎｏ．１〜６、および、比較例Ｎｏ．７、９の箔素材については上記の溶融めっきを用いた方法で製造し、比較例Ｎｏ．８の箔素材についてはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ成分系合金を溶製、熱延・冷延によって箔素材を製造した。
【００４７】
上記の箔素材にコルゲート加工を施した波箔と平箔を組み合わせて部分的にろう付け接合を施してハニカム構造体を作製した。このときのろう付け部の１ｃｍ当りの接合強度はいずれも１００Ｎ以上であり、ろう付けが良好であることを確認できた。
【００４８】
【表１】

【００４９】
冷熱耐久試験結果を表１に示す。
【００５０】
本発明例Ｎｏ．１〜６については、熱膨張率α、耐力σがいずれも本発明範囲内にあり、冷熱耐久試験結果は良好であった。
【００５１】
比較例Ｎｏ．７は、耐力が（１）式を満足せず、冷熱耐久試験１１００回でハニカム体にずれが生じた。耐力が（１）式を満足しなかったのは、箔素材の成分系のうちＣｒ含有量が１２％と低かったためである。
【００５２】
比較例Ｎｏ．８は、熱膨張係数が本発明範囲の下限未満であり、冷熱耐久試験５０回で異常酸化が起こった。熱膨張係数が低かった原因、及び異常酸化が起こった原因は、いずれも金属箔中のＡｌ含有量が２％と低かったためである。
【００５３】
比較例Ｎｏ．９は、熱膨張係数が本発明範囲の上限を超えており、熱応力が大きすぎるために１０００回でハニカム体のずれが生じた。熱膨張率が高かった原因はＡｌ含有量が１２．６％と高かったためである。
【００５４】
（実施例２）
金属箔の箔厚は３０μｍ、ハニカム構造体における金属箔の成分、熱膨張率α、耐力σ、（１）式の右辺の値は表２に示すとおりである。
【００５５】
実施例１と同様の製造方法で厚み３０μｍの箔素材を製造し、この箔素材を用いてハニカム構造体を製造した。このときのハニカム体のろう付け部の１ｃｍ当りの接合強度はいずれも１５０Ｎ以上であり、ろう付けが良好であることを確認できた。
【００５６】
【表２】

冷熱耐久試験結果を表２に示す。
【００５７】
本発明例Ｎｏ．１〜４については、熱膨張率α、耐力σがいずれも本発明範囲内にあり、冷熱耐久試験結果は良好であった。
【００５８】
比較例Ｎｏ．５は、熱膨張係数が本発明範囲の下限未満であり、冷熱耐久試験３００回で異常酸化が起こった。熱膨張係数が低かった原因、及び異常酸化が起こった原因は、いずれも金属箔中のＡｌ含有量が２．３％と低かったためである。
【００５９】
比較例Ｎｏ．６は、熱膨張係数が本発明範囲の上限を超えており、熱応力が大きすぎるために４０００回でハニカム体のずれが生じた。熱膨張率が高かった原因はＡｌ含有量が１３．０％と高かったためである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、金属箔が具備すべき耐力の条件を、金属箔の箔厚と熱膨張係数との関係において特定し、さらに熱膨張率の好適範囲を特定することにより、温度が１０００℃を超えるような過酷な条件下で使用できる優れた高温耐久性を有する金属箔、およびハニカム構造体を製造することが可能になる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal foil excellent in heat resistance and oxidation resistance, and a honeycomb structure using the metal foil, and more particularly to a metal foil and a honeycomb structure for a catalyst carrier excellent in high-temperature durability. .
[0002]
[Prior art]
For the purpose of purifying exhaust gas of an internal combustion engine, a catalytic converter carrying a catalyst is disposed in an exhaust gas path. In addition, a methanol reformer that generates a hydrogen-rich gas by steam reforming a hydrocarbon compound such as methanol, a CO remover that reforms and removes CO into CO ₂ , or burns H ₂ to H ₂ O also in H ₂ combustion apparatus to remove carrier carrying similarly catalyst is used. These catalyst carriers have a large number of cells through which gas passes, and the wall surface of each cell is coated with a catalyst, so that the passing gas and the catalyst can come into contact with a wide contact area.
[0003]
Catalyst carriers used for these purposes include ceramic catalyst carriers and metal catalyst carriers. The metal catalyst carrier is a cylindrical metal honeycomb body formed by alternately winding or laminating a flat foil and a corrugated foil having a thickness of several tens of μm using a heat-resistant alloy, and forming the metal honeycomb body into a cylindrical metal honeycomb body. Into a metal carrier. A catalyst supporting layer in which a catalyst is impregnated is formed on the surface of a metal foil of a honeycomb cell serving as a gas passage of the metal carrier, and is used as a catalyst carrier. The contact portion between the flat foil and the corrugated foil of the honeycomb body obtained by winding and laminating the flat foil and the corrugated foil is joined by means such as brazing to make the honeycomb body a strong structure.
[0004]
When a catalyst carrier for purifying exhaust gas is used, when the temperature of the catalyst carrier becomes equal to or higher than the ignition temperature, a catalytic reaction proceeds. When the engine is started, since the temperature of the catalyst carrier is low, the temperature of the catalyst carrier rises due to the temperature of the passing exhaust gas, and the catalytic reaction is started only when the temperature reaches the ignition temperature or higher. If it takes time from the start of the engine to the start of the catalytic reaction, the exhaust gas discharged during this time is discharged without being purified by the catalyst, which is not preferable. Therefore, it is important to increase the rate of temperature rise of the catalyst carrier at the time of starting the engine and to improve the purification performance immediately after starting.
[0005]
If the thickness of the metal foil constituting the honeycomb structure is reduced, the heat capacity of the honeycomb structure can be reduced, and the temperature rising speed at the time of starting the engine can be improved. It is known that the oxidation resistance decreases when the foil thickness is reduced, and a method for increasing the Al concentration in the metal foil constituting the honeycomb structure has been proposed. However, by reducing the thickness of the foil, it is possible to take measures against the problem that the honeycomb structure is torn off by high-temperature and high-pressure exhaust gas during use, crushed by thermal stress, or broken, in addition to oxidation resistance. It is also important.
[0006]
In Patent Literature 1, an inexpensive Y misch is added to an Fe-Cr-Al alloy to secure oxidation resistance, and at least one of Nb, Ta, Mo, and W is added to improve high-temperature proof stress. It discloses an apparatus which can withstand a cold endurance test using an exhaust gas at 900 to 1000 ° C.
[0007]
Patent Literature 2 discloses a metal carrier made of a stainless steel foil honeycomb having a high-temperature proof stress at 600 ° C. and 700 ° C. of 22 kgf / mm ² or more and 11 kgf / mm ² or more, respectively. There is disclosed one having durability enough to withstand a cooling test with exhaust gas.
[0008]
Patent Literature 3 discloses a highly durable honeycomb body in which all joining points of a flat foil and a corrugated foil constituting the honeycomb body are joined, and the elastic modulus in a radial direction is 200 kg / mm ² or less. .
[0009]
Patent Document 4 discloses that the foil thickness is 17 μm or more and 40 μm or less, the proof stress at 700 ° C. is 350 / t (kgf / mm ² ) or more, and the relationship between the Al and Cr contents and the foil thickness t is limited. It has been described.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-5-27737 [Patent Document 2]
JP-A-6-389 [Patent Document 3]
JP-A-8-168679 [Patent Document 4]
JP-A-8-168680
[Problems to be solved by the invention]
All of the above prior arts aim to improve the high-temperature durability of the honeycomb body, but all achieve the purpose by increasing the proof stress at high temperatures or reducing the partial elastic modulus in the honeycomb body. What you are trying to do. In the method for improving the proof stress, the workability of the material is inevitably reduced, and the processing cost such as rolling increases. Further, the method of locally reducing the elastic modulus of the honeycomb body is not sufficiently effective when the foil temperature exceeds 1000 ° C.
[0012]
An object of the present invention is to provide a metal foil having excellent high-temperature durability and a honeycomb structure that can be used under severe conditions in which the temperature of the foil material exceeds 1000 ° C.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The catalyst carrier undergoing the exhaust gas purification process has a temperature gradient in which the temperature at the center in the radial direction is high and the temperature at the periphery is low. In addition, there is also a temperature gradient in which the temperature at the exhaust gas inlet end is higher in the axial direction and lowers toward the outlet. In the thermal expansion of the catalyst carrier, a difference in thermal expansion occurs due to such a temperature gradient, and as a result, thermal stress acts on the inside of the catalyst carrier. That is, as the coefficient of thermal expansion of the metal foil used increases, the thermal stress in the catalyst carrier during the treatment also increases.
[0014]
The present invention has been made by paying attention to the above points, and is characterized in that the strength conditions to be provided by the metal foil are specified in relation to the foil thickness of the metal foil and the coefficient of thermal expansion. Thereby, the most preferable proof stress range can be specified for each actual thermal expansion coefficient of the metal foil, and a metal foil and a honeycomb structure having excellent high-temperature durability even under severe conditions exceeding 1000 ° C. It has become possible to manufacture.
[0015]
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) Foil thickness t is 10 μm or more and 40 μm or less, thermal expansion coefficient α from 20 ° C. to 1000 ° C. is 15 μm / m / ° C. or more and 23 μm / m / ° C. or less, and 0.2% proof stress σ (N / Mm ² ), a foil thickness t (μm), and a coefficient of thermal expansion α (μm / m / ° C.) satisfy the following expression (1).
σ ≧ (−9.0875 × α ² + 4.2913 × 10 ² × α−3.841515 × 10 ³ ) / t (1)
(2) The component of the foil is% by mass, Si: 0.1% or more and 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Al: 6% or more and 10% or less, Cr: 15% or more and 25% or less, The metal foil according to the above (1), comprising the balance of Fe and unavoidable impurities.
(3) The component of the foil is mass%, and one or both of Ti: 0.02% to 0.1% and Nb: 0.02% to 0.3%, La: 0.01% to 0% 0.1% or less, Ce: 0.01% or more and 0.1% or less, P: 0.01% or more and 0.05% or less, The metal foil as described in the above item (2),
(4) A honeycomb structure using the metal foil according to any one of (1) to (3).
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The metal foil of the present invention has a thickness t of 10 μm or more and 40 μm or less, a coefficient of thermal expansion α from 20 ° C. to 1000 ° C. of 15 μm / m / ° C. or more and 23 μm / m / ° C. or less, measured at 900 ° C. The relationship between the proof stress σ (N / mm ² ), the foil thickness t (μm), and the coefficient of thermal expansion α (μm / m / ° C.) satisfies the following expression (1).
σ ≧ (−9.0875 × α ² + 4.2913 × 10 ² × α−3.841515 × 10 ³ ) / t (1)
[0017]
As described above, by controlling the thickness of the foil material, the coefficient of thermal expansion, and the proof stress at high temperatures using a unique relational expression, the durability of the honeycomb structure under cold and hot conditions (durability in an environment where high and low temperatures are repeated) ) Was improved, and it was possible to provide a honeycomb structure having excellent high-temperature durability in a use range in which the temperature of the foil material exceeded 1000 ° C. The above equation (1) is derived based on a large number of experimental data, and the reason for the limitation is as follows.
[0018]
If the foil thickness t is less than 10 μm, buckling or crushing is likely to occur, so the lower limit was set to 10 μm. When the thickness exceeds 40 μm, the back pressure of the honeycomb structure increases and the resistance of the gas passing through the honeycomb structure increases too much. Therefore, the upper limit is set to 40 μm.
[0019]
If the coefficient of thermal expansion α is less than 15 μm / m / ° C., since the cooling / heating characteristics depend only on the proof stress, the relational expression of the present invention cannot be applied, so the lower limit was set to 15 μm / m / ° C. The lower limit of the coefficient of thermal expansion α is preferably 16 μm / m / ° C. On the other hand, if it exceeds 23 μm / m / ° C., the thermal stress becomes too large, and sufficient durability cannot be obtained even with the proof stress required by the relational expression of the present invention. did.
[0020]
If the proof stress σ is less than the value on the right side of the equation (1), it is apparent that foils are frequently broken or crushed in an environment where high and low temperatures are repeated, and sufficient durability cannot be obtained. Therefore, the range was defined by the expression (1). As the coefficient of thermal expansion of the metal foil increases, the thermal stress applied to the honeycomb structure when the catalyst carrier is used increases, and the lower limit of the required proof stress also increases.
[0021]
As the metal foil and the metal foil constituting the honeycomb body of the present invention, the components of the foil are in mass%, and Si: 0.1% or more and 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Al: 6% or more. It is preferable to use a metal foil composed of 10% or less, Cr: 15% or more and 25% or less, the balance being Fe and unavoidable impurities, since the value of the proof stress satisfies the expression (1) and the oxidation resistance is improved.
[0022]
The reason that Mn is set to 0.5% or less is to secure the oxidation resistance of the metal foil.
[0023]
Regarding Si, the oxidation resistance of the metal foil can be improved by containing 0.1% or more of Si, so the lower limit is set to 0.1%. When the Si content exceeds 1.0%, the embrittlement of the metal foil proceeds, so the upper limit is set to 1.0%.
[0024]
By containing 6% or more of Al, the oxidation resistance of the metal foil can be improved. However, if the Al content exceeds 10%, embrittlement of the metal foil proceeds, so the upper limit is set to 10%.
[0025]
By containing 15% or more of Cr, the oxidation resistance of the metal foil can be improved. However, if the Cr content exceeds 25%, embrittlement of the metal foil proceeds, so the upper limit is set to 25%.
[0026]
The metal foil of the present invention and the metal foil constituting the honeycomb body further include one or both of Ti: 0.02% to 0.1% and Nb: 0.02% to 0.3%, La: 0 It is preferable to contain 0.01% to 0.1%, Ce: 0.01% to 0.1%, and P: 0.01% to 0.05%.
[0027]
By containing one or both of Ti: 0.02% or more and Nb: 0.02% or more, the toughness of the metal foil can be improved. However, if the content of Ti exceeds 0.1% and the content of Nb exceeds 0.3%, the oxidation resistance of the metal foil is adversely affected.
[0028]
By containing La: 0.01% or more and Ce: 0.01% or more, the oxidation resistance of the metal foil can be improved. However, if La exceeds 0.1% and Ce exceeds 0.1%, it causes hot rolling cracking, so these values were made the upper limits.
[0029]
When P is contained in an amount of 0.01% or more, there is an effect of preventing the occurrence of hot rolling cracks when La and Ce are contained. However, if the P content exceeds 0.05%, the oxidation resistance deteriorates, so this value was made the upper limit.
[0030]
The metal foil of the present invention is suitable as a foil for a metal catalyst carrier having excellent high-temperature durability.
[0031]
The honeycomb structure constituted by using the metal foil of the present invention has excellent high-temperature durability that can be used under severe conditions such as exceeding 1000 ° C. when a catalyst is supported by supporting a catalyst on the cell surface of the honeycomb. Can be obtained.
[0032]
Next, a method for manufacturing the metal foil and the honeycomb structure of the present invention will be described.
[0033]
In the production of Fe—Cr—Al stainless steel foil, it is known that hot rolling becomes difficult if the Al content before rolling the steel sheet exceeds 6.5%. In the preferred component range of the metal foil of the present invention, the Al content is 6 to 10%, but a metal foil having such a high Al concentration is produced from a slab having the component directly through hot rolling. It is difficult.
[0034]
In the present invention, a metal foil or a cold-rolled steel sheet having an Al content of less than 6.5% (hereinafter referred to as “base material”) or a honeycomb structure using this metal foil is formed. The Al content in the metal foil is increased by applying Al to the surface of the cold-rolled steel sheet or the foil of the honeycomb structure and performing diffusion heat treatment after the Al is applied, so that the Al-containing Fe-Cr required by the present invention is required. -Al-based stainless steel. Al attachment may be performed in a cold-rolled sheet stage before foil rolling, and diffusion may be performed at that stage, or the cold-rolled sheet to which Al is attached may be subjected to foil rolling thereafter. Since the cold rolled sheet or the metal foil before the Al adhesion has an Al content of less than 6.5%, hot rolling can be favorably performed. The relationship between the Al adhesion thickness and the base material thickness is determined based on the difference between the Al amount in the base material and the target Al amount after thermal diffusion, so that the Al amount difference and the Al amount enriched by diffusion match. You only have to decide.
[0035]
Using a metal foil, in manufacturing a honeycomb structure used as a catalyst carrier, a flat foil of a metal foil and a corrugated foil are alternately wound or laminated to form a honeycomb shape, and the flat foil of the honeycomb body and By brazing the contact portion with the corrugated foil, a strong honeycomb structure is formed. Assuming that the thickness of the foil material to be used is t (μm), in the present invention, the joining strength of the brazed portion of the honeycomb body is desirably 5 t (N / cm) or more per 1 cm of the joining line. In addition, a diffusion bonding method can be used in addition to the brazing method.
[0036]
On the other hand, Al is adhered to the surface of the stainless steel foil of the base material, and a flat foil made of a metal foil having such a multilayer structure and a corrugated foil are wound or laminated to form a honeycomb structure. When trying to join the contact part with the corrugated foil, the Al on the surface of the stainless steel foil reacts with the brazing material during high-temperature heat treatment for brazing, producing a high-melting intermetallic compound, and the joining property of the brazed joint May deteriorate.
[0037]
In the present invention, by selecting from the following three methods as a method for manufacturing a honeycomb body, it is possible to manufacture a honeycomb structure excellent in joining strength at a brazed portion.
[0038]
In the first method, first, a metal foil using a base material having a low Al content is prepared, a honeycomb body is formed using the metal foil, and the brazing of the contact portion between the foil of the honeycomb body and the foil is performed. I do. Thereafter, Al powder is adhered to the surface of the metal foil constituting the honeycomb body, and Al is diffused into the foil by subjecting the whole honeycomb body to a high-temperature heat treatment. When forming a honeycomb body using a metal foil, there is no Al film on the surface of the metal foil, and the contact portion between the foil and the foil maintains a good contact state at the brazing stage, so that Brazing can be performed. Thereafter, Al powder is adhered to the surface of the metal foil and diffusion heat treatment is performed. Therefore, the metal foil constituting the honeycomb structure has an Al content suitable for the present invention. As a method of attaching the Al powder, a method of dipping the honeycomb structure in a paint containing the Al powder and the solvent, or applying an adhesive to the cell surface of the honeycomb structure, and then applying the Al powder to the honeycomb structure By sprinkling, the Al powder may be adhered to the adhesive applied portion on the cell surface.
[0039]
In the second method, cold rolling is completed using a base material having a low Al content, an Al film is formed on the surface of the cold-rolled sheet after cold rolling, and the cold-rolled sheet is heat-treated in a high-temperature atmosphere. It is possible to adopt a method in which Al is diffused in the base material by performing foil rolling, and then a honeycomb body is formed using this metal foil, and a contact portion between the foil of the honeycomb body and the foil is brazed. it can. Since the Al content in the steel sheet is small until cold rolling, hot rolling can be completed satisfactorily. Since an Al film is formed on the surface of the steel sheet after the cold rolling and the diffusion treatment is performed, an Al content suitable for the present invention in the metal foil can be secured. Since there is no Al film on the foil surface when the honeycomb body is formed, a sound joint can be formed by brazing performed thereafter. A method of forming an Al film on the surface of a cold-rolled steel sheet can be performed by hot-dip plating, electrolytic plating, powder coating, dry process (e.g., vapor deposition) of Al on the surface of the base material.
[0040]
In the third method, foil rolling is completed using a base material having a low Al content, an Al film is formed on the foil surface of the base material, and a brazing material and a higher temperature than the Al are formed outside the film. React to form a brazeable metal film, eg, a film of Fe. A honeycomb body is formed using the metal foil having the multilayer structure as described above, and thereafter, the contact portion between the foils is joined by brazing. Since the Al film is not exposed to the surface by coating the Fe film on the outside of the Al film, the brazing material at the joint does not directly contact the Al film, and the reaction between the brazing material and Al can be suppressed. become.
[0041]
【Example】
For each example shown below, a stainless steel foil flat foil and a corrugated stainless steel foil corrugated foil were prepared, and the flat foil and the corrugated foil were alternately wound in a spiral to form a metal foil. The honeycomb body was inserted into a stainless steel outer cylinder to obtain a metal carrier. The diameter of the metal carrier was 100 mm, the length was 110 mm, the wave height of the corrugated foil was 1.25 mm, and the wave pitch was 2 mm. After forming the honeycomb body, a brazing material was applied, and the honeycomb body was subjected to high-temperature heat treatment, thereby brazing the contact portion between the flat foil and the corrugated foil of the metal honeycomb body.
[0042]
This metal carrier was immersed in a washcoat solution and then dried to form a washcoat layer inside the cell. A catalyst comprising a noble metal was impregnated into the wash coat layer to complete a metal catalyst carrier.
[0043]
The metal catalyst carrier was subjected to a thermal durability test. The prototype catalyst carrier was mounted directly below the exhaust manifold of a 3000 cc gasoline engine with a displacement of 3000 cc. The engine test was performed by performing an engine bench test in which the cooling process was repeated 1200 times with a full throttle of 5,000 rpm for 5 minutes and an engine stop and cooling of 10 minutes. The test was carried out by inspecting the catalyst carrier every 100 times, and evaluating the presence or absence of displacement and abnormal oxidation of the honeycomb body.
[0044]
(Example 1)
The thickness of the metal foil is 20 μm, the components of the metal foil in the honeycomb structure, the coefficient of thermal expansion α, the proof stress σ, and the values on the right side of the equation (1) are as shown in Table 1.
[0045]
First, various Fe-Cr-Al component alloys having an Al content of 5% or less were melted, and then a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.4 mm as a base material was manufactured by hot rolling and cold rolling. The steel sheet was passed through a 90% by mass Al-10% by mass Si plating bath melted at a temperature of 660 ° C., and an Al—Si alloy was attached to the surface. Here, the plating thickness was adjusted by changing the wiping flow rate, and the plating thickness was determined based on the difference between the Al content in the base material and the target Al amount after thermal diffusion. The diffusion of Al into the steel was performed by heat treatment in a vacuum, and then cold rolling was performed to obtain a foil material having a thickness of 20 μm. A high-temperature tensile test piece (No. 13B) and a test piece for measuring the coefficient of thermal expansion were cut out from a part of the obtained foil material, 0.2% proof stress at 900 ° C, and the heat when raising the temperature from 20 ° C to 1000 ° C. The expansion coefficient was determined. Here, the strain rate in the tensile test was constant at 0.3% / min, and the heating rate in the measurement of the thermal expansion coefficient was constant at 10 ° C./min.
[0046]
In addition, the present invention example No. Nos. 1 to 6 and Comparative Example Nos. The foil materials of Nos. 7 and 9 were manufactured by the method using the hot-dip plating described above. For the foil material of No. 8, a Fe-Cr-Al component alloy was melted and the foil material was manufactured by hot rolling and cold rolling.
[0047]
A corrugated and flat foil obtained by subjecting the above-mentioned foil material to corrugation processing was combined and partially brazed to produce a honeycomb structure. At this time, the joining strength per 1 cm of the brazed portion was 100 N or more, and it was confirmed that brazing was good.
[0048]
[Table 1]

[0049]
Table 1 shows the results of the thermal durability test.
[0050]
Invention Example No. Regarding 1 to 6, both the coefficient of thermal expansion α and the proof stress σ were within the range of the present invention, and the results of the thermal endurance test were good.
[0051]
Comparative Example No. In No. 7, the proof stress did not satisfy the expression (1), and the honeycomb body was displaced in 1,100 thermal endurance tests. The reason why the yield strength did not satisfy the expression (1) was that the Cr content in the component system of the foil material was as low as 12%.
[0052]
Comparative Example No. In No. 8, the coefficient of thermal expansion was less than the lower limit of the range of the present invention, and abnormal oxidation occurred in 50 thermal endurance tests. The cause of the low coefficient of thermal expansion and the cause of the abnormal oxidation are both because the Al content in the metal foil was as low as 2%.
[0053]
Comparative Example No. In No. 9, the coefficient of thermal expansion exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the honeycomb body was displaced after 1,000 times because the thermal stress was too large. The reason why the coefficient of thermal expansion was high was that the Al content was as high as 12.6%.
[0054]
(Example 2)
The thickness of the metal foil is 30 μm, the components of the metal foil in the honeycomb structure, the coefficient of thermal expansion α, the proof stress σ, and the values on the right side of the equation (1) are as shown in Table 2.
[0055]
A foil material having a thickness of 30 μm was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1, and a honeycomb structure was manufactured using this foil material. At this time, the joining strength per 1 cm of the brazed portion of the honeycomb body was 150 N or more, and it was confirmed that brazing was good.
[0056]
[Table 2]

Table 2 shows the results of the thermal durability test.
[0057]
Invention Example No. Regarding the samples Nos. 1 to 4, both the coefficient of thermal expansion α and the proof stress σ were within the range of the present invention, and the results of the thermal durability test were good.
[0058]
Comparative Example No. In No. 5, the coefficient of thermal expansion was less than the lower limit of the range of the present invention, and abnormal oxidation occurred in 300 thermal endurance tests. The cause of the low thermal expansion coefficient and the cause of the abnormal oxidation are both because the Al content in the metal foil was as low as 2.3%.
[0059]
Comparative Example No. In No. 6, the thermal expansion coefficient exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the honeycomb body was displaced after 4000 times because the thermal stress was too large. The reason why the coefficient of thermal expansion was high was that the Al content was as high as 13.0%.
[0060]
【The invention's effect】
The present invention specifies the condition of the proof stress to be provided by the metal foil in the relationship between the foil thickness of the metal foil and the coefficient of thermal expansion, and further specifies the preferable range of the coefficient of thermal expansion, whereby the temperature exceeds 1000 ° C. It becomes possible to manufacture a metal foil having excellent high-temperature durability and a honeycomb structure that can be used under such severe conditions.

Claims

The foil thickness t is 10 μm or more and 40 μm or less, the coefficient of thermal expansion α from 20 ° C. to 1000 ° C. is 15 μm / m / ° C. or more and 23 μm / m / ° C. or less, and the 0.2% proof stress σ (N / mm ² ), The thickness of the foil t (μm) and the coefficient of thermal expansion α (μm / m / ° C.) satisfy the following expression (1).
σ ≧ (−9.0875 × α ² + 4.2913 × 10 ² × α−3.841515 × 10 ³ ) / t (1)

The component of the foil is% by mass, Si: 0.1% to 1.0%, Mn: 0.5% or less, Al: 6% to 10%, Cr: 15% to 25%, the balance Fe and The metal foil according to claim 1, comprising an unavoidable impurity.

The components of the foil are in mass%, and one or both of Ti: 0.02% to 0.1% and Nb: 0.02% to 0.3%, La: 0.01% to 0.1% The metal foil according to claim 2, wherein Ce: 0.01% or more and 0.1% or less, and P: 0.01% or more and 0.05% or less.

A honeycomb structure using the metal foil according to any one of claims 1 to 3.