JP2639993B2 - メタル担体の製造方法 - Google Patents
メタル担体の製造方法Info
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- JP2639993B2 JP2639993B2 JP1006289A JP628989A JP2639993B2 JP 2639993 B2 JP2639993 B2 JP 2639993B2 JP 1006289 A JP1006289 A JP 1006289A JP 628989 A JP628989 A JP 628989A JP 2639993 B2 JP2639993 B2 JP 2639993B2
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- Japan
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- metal carrier
- honeycomb
- outer cylinder
- honeycomb portion
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車の排気ガス浄化用触媒などに使用する
メタル担体の製造方法に関するものである。
メタル担体の製造方法に関するものである。
メタル担体はセラミックス担体に比べて昇温特性や耐
衝撃性に優れている等の利点を有するので、近年、例え
ば自動車などの車両用の排気ガス浄化用触媒の担体とし
て使用されている。メタル担体は通常ハニカム部を外筒
に収納した構造を有し、前記ハニカム部は例えば金属の
薄板からなる平板と波板とを交互に重ねて製造する。
衝撃性に優れている等の利点を有するので、近年、例え
ば自動車などの車両用の排気ガス浄化用触媒の担体とし
て使用されている。メタル担体は通常ハニカム部を外筒
に収納した構造を有し、前記ハニカム部は例えば金属の
薄板からなる平板と波板とを交互に重ねて製造する。
それ故、ハニカム部と外筒との接合が問題となる。例
えばアメリカ合衆国特許第4300956号明細書には、アル
ミニウムを含む合金からなる平板と波板とを重ねて巻回
し、次いで約1000℃ないし約1200℃の範囲の温度で約0.
5ないし５ミクロ気圧の水素雰囲気下で加熱することに
より平板と波板との接触部を拡散接合するメタル担体の
ハニカム部の製造方法が開示されている。又、接合には
前記拡散接合の外に例えばニッケル系ろう材などを用い
るろう付けがある。
えばアメリカ合衆国特許第4300956号明細書には、アル
ミニウムを含む合金からなる平板と波板とを重ねて巻回
し、次いで約1000℃ないし約1200℃の範囲の温度で約0.
5ないし５ミクロ気圧の水素雰囲気下で加熱することに
より平板と波板との接触部を拡散接合するメタル担体の
ハニカム部の製造方法が開示されている。又、接合には
前記拡散接合の外に例えばニッケル系ろう材などを用い
るろう付けがある。
メタル担体を拡散接合で一体化する場合、強固な拡散
接合を得るには材料成分に0.5重量％以上のアルミニウ
ムが必要である。しかし例えばクラッド板としてアルミ
ニウムを添加した鋼板はアルミニウムと鋼板との溶接部
の延性が乏しく、後加工が難しいためメタン担体の外筒
としては使用しにくい。然して、メタル担体の外筒とし
てアルミニウムを含まない通常のステンレス板を使用す
る場合には、外筒と内部のハニカム部とはその接触部に
おいて十分な拡散接合強度が得られない。
接合を得るには材料成分に0.5重量％以上のアルミニウ
ムが必要である。しかし例えばクラッド板としてアルミ
ニウムを添加した鋼板はアルミニウムと鋼板との溶接部
の延性が乏しく、後加工が難しいためメタン担体の外筒
としては使用しにくい。然して、メタル担体の外筒とし
てアルミニウムを含まない通常のステンレス板を使用す
る場合には、外筒と内部のハニカム部とはその接触部に
おいて十分な拡散接合強度が得られない。
一方、ろう付けによって外筒とハニカム部及びハニカ
ム部の平板と波板とを、端面のみで又は長さ方向全体で
接合する場合には、ろう付け部においてろう材と母材の
化学成分が相互に拡散し高温耐酸化性を損うため、例え
ば排気ガス浄化用触媒として使用した場合、排気ガスが
主に通過し触媒成分と反応するメタル担体中心部（ハニ
カム部の中央部）が異常酸化を起す不具合があった。
ム部の平板と波板とを、端面のみで又は長さ方向全体で
接合する場合には、ろう付け部においてろう材と母材の
化学成分が相互に拡散し高温耐酸化性を損うため、例え
ば排気ガス浄化用触媒として使用した場合、排気ガスが
主に通過し触媒成分と反応するメタル担体中心部（ハニ
カム部の中央部）が異常酸化を起す不具合があった。
本発明は前記従来技術における問題点を解決するため
のものであり、その目的とするところはステンレス鋼製
の外筒を使用した場合でも外筒とハニカム部とが強固に
接合し、且つハニカム部の中央部においても排気ガス浄
化用触媒として使用中異常酸化反応を起さない耐久性に
優れたメタル担体を容易に得ることができる製造方法を
提供することにある。
のものであり、その目的とするところはステンレス鋼製
の外筒を使用した場合でも外筒とハニカム部とが強固に
接合し、且つハニカム部の中央部においても排気ガス浄
化用触媒として使用中異常酸化反応を起さない耐久性に
優れたメタル担体を容易に得ることができる製造方法を
提供することにある。
すなわち本発明のメタル担体の製造方法は、耐熱金属
製の平板と波板とを重ねて巻回した構造を有するハニカ
ム部を、耐熱金属製の外筒に収納してなるメタル担体を
製造するにあたり、ハニカム部と外筒との接触部並びに
ハニカム部の最外周及びその近傍の層合わせて数層の平
板と波板との接触部をろう付けし、ハニカム部の残りの
層の平板と波板との接触部を拡散接合することを特徴と
する。
製の平板と波板とを重ねて巻回した構造を有するハニカ
ム部を、耐熱金属製の外筒に収納してなるメタル担体を
製造するにあたり、ハニカム部と外筒との接触部並びに
ハニカム部の最外周及びその近傍の層合わせて数層の平
板と波板との接触部をろう付けし、ハニカム部の残りの
層の平板と波板との接触部を拡散接合することを特徴と
する。
耐熱金属としては例えばステンレススチールなどの慣
用の材料を使用することができる。外筒はアルミニウム
を含まないステンレスを使用した方が加工性が良いので
好ましい。ハニカム部の平板と波板はクラッド、メッ
キ、蒸着又は合金化などによりアルミニウムを例えば0.
5重量％以上含むステンレススチールを使用した方が拡
散接合が強固となるのでよい。
用の材料を使用することができる。外筒はアルミニウム
を含まないステンレスを使用した方が加工性が良いので
好ましい。ハニカム部の平板と波板はクラッド、メッ
キ、蒸着又は合金化などによりアルミニウムを例えば0.
5重量％以上含むステンレススチールを使用した方が拡
散接合が強固となるのでよい。
外筒やハニカム部の大きさや形状は目的に応じて適宜
選択する。
選択する。
ろう付けに使用するろう材はニッケル系ろう材などの
慣用のものであってよく、これをろう付けすべき部位に
塗布する。
慣用のものであってよく、これをろう付けすべき部位に
塗布する。
ハニカム部における層とは、波板と平板とを対にした
ものを言い、例えば最外周の波板とその内側の平板とを
対にしたものが最外周層である。本発明において、数層
とは５〜６層程度までを言う。通常２〜３層まででよ
い。それ故、通常例えば外側から２番目（及び３番目）
の層では波板とその層の平板及び前の層の平板との接触
部をろう付けする。又、この場合、ろう付けに加えて拡
散接合を併用するとより一層強固に接合することができ
るのでよい。外側から（３番目又は）４番目以降の層で
は平板と波板との接着部は拡散接合のみによって接合す
る。
ものを言い、例えば最外周の波板とその内側の平板とを
対にしたものが最外周層である。本発明において、数層
とは５〜６層程度までを言う。通常２〜３層まででよ
い。それ故、通常例えば外側から２番目（及び３番目）
の層では波板とその層の平板及び前の層の平板との接触
部をろう付けする。又、この場合、ろう付けに加えて拡
散接合を併用するとより一層強固に接合することができ
るのでよい。外側から（３番目又は）４番目以降の層で
は平板と波板との接着部は拡散接合のみによって接合す
る。
外筒とハニカム部との間には応力が生ずるので、外筒
をアルミニウムを含まないステンレススチール製とした
場合には拡散接合では十分な接合強度が得られない。そ
れ故、ハニカム部と外筒との接触部並びにハニカム部の
最外周及びその近傍の層合わせて数層の平板と波板との
接触部をろう付けすることにより十分な接合強度を得
る。又、排気ガス浄化用触媒として使用した場合、メタ
ル担体のハニカム部の外周部は排気ガスの流通量が中央
部ほどには多くないため、外周部をろう付けしても異常
酸化反応に起因するメタル担体の損傷が起らず、耐久性
が向上する。
をアルミニウムを含まないステンレススチール製とした
場合には拡散接合では十分な接合強度が得られない。そ
れ故、ハニカム部と外筒との接触部並びにハニカム部の
最外周及びその近傍の層合わせて数層の平板と波板との
接触部をろう付けすることにより十分な接合強度を得
る。又、排気ガス浄化用触媒として使用した場合、メタ
ル担体のハニカム部の外周部は排気ガスの流通量が中央
部ほどには多くないため、外周部をろう付けしても異常
酸化反応に起因するメタル担体の損傷が起らず、耐久性
が向上する。
以下の実施例及び比較例において本発明を更に詳細に
説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるもの
ではない。
説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるもの
ではない。
アルミニウム５重量％を含むステンレス製の厚さ0.05
mmの平板２と同じ材料からなる波板３（凸の数:4個/c
m）とを重ねて巻回して、直径70mm、高さ130mmのハニカ
ム部１を製造し、これをステンレス製の外径73mm、内径
70mm、高さ130mmの外筒４内に挿入した。次いで真空炉
中で1200℃で60分加熱保持することにより拡散接合し
た。次いでニッケル系ろう材BNi−５（20Cr−10Si−Bal
Ni）をハニカム部１と外筒４との接触部５及び第１層〜
第３層の平板２と波板３との接触部6,7,8に塗布し（端
面から流下させる）、真空炉中で1150〜1200℃で５分間
加熱し、ろう付けしてメタル担体を得た。第１図は得ら
れたメタル担体を一端面側から見た図である。第２図は
本発明の方法によって得たメタル担体のろう付け部分を
示す説明図である。すなわち、第２図はメタル担体を長
さ方向に沿って切断した状態を示し、図中の斜線の部分
がろう付け層９である。第３図に第１図の部分拡大図を
示す。外筒４に対してハニカム部１の方が熱膨張係数が
大きい場合、拡散接合のみではハニカム部１が収縮し、
第４図のようにハニカム部１の最外周部に応力が集中し
て接合部が剥され隙間10が生ずるか又は波板３の凸部が
波状から三角形状に変形してしまう。然して、外筒４と
ハニカム部１との接合部のみを拡散接合に加えてろう付
けしても、ハニカム部１の収縮による応力緩和はできな
いため、最外周波板３と最外周平板２の間で剥れる。第
５図にメタル担体において、最外周及びその近傍層２〜
３層を拡散接合及びろう付けした場合（本発明方法）
と、拡散接合のみ又は外筒とハニカム部とを拡散接合及
びろう付けした場合（従来方法及び比較方法）との、ハ
ニカム部の層数と応力との関係を示す。図から明らかな
ように、本発明方法によって得られたメタル担体におい
ては、応力は最外周層でも大きくはならないことが判
る。
mmの平板２と同じ材料からなる波板３（凸の数:4個/c
m）とを重ねて巻回して、直径70mm、高さ130mmのハニカ
ム部１を製造し、これをステンレス製の外径73mm、内径
70mm、高さ130mmの外筒４内に挿入した。次いで真空炉
中で1200℃で60分加熱保持することにより拡散接合し
た。次いでニッケル系ろう材BNi−５（20Cr−10Si−Bal
Ni）をハニカム部１と外筒４との接触部５及び第１層〜
第３層の平板２と波板３との接触部6,7,8に塗布し（端
面から流下させる）、真空炉中で1150〜1200℃で５分間
加熱し、ろう付けしてメタル担体を得た。第１図は得ら
れたメタル担体を一端面側から見た図である。第２図は
本発明の方法によって得たメタル担体のろう付け部分を
示す説明図である。すなわち、第２図はメタル担体を長
さ方向に沿って切断した状態を示し、図中の斜線の部分
がろう付け層９である。第３図に第１図の部分拡大図を
示す。外筒４に対してハニカム部１の方が熱膨張係数が
大きい場合、拡散接合のみではハニカム部１が収縮し、
第４図のようにハニカム部１の最外周部に応力が集中し
て接合部が剥され隙間10が生ずるか又は波板３の凸部が
波状から三角形状に変形してしまう。然して、外筒４と
ハニカム部１との接合部のみを拡散接合に加えてろう付
けしても、ハニカム部１の収縮による応力緩和はできな
いため、最外周波板３と最外周平板２の間で剥れる。第
５図にメタル担体において、最外周及びその近傍層２〜
３層を拡散接合及びろう付けした場合（本発明方法）
と、拡散接合のみ又は外筒とハニカム部とを拡散接合及
びろう付けした場合（従来方法及び比較方法）との、ハ
ニカム部の層数と応力との関係を示す。図から明らかな
ように、本発明方法によって得られたメタル担体におい
ては、応力は最外周層でも大きくはならないことが判
る。
比較例１ 実施例においてろう付けを行わなかったこと以外は同
様にしてメタル担体を得た。
様にしてメタル担体を得た。
比較例２ 実施例における拡散接合及びろう付けを行う代りに、
メタル担体の端面（一面）においてのみ外筒４とハニカ
ム部１及びハニカム部１の平板２と波板３とをろう付け
してメタル担体を得た。
メタル担体の端面（一面）においてのみ外筒４とハニカ
ム部１及びハニカム部１の平板２と波板３とをろう付け
してメタル担体を得た。
＜性能比較試験＞ 実施例及び比較例１及び２のメタル担体について下記
条件で連続高速試験（条件１）及び冷熱耐久試験（条件
２）を行った。
条件で連続高速試験（条件１）及び冷熱耐久試験（条件
２）を行った。
条件1:入ガス温度950℃で180時間保持 条件2:常温から高温（850℃）まで入ガス温度を変化さ
せ、１サイクル30分として計300時間実施 結果を下記第１表に示す。
せ、１サイクル30分として計300時間実施 結果を下記第１表に示す。
第１表から明らかな如く、本発明の方法によって得ら
れたメタル担体は耐久性が非常に優れている。
れたメタル担体は耐久性が非常に優れている。
上述の如く本発明のメタル担体の製造方法は、ハニカ
ム部と外筒との接触部並びにハニカム部の最外周及びそ
の近傍の層合わせて数層の平板と波板との接触部をろう
付けし、ハニカム部の残りの層の平板と波板との接触部
を拡散接合するため、外筒とハニカム部及びハニカム部
の平板と波板とが強固に接合され耐久性が非常に向上し
たメタル担体を容易に得ることができる。
ム部と外筒との接触部並びにハニカム部の最外周及びそ
の近傍の層合わせて数層の平板と波板との接触部をろう
付けし、ハニカム部の残りの層の平板と波板との接触部
を拡散接合するため、外筒とハニカム部及びハニカム部
の平板と波板とが強固に接合され耐久性が非常に向上し
たメタル担体を容易に得ることができる。
又、本発明の方法は特別な操作を必要とせず、従来の
設備や手法をそのまま適用できるので実用上有利であ
る。
設備や手法をそのまま適用できるので実用上有利であ
る。
第１図は本発明の方法によって得られたメタル担体の一
例の端面図、 第２図は本発明の方法におけるメタル担体のろう付け部
分を示す説明図、 第３図は第１図のメタル担体の部分拡大図、 第４図は比較例の担体の第３図に相当する図、 第５図は本発明方法並びに従来方法及び比較方法によっ
て得られたメタル担体のハニカム部の層数と応力との関
係を表わす図である。 図中、 １……ハニカム部、２……平板、３……波板、４……外
筒、５……接触部、6,7,8……接触部、９……ろう付け
層、10……隙間
例の端面図、 第２図は本発明の方法におけるメタル担体のろう付け部
分を示す説明図、 第３図は第１図のメタル担体の部分拡大図、 第４図は比較例の担体の第３図に相当する図、 第５図は本発明方法並びに従来方法及び比較方法によっ
て得られたメタル担体のハニカム部の層数と応力との関
係を表わす図である。 図中、 １……ハニカム部、２……平板、３……波板、４……外
筒、５……接触部、6,7,8……接触部、９……ろう付け
層、10……隙間
フロントページの続き (72)発明者 杉本 利治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−270947（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】耐熱金属製の平板と波板とを重ねて巻回し
た構造を有するハニカム部を、耐熱金属製の外筒に収納
してなるメタル担体を製造するにあたり、ハニカム部と
外筒との接触部並びにハニカム部の最外周及びその近傍
の層合わせて数層の平板と波板との接触部をろう付け
し、ハニカム部の残りの層の平板と波板との接触部を拡
散接合することを特徴とするメタル担体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006289A JP2639993B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | メタル担体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006289A JP2639993B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | メタル担体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187151A JPH02187151A (ja) | 1990-07-23 |
| JP2639993B2 true JP2639993B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=11634230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1006289A Expired - Lifetime JP2639993B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | メタル担体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2639993B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5395599A (en) * | 1991-08-01 | 1995-03-07 | Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. | Catalyst-carrying metallic carrier and production method thereof |
-
1989
- 1989-01-14 JP JP1006289A patent/JP2639993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02187151A (ja) | 1990-07-23 |
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