(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製板（２）と金属製板（３）とを交互に巻回又は積層して金属製触媒担体素子（１）を形成し、この金属製触媒担体素子（１）を真空炉（１１）で熱処理し、拡散接合して金属製板（２）と金属製板（３）との接合部（４）を一体的に接合する金属製触媒担体の製造方法において、
アルゴンガス雰囲気下、20Ｐａ〜200Ｐａの圧力、1,200℃〜1,250℃の処理温度で５〜30分間熱処理する
ことを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の金属製触媒担体の製造方法において、
回転式ポンプ（１６）により真空にする
ことを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車用の触媒コンバータに使用される金属製触媒担体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の金属製触媒担体の製造方法としては、例えば、特開平２−１３９０４４号公報等に開示されるものが知られている。
これを図３乃至図７により説明する。
図３は、金属製触媒担体５を示す。この金属製触媒担体５は、後述するように、平板状の金属製板２と波板状の金属製板３とを交互に巻回した金属製触媒担体素子１を真空炉中で拡散接合することに得ることができる。
【０００３】
次に、金属製触媒担体５の製造方法を説明する。
先ず、図４又は図５に示すように、平板状の金属製板２と波板状の金属製板３とを交互に巻回した金属製触媒担体素子１を作成する。ここで、波板状の金属製板３の波の山部と谷部との高さ３ａは 0.5〜3.0mm 、波の山部と山部とのピッチ３ｂは 1.0〜3.0mm とした。尚、図５の金属製板２は、平板状の金属製板２が、波板状の金属製板３の波の高さよりも低い小波２ａが設けられている。この小波２ａは、波の山部と谷部との高さ２ｂは0.05〜0.5mm 、波の山部と山部とのピッチ２ｃは 1.0〜3.0mm とした。
【０００４】
次に、この金属製触媒担体素子１を、図６に示すように、真空炉６内で、炉中温度 850〜1,200℃、真空度10-2〜10-6トール、焼成時間30分〜８時間の条件下で焼成し、この焼成により、図７に示すように、金属製板２と金属製板３との金属層間で拡散接合を起こすことによって、一体的に結合された接合部４を形成する。
真空炉６は、内部に断熱材７で囲繞した金属製触媒担体素子１を配置するための空間が形成され、この空間内には電気ヒータ８が配置されている。又、真空炉６には、高真空にするための拡散ポンプ９が取り付けられている。
【０００５】
斯して構成された金属製触媒担体５は、従来のろう付け方式に比して、ろう材が不要となることから、ろう材による酸化劣化のない低廉で高強度の担体を調製することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、斯かる従来の金属製触媒担体５では、真空度10-2〜10-6トール（1.3Ｐａ〜0.00013Ｐａ）という高真空、且つ炉中温度 850〜1,200℃という温度条件で、製造されるため、金属製板２と金属製板３との表面に形成される Al2O3が無くなり、金属が剥き出しになり、Ａｌ含有材の持つ耐酸化性が低下するという問題がある。
【０００７】
又、高真空での拡散接合では、金属製板２、３の蒸発が起き、真空炉６内を汚染するという問題がある。特に、真空炉６では、電気ヒータ８を用いるため、蒸発した金属が電気ヒータ８に氷柱状に付着し、電気ヒータ８間を短絡し、漏電するという問題がある。
【０００８】
更に、高真空を確保するために用いられている拡散ポンプ９は、高価で、メンテナンスを要するという問題がある。
そこで、大気圧下で処理すると、素材の急速な酸化が発生し、素材表面に酸化物が生成し、接合が阻害される。但し、表面酸化は全部ではなく、不完全な接合により、得られる金属製触媒担体の強度が弱くなる。
【０００９】
この問題を解決するために、アルゴンガス雰囲気により拡散接合することが提案されている（例えば、特開昭４７−３３６５０号公報、特開昭６０−２４４４８９号公報、特開昭６４−８７０８５号公報、特開平７−１１６５２２号公報等）。
然し乍ら、何れも高真空での拡散接合を行っており、上述した問題点の解決には成り得ていない。
【００１０】
又、空気の一部を窒素ガスに置き換える場合には、窒化アルミが生成し、金属製触媒担体の接合強度を低下させるという問題がある。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、低真空で真空炉内の汚染を防止すると共に高強度の金属製触媒担体を得ることができる製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、金属製板と金属製板を交互に巻回又は積層して金属製触媒担体素子を形成し、この金属製触媒担体素子を真空炉で熱処理し、拡散接合して金属製板と金属製板との接合部を一体的に接合する金属製触媒担体の製造方法において、アルゴンガス雰囲気下、20Ｐａ〜200Ｐａの圧力、1,200℃〜1,250℃の処理温度で５〜30分間熱処理することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の金属製触媒担体の製造方法において、回転式ポンプにより真空にすることを特徴とする。
【００１３】
（作用）
請求項１及び２記載の発明においては、先ず、常法に従って、金属製板を交互に巻回又は積層して金属製触媒担体素子を形成する。次に、この金属製触媒担体素子を、真空炉内に配置し、真空炉内にアルゴンガスを流しながら真空ポンプにより真空引きし、圧力を20Ｐａ〜200Ｐａ（約1.5×10-1トール〜約1.5トール）、1,200℃〜1,250℃で５〜30分間熱処理することにより、高強度の金属製触媒担体を得ることができる。
【００１４】
請求項１記載の発明において、圧力を20Ｐａ〜200Ｐａとした根拠は、200Ｐａは通常の工業的真空炉において高価なアルゴンガスを用いる場合に取り得る経済的な限界値であり、これを上回ると不経済であり、採算がとれないためであり、逆に、20Ｐａを下回ると、真空炉の汚染を防止することには十分でなく、アルゴン分圧が低く空気と水分の影響を可及的に防止することができないためである。
【００１５】
又、熱処理温度を1,200℃〜1,250℃とした根拠は、拡散接合するためには1,200℃以上である必要があり、1,250℃を超えると金属劣化を起こす虞があるからである。
又、熱処理時間を５〜30分間とした根拠は、５分未満では、 Al2O3で素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒の周囲を被覆する反応が完結できず、30分を超えると、素材が痛む虞があるからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る金属製触媒担体の製造方法を示すフローチャートである。図２はその製造装置１０を示す。
本発明の一実施形態に係る金属製触媒担体の製造方法に先立ち製造装置１０について説明する。
【００１７】
製造装置１０は、真空炉１１と、内部に配置した断熱材１２と、断熱材１２で囲繞された空間１３内に配設された電気ヒータ１４と、空間１３内に挿入されたアルゴンガス注入管１５と、真空炉１１に取り付けた回転式ポンプ（ロータリーポンプ）１６とで構成され、空間１３内の圧力はピラニゲージ圧力計を介してアルゴンガスの注入量と回転式ポンプ１６の回転数をフィードバック制御することにより制御されている。
【００１８】
次に、図１に基づいて本発明の一実施形態に係る金属製触媒担体の製造方法について説明する。
先ず、図１の（ａ）工程で、常法に従って、平板状の金属製板（Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ合金）２と波板状の金属製板（Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ合金）３とを交互に巻回して金属製触媒担体素子１を形成する（図４に示す金属製触媒担体素子１に相当）。巻回後の金属製触媒担体素子１は、任意の治具によって巻回時の締付力によって当接した状態に保持されている。
【００１９】
次に、図１の（ｂ）工程で、金属製触媒担体素子１を真空炉１１中に入れ、アルゴンガス（濃度99.99％）を注入管１５から真空炉１１内に注入すると共に、回転式ポンプ１６により真空炉１１内の空気を吸引し、圧力を20Ｐａ〜200Ｐａに維持する。同時に、電気ヒータ１４に電気を供給して空間１３内の温度を1,200℃〜1,250℃とし、５分〜30分間熱処理する。
【００２０】
この熱処理によって、金属製板２と金属製板３の素材中のＡｌが、1,200℃を超えると、Ｆｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒の周囲に Al2O3の薄い膜を形成すると共に、金属製板２と金属製板３において固体拡散層から成る強固な接合部４を形成する。
そして、アルゴンガス雰囲気により窒化アルミの生成を抑えることができる。
次に、図１の（ｃ）工程で、常法に従って、触媒化処理として金属製触媒担体素子１にウォッシュコート処理（触媒化処理）を施した。
【００２１】
斯して金属製触媒担体（図３に示す金属製触媒担体５に相当）を得ることができた。
以上のように、本実施形態では、低真空であるため、従来のように真空炉１１内を汚染することがなくなる。
【００２２】
又、低真空であるため、従来のように高価な拡散ポンプを必要とせず、維持管理が容易で低廉な回転式ポンプ１６を用いることができる。
而も、アルゴンガス雰囲気下での熱処理となるため、窒化アルミの生成を抑制することが可能となり、高強度の金属製触媒担体を得ることができる。
尚、上記実施形態では、金属製板２と金属製板３とを交互に巻回して金属製触媒担体素子１を形成したが、金属製板２と金属製板３とを交互に積層して金属製触媒担体素子１を形成しても良い。
【００２３】
又、上記実施形態では、平板状の金属製板２と波板状の金属製板３を用いた場合について説明したが、例えば、図５に示すように、平板状の金属製板２は小波２ａを設けたものとしても良い。
更に、本発明で使用可能な素材としては、一般に金属製触媒担体に使用されているものであれば任意であるが、例えば、Ｃｒ10〜40重量％，Ａｌ１〜７重量％，Ｆｅ残量；Ｃｒ10〜40重量％，Ｌａ0.1 〜１重量％，Ｃｅ０〜１重量％，Ａｌ2.5 重量％，Ｆｅ残量；Ｃｒ3.5 〜10重量％，Ａｌ１〜７重量％，Ｎｂ1.5 重量％，Ｚｒ0.15重量％，Ｌａ0.1 〜１重量％，Ｆｅ残量；Ｃｒ10〜15重量％，Ａｌ３〜5.5 重量％，Ｍｏ１重量％，Ｌａ0.1 〜５重量％，Ｃｅ0.01〜１重量％，Ｆｅ残量等がある。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び２記載の発明によれば、金属製触媒担体素子をアルゴンガス雰囲気下において20Ｐａ〜200Ｐａという低真空で、1,200℃〜1,250℃、５分〜30分間熱処理するので、窒化アルミの生成を抑えた拡散接合が可能となり、高強度の金属製触媒担体を得ることができる。
又、低真空であるため、従来のように真空炉内汚染を防止することができる。
又、低真空であるため、従来のように高価な拡散ポンプを必要とせず、維持管理が容易で低廉な回転式ポンプを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属製触媒担体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に用いる製造装置を示す断面図である。
【図３】金属製触媒担体を示す斜視図である。
【図４】金属製触媒担体素子の斜視図である。
【図５】金属製触媒担体素子の斜視図である。
【図６】従来の製造装置を示す断面図である。
【図７】金属製触媒担体素子の拡散接合部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  金属製触媒担体素子
２，３  金属製板
４  接合部
５  金属製触媒担体
１０  製造装置
１１  真空炉
１２  断熱材
１３  空間
１４  電気ヒータ
１５  アルゴンガス注入管
１６  回転式ポンプ（ロータリーポンプ）
【図１】
0003798872.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003798872.tif 000006
【図６】
0003798872.tif 000007
【図７】
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