JP2525175B2 - Substrate for catalyst converter - Google Patents

Substrate for catalyst converter

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JP2525175B2
JP2525175B2 JP62104487A JP10448787A JP2525175B2 JP 2525175 B2 JP2525175 B2 JP 2525175B2 JP 62104487 A JP62104487 A JP 62104487A JP 10448787 A JP10448787 A JP 10448787A JP 2525175 B2 JP2525175 B2 JP 2525175B2
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plating
stainless steel
whiskers
foil
vapor deposition
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敦司 安藤
保徳 服部
幸夫 内田
祐輔 広瀬
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Nisshin Steel Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、主に自動車等の排気ガス経路に設置され、
排気ガス中の各種酸化物を分解して浄化するために用い
る触媒コンバータの基体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention is mainly installed in an exhaust gas path of an automobile or the like,
The present invention relates to a catalytic converter substrate used for decomposing and purifying various oxides in exhaust gas.

[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いる。該コンバータ
は一般に800℃〜約1200℃に及ぶ高温の腐食性ガスに爆
されるので高温下での耐酸化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
スが従来用いられている。しかし、セラミックス製フレ
ームには次の問題がある。
[Prior Art and Problems] Currently, a catalytic converter is installed in an exhaust gas path of an automobile for the purpose of purifying exhaust gas. Since the converter is generally exposed to a corrosive gas at a high temperature ranging from 800 ° C to about 1200 ° C, it is required to have oxidation resistance at a high temperature, and a honeycomb-shaped ceramic is conventionally used for a frame for holding a catalyst carrier. Has been. However, the ceramic frame has the following problems.

a.熱伝導度が小さいので、温度が上り難く、運転開始時
の排気ガス浄化が期待できない。
a. Since the thermal conductivity is low, it is difficult to raise the temperature and exhaust gas purification at the start of operation cannot be expected.

b.熱衝撃や機械振動に弱い。b. Sensitive to thermal shock and mechanical vibration.

c.金属との熱膨張差が大きいので、コンバータシェルに
固定するのが難しい。
c. It is difficult to fix it to the converter shell because it has a large difference in thermal expansion from metal.

上記セラミック製コンバータの欠点を解消するため、
最近、触媒担体のフレーム材として板厚50μm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、種々の改
良が試みられている。その一例として、Alを3〜8%含
有するAl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−Al2O3
ウイスカーを生成させ、該針状結晶の上にγ−Al2O3
コーティングする方法が知られている(特開昭56−9672
6)。この他、α−Al2O3ウイスカーの生成を促進するた
め上記Al含有ステンレス鋼を予めCO2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56−121641、同58−17743
7)等が知られている。
In order to eliminate the drawbacks of the above ceramic converter,
Recently, the use of a heat-resistant stainless steel foil (foil) having a plate thickness of about 50 μm as a frame material of a catalyst carrier has been studied, and it has already been put to practical use in Europe and America. Since stainless steel has excellent resistance to oxidation at high temperatures, corrugating a stainless steel foil to form a honeycomb-shaped frame, and coating the frame with γ-Al 2 O 3 which serves as a catalyst carrier. After dry sintering, catalyst coating is applied to manufacture metallic frame converter. However, the above-mentioned stainless steel frame does not always have sufficient adhesion to alumina that serves as a catalyst carrier, and therefore various improvements have been attempted. As an example thereof, an Al-containing stainless steel containing 3 to 8% Al is used, and a foil of the stainless steel is annealed, corrugated, and then heat-treated to form a stainless steel by using Al in the steel. Α-Al 2 O 3 on the surface
A method is known in which whiskers are formed and γ-Al 2 O 3 is coated on the acicular crystals (Japanese Patent Laid-Open No. 56-9672).
6). In addition, in order to promote the formation of α-Al 2 O 3 whiskers, the above-mentioned Al-containing stainless steel is preheated in a CO 2 atmosphere or the like (JP-A-57-71898), or the components of the stainless steel are Zr and Y. And the like to improve mechanical strength and high temperature creep characteristics (Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-121641 and 58-17743).
7) etc. are known.

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Al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
Alを利用して鋼表面にα−Al2O3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Alを利用する
ためα−Al2O3の生成が不充分になり易い問題がある。
However, the above-mentioned conventional methods of forming the frame of the catalytic converter using stainless steel, all use high Al content stainless steel, the heat treatment of the stainless steel
Since Al is used to generate α-Al 2 O 3 on the steel surface, the manufacturing process is complicated. Further, since Al in the steel is used, there is a problem that the formation of α-Al 2 O 3 tends to be insufficient.

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。その一例は、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Al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61−568、特公表60−50176
5)。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イスカー
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−Al−Si)が形成
されるため、めっき後の圧延時にめっき層が剥離し易い
重大な問題がある。
In order to avoid the problems of the above-mentioned conventional method using stainless steel, a method of manufacturing the metallic frame using titanium-containing low carbon steel is also known. An example is 0.01
This is a method of forming a foil by using a low carbon steel containing Ti of 1.0% to 1.0%, applying hot-dip Al plating on the surface of the carbon steel, and then cold rolling to form a foil (Japanese Patent Laid-Open No. 61-568, JP-A-60-568). −50176
Five). This method uses economically advantageous low-carbon steel instead of expensive stainless steel, adds Ti to the steel in order to improve rolling property and high temperature oxidation resistance, and further coats the surface of the steel with molten Al plating. However, it is to generate the whiskers by heat treatment, as compared with the method using the high Al-containing stainless steel, the manufacturing process is simple, economically advantageous, although Ti is added Since the base material is low carbon steel, the heat resistance of the product is still inferior, and its reliability is poor when used at high temperatures of 800 ° C or higher. Moreover, since a hard and brittle alloy layer (Fe-Al and Fe-Al-Si) is formed on the hot-dip plated layer, there is a serious problem that the plated layer is easily peeled off during rolling after plating.

[問題点の解決に係る知見] 本発明者は、Ti含有低炭素鋼に比べステンレス鋼は高
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、Al源として鋼中
の含有Al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Alめっきを施
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っき層の剥離を生
じない優れた加工性を有し、さらに鋼中にAl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。
[Knowledge for Solving Problems] The present inventor has attempted to improve a metal frame using stainless steel, since stainless steel has markedly superior oxidation resistance at high temperatures as compared with Ti-containing low carbon steel. Unlike the conventional method that uses Al contained in steel as a source, if the aluminum plating is applied to the stainless steel surface by vapor deposition plating or electroplating, the above whiskers can be formed only by heat treatment in the atmosphere, and rolling and forming. It has been found that it is possible to manufacture a metallic frame having excellent workability that does not cause the peeling of the plating layer during processing and also having excellent oxidation resistance at high temperature because it contains Al in steel.

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−Al2O3ウイスカー
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−Al2O3との密着性
に優れ、かつγ−Al2O3中に拡散したZrまたは希土類元
素が酸化物を形成する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。
In addition to the above findings, if Al-Ti-containing stainless steel containing at least one of Zr and rare earth elements is used,
Not only can the creep strength of the base material be improved at high temperatures, but α-Al 2 O 3 whiskers produced by the above heat treatment have excellent scaling resistance at repeated heating and cooling and high temperatures, and are also catalyst supports γ It has been found that the alumina layer is stabilized by the excellent adhesion to -Al 2 O 3 and that Zr or the rare earth element diffused in γ-Al 2 O 3 forms an oxide to further improve the catalytic function. It was

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
て均一なめっ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
アルミナウイスカーを形成できることを見出した。
Furthermore, in the method of forming a plating layer on stainless steel, the plating method is important, and when applying Al plating by hot dipping, non-plating is likely to occur, and it is difficult to obtain a thin and uniform plating layer. On the other hand, it has been found that when Al plating is applied by vapor deposition plating or electroplating, a uniform plating layer having excellent adhesion to the base material can be obtained, and a good alumina whisker can be formed.

[発明の構成] 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、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、或いは、上記ステンレス
鋼が、Cr:3〜25%、C:0.08%以下、Al:1.0〜5.0%、Ti:
0.05〜0.5%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
きと同時の加熱処理により、または該蒸着めっき若しく
は該電気めっき後の加熱処理によりAlめっき層にα−Al
2O3ウイスカーを生成させた後にγ−Al2O3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が提供される。
According to the present invention, a stainless steel foil is used as a frame, and at least one surface of the frame is coated with alumina for carrying a catalyst. : 3-25%, C: 0.08% or less, Al: 1.0-5.0%, Ti: 0.5% or less, Mn: 0.8% or less, Si:
Al with 0.8% or less, the balance being iron and inevitable impurities
-Ti-containing stainless steel, or the above stainless steel, Cr: 3 ~ 25%, C: 0.08% or less, Al: 1.0 ~ 5.0%, Ti:
Al-Ti containing 0.05 to 0.5% Mn: 0.8% or less, Si: 0.8% or less, 0.01 to 1.0% of Zr or at least one kind of rare earth element, and the balance iron and unavoidable impurities.
The contained stainless steel, the surface of the stainless steel is subjected to Al plating by vapor deposition plating or electroplating, by heat treatment at the same time as the vapor deposition plating, or by heat treatment after the vapor deposition plating or the electroplating, the Al plating layer is α -Al
There is provided a substrate for a catalytic converter, characterized in that after producing 2 O 3 whiskers, γ-Al 2 O 3 is coated to form the alumina carrier.

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。
An example of the manufacturing process of the metallic frame according to the present invention is shown in FIG.

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Al−Ti含有ステンレス鋼とは、
Cr:3〜25%、C:0.08%以下、Ti: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S
i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、Al:1.0〜5.0%、Ti:0.05
〜0.5%、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ものを言
う。
Al-Ti containing stainless steel is used for the metallic frame of the present invention. The Al-Ti-containing stainless steel,
Cr: 3-25%, C: 0.08% or less, Ti: 0.05-0.5%, Al: 1.0-
Characterized by containing 5.0%, Mn and S
i is the content of the range contained in normal stainless steel, the balance is composed of iron and unavoidable impurities, or Cr: 3 ~ 25%, C: 0.08% or less, Al: 1.0 ~ 5.0%, Ti : 0.05
~ 0.5%, Mn: 0.8% or less, Si: 0.8% or less, and 0.01 to 1.0% of at least one Zr or rare earth element,
And the balance consists of iron and inevitable impurities.

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−Al2O
3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。
The present invention is a stainless steel containing Al as a base material, unlike the conventional method, by using the Al in the steel alpha-Al 2 O
Al, which does not form 3 whiskers, is required to enhance the oxidation resistance of the base material at high temperatures. From this viewpoint, Al is contained at 1.0 to 5.0%. If the content is less than 1.0%, the oxidation resistance of the base material at 1000 ° C or higher is poor. Even if the Al content exceeds 5.0%, the effect of significantly improving the oxidation resistance of the base material is not recognized, and rather the base material becomes harder as the Al content increases, and rolling becomes difficult, which is not preferable.

尚、本発明は、従来の方法と異なり、大気中で加熱処
理によりα−Al2O3ウイスカーを生成させるため、上記A
l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。
Note that, unlike the conventional method, the present invention generates α-Al 2 O 3 whiskers by heat treatment in the atmosphere, so that the above A
An Al vapor deposition plating layer or an Al electroplating layer is further formed on the surface of the l-containing stainless steel.

本発明のステンレス鋼母材には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
めっ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Al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、0.5%
以下含有するのが良く,0.05〜0.5%が好ましい。Ti量が
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。
The stainless steel base material of the present invention contains Ti in addition to Al. In the case of stainless steel that does not contain Ti, Al diffused into the steel from the Al plating layer combines with carbon and nitrogen in the steel to form voids near the interface between the plating layer and the base metal, which causes the peeling of the plating layer. Cause. Therefore, Ti is required in an amount sufficient to combine with all the carbon and nitrogen in the steel. Further, in the present invention, Al of the Al plating layer is smoothly diffused in the steel, and it serves to clean the steel structure and improve the rolling property, and from this viewpoint, the Ti content is 0.5%.
It is preferable to contain the following, and 0.05 to 0.5% is preferable. Ti amount
If it is less than 0.05%, not all carbon and nitrogen in the steel are sufficiently bonded to Ti. Further, even if the Ti content exceeds 0.5%, the free Ti content in the steel only increases, and the above effect is not further improved.

Crの含有量は3〜25%を必要とし、好ましくは、11〜
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
少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。
The Cr content needs to be 3 to 25%, preferably 11 to
20%. When the Cr content is less than 3%, the high temperature oxidation resistance of the base material is poor. Stainless steel generally contains 11% or more of Cr, but in the present invention, if 3% or more of Cr is contained, it forms a complex oxide of Fe, Cr, and Al, which is the minimum required. Since high temperature oxidation resistance can be obtained, those containing 3% or more of Cr are included in the range of stainless steel. Even if the Cr content exceeds 25%, the effect of significantly improving the oxidation resistance of the base metal is not recognized, and considering that Cr is an expensive metal, the Cr content is 25% or less economically. Preferably there is.

上記ステンレス鋼がZrまたは希土類元素を0.01〜1.0
%含有する場合、これ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イスカーの耐ス
ケーリング性および該ウイスカーとγ−Al2O3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。
The above stainless steel contains 0.01 to 1.0 of Zr or rare earth element.
%, These elements improve the high temperature creep properties of the stainless steel. Further, the above elements improve the scaling resistance of the alumina whiskers produced by the heat treatment after Al plating and the adhesion between the whiskers and γ-Al 2 O 3 and stabilize the alumina layer, and its catalytic function. It has the effect of improving
The content of Zr or rare earth element is preferably 0.01% or more. On the other hand, even if the content of the element exceeds 1.0%, there is no great difference in the above effects. Considering that Zr and rare earth elements are expensive, the content of the above elements is preferably 0.01 to 1.0%.

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、Si: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。
The content of Mn and Si is within the range contained in ordinary stainless steel, and is generally Mn: 0.8% or less and Si: 0.8% or less. The contents of Mn and Si are not essential in the present invention.

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。
In addition, the stainless steel contains P, S, and the like as unavoidable impurities, but there is no problem if they are below the usual mixing amount. Considering the mechanical properties of the base material, the smaller the amount of these elements, the more preferable.

上記ステンレス鋼の両面あるいいは片面に、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50μm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〜
0.3mm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。
Both or one side of the above stainless steel is plated with Al by vapor deposition or electroplating. During the plating treatment, the stainless steel may be rolled in advance to a foil having a plate thickness of about 50 μm, or a plate thickness of 0.1 to
A steel plate having a thickness of about 0.3 mm may be plated and then rolled to the thickness of the foil.

該めっき層は上記α−Al2O3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
一な上記ウイ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0.5〜8.0μmが最適であり、又、板厚
0.1〜0.3mm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0.5〜8.0μmであることが好ま
しい。めっき層の膜厚が0.5μmより薄い場合、上記ウ
イ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、上記ウイスカーを生成
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
〜8.0μmが最適である。
The plating layer is for forming the α-Al 2 O 3 whiskers, and therefore the thickness of the plating layer may be such that the uniform whiskers are formed on the steel surface. Specifically, when using foil-shaped stainless steel, the optimum thickness of the plating layer is 0.5 to 8.0 μm, and the plate thickness is
When using a steel sheet of about 0.1 to 0.3 mm, it is preferable that the film thickness of the plated layer of the foil after rolling is 0.5 to 8.0 μm. If the thickness of the plating layer is less than 0.5 μm, insufficient formation of the above whiskers occurs. If the thickness of the plating layer is more than 8.0 μm, heating for a long time is required to generate the above whiskers. Treatment or heat treatment at higher temperature is required. Therefore, the thickness of the plating layer is 0.5
The optimum value is ~ 8.0 μm.

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−Al2O3ウイスカーの生成形態を不均一
にする。
The Al plating layer is formed by vapor deposition plating or electroplating. In the case of hot dip plating, it is unavoidable that a brittle alloy layer is formed near the plating layer interface as described above. The alloy layer is likely to cause the peeling of the plating layer, and also makes the α-Al 2 O 3 whiskers formation uneven.

蒸着めっきの原理は、めっき金属の蒸気を真空蒸着室
中で鋼帯表面に付着、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50μm程度の極薄な鋼帯に
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鋼
帯を通過させるため、極薄の鋼帯は著しい熱歪を生じ易
く、通常0.25mm以上の板厚を有する鋼帯に限られる。ま
たAl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、蒸着めっきは薄めっきが可能であり、蒸着時
の熱を利用して蒸着工程においてAlめっき層に直ちにAl
2O3被膜を形成することができる。
The principle of vapor deposition plating is to deposit the vapor of the plating metal on the surface of the steel strip in the vacuum vapor deposition chamber and to condense it to form a plating layer, which does not cause the inconvenient alloy layer found in hot dipping It is possible to obtain a plating layer having excellent properties. Further, vapor deposition plating can form a good plating layer even on an extremely thin steel strip having a plate thickness of about 50 μm.
On the other hand, in hot dip galvanizing, a steel strip is passed through a plating bath heated to a temperature higher than its melting point, so that an extremely thin steel strip is apt to cause remarkable thermal strain and is usually limited to a steel strip having a plate thickness of 0.25 mm or more. Further, when the stainless steel sheet is subjected to Al plating by Al hot dip plating, the wettability between the molten Al and the stainless steel sheet is poor and dot-like non-plating is likely to occur. In the case of vapor deposition plating, a stainless steel plate can also be Al plated with good adhesion. Furthermore, vapor deposition plating can be performed thinly, and the heat during vapor deposition is used to immediately deposit Al on the Al plating layer during the vapor deposition process.
A 2 O 3 coating can be formed.

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とができ
る。
Instead of the vapor deposition plating, Al plating may be formed by electroplating. Similar to the case of vapor deposition plating, the layer formed by electroplating does not form an alloy layer as seen in hot dipping, and a good plating layer can be obtained.

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、引続きキャンニング工程を経て、
コンバータフレームの形状に加工される。
The stainless steel foil Al-plated by the vapor deposition plating or electroplating is processed into a honeycomb-shaped structure by corrugation, and subsequently, through a canning process,
Processed into converter frame shape.

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−Al2O3ウイ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が良く、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、通常、800〜1100℃、5分〜5
0時間であれば良い。
After the above processing, heat treatment in the atmosphere forms α-Al 2 O 3 whiskers on the Al plating layer (see FIG. 2 (a)). The heat treatment is preferably performed in the atmosphere, and specific heat treatment conditions are slightly different depending on the type of stainless steel and the film thickness of the plating layer, but are usually 800 to 1100 ° C., 5 minutes to 5 minutes.
0 hours is all right.

板厚0.1〜0.3mm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25〜90μm、めっ
き層の厚さ0.5〜8.0μmにした後、上記コルゲート加工
および熱処理を施す。
When the above Al plating is applied to a stainless steel plate having a plate thickness of 0.1 to 0.3 mm, the steel plate is rolled to a plate thickness of 25 to 90 μm and a plating layer thickness of 0.5 to 8.0 μm, and then the corrugation and heat treatment are performed. Give.

高Al含有ステンレス鋼を用い、めっき層を形成せずに
上記ウイスカーを形成する従来方法においては、大気中
での加熱によって満足なウイ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。
In the conventional method of forming the above whiskers without forming a plating layer using high Al content stainless steel, it is not possible to form satisfactory whiskers by heating in the atmosphere. Therefore, heating is performed in an inert gas atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.75 Torr or less, or in a carbon dioxide gas atmosphere.

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
り良好なウイスカーを形成することができる。
In the present invention, it is not necessary to adjust the atmosphere, which is indispensable in the above-mentioned conventional method, and heating in the air is sufficient, whereby a good whisker can be formed.

α−Al2O3ウイスカーを生成させる加熱温度と時間はA
l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0.5〜8.0μmであれば800〜1100℃、5分〜5
0時間で上記ウイスカーが生成される。尚、めつき膜の
膜厚の薄い方が微細かつ針状のウイ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イスカーを
短時間で形成できる。
The heating temperature and time for forming α-Al 2 O 3 whiskers are A
l It depends on the film thickness of the plating layer. As mentioned above, if the film thickness of the plating layer is 0.5 to 8.0 μm, 800 to 1100 ° C, 5 minutes to 5 minutes
The whiskers are generated in 0 hours. Note that a thinner plated film tends to form finer and needle-like whiskers in a shorter time, but even if the plated film is thick, if the thickness is within the above range, needle-shaped whiskers can be formed by increasing the heating temperature. Whiskers can be formed in a short time.

上記加熱処理により鋼表面に化学的に安定なα−Al2O
3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
フォイルの耐熱性を向上する。
Chemically stable α-Al 2 O on the steel surface by the above heat treatment
3 Whiskers are formed, and at the same time, Al in the plating layer diffuses into the steel to form a solid solution, which improves the heat resistance of the stainless steel foil in combination with the Al in the steel.

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。
When stainless steel containing Zr or a rare earth element is used, a product obtained by diffusing these elements in the α-Al 2 O 3 whiskers can be obtained.

上記加熱処理(ウイスカー処理)の後、触媒担体とな
るγ−Al2O3が上記ウイスカー状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、例えば、該コーティン
グ用アルミナゾルを上記フォイル状に塗布し、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−Al2O3の膜厚は通常1〜10μmである。
γ−Al2O3層の密着性はα−Al2O3ウイスカーの形態に依
存しており、微細かつ針状のウイスカーである程密着性
が良い。
After the heat treatment (whisker treatment), γ-Al 2 O 3 serving as a catalyst carrier is coated in the whisker shape (see FIG. 2 (b)). The coating of γ-Al 2 O 3 may be carried out by a usual method, for example, the coating alumina sol is applied in the form of a foil, and after drying,
It is formed by heating to 500 to 800 ° C. in the air and firing. The film thickness of γ-Al 2 O 3 is usually 1 to 10 μm.
The adhesion of the γ-Al 2 O 3 layer depends on the form of the α-Al 2 O 3 whiskers, and the finer and acicular whiskers, the better the adhesion.

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
−Al2O3層から該γ−Al2O3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−Al2O3層が安定化
し、触媒機能が向上する。
Further, when stainless steel containing Zr or a rare earth element is used as the base material, these elements are not contained on the base material surface or above α
Diffuses from the -Al 2 O 3 layer into the γ-Al 2 O 3 layer to form an oxide of the above element. This stabilizes the γ-Al 2 O 3 layer and improves the catalytic function.

上記γ−Al2O3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(第2図(c))、
最終的に触媒コンバータ用基体を形成する。
After forming the γ-Al 2 O 3 layer, a metal catalyst such as platinum or rhodium is coated on the γ-Al 2 O 3 layer (FIG. 2 (c)),
Finally, a catalytic converter substrate is formed.

尚、第2図中、10はステレス鋼フォイル、11はα−Al
2O3ウイスカー、12はγ−Al2O3、13は金属触媒である。
In FIG. 2, 10 is a stainless steel foil and 11 is α-Al.
2 O 3 whiskers, 12 is γ-Al 2 O 3 , and 13 is a metal catalyst.

[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。EFFECTS OF THE INVENTION The catalytic converter substrate of the present invention has the following advantages.

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、加圧加工性が良い。従
って上記ウイスカーが鋼表面に均一に形成される結果γ
−Al2O3コーテイング層の密着性に優れる。
a. Since Al plating is formed by vapor deposition plating or electroplating, a brittle alloy layer does not occur near the plating interface that occurs in hot dip plating, and the plating layer does not peel off even by rolling after plating, Good press workability. Therefore, the above-mentioned whiskers are formed uniformly on the steel surface.
-Excellent adhesion of Al 2 O 3 coating layer.

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
−Al2O3ウイスカー容易に形成される。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イスカーを形
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
イスカーを形成することができる利点を有する。
b. α that is chemically stable to the Al plating layer when heated in the atmosphere
-Al 2 O 3 whiskers Easily formed. In the conventional method using high Al content stainless steel having no Al plating layer, satisfactory whiskers cannot be formed by heating in the atmosphere. Therefore, heating is performed in an inert gas atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.75 Torr or less, or in a carbon dioxide gas atmosphere. In this respect, the present invention has an advantage that it is not necessary to adjust the atmosphere, which is indispensable in the above-mentioned conventional method, and heating in the air is sufficient, whereby a whisker having excellent scaling resistance can be formed.

c.上記ウイ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上する。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Alが
拡散しても耐熱性に限界がある。
c. During the above whisker treatment, Al diffuses and forms a solid solution in the steel, which further improves the heat resistance of the stainless steel foil. In the conventional method of hot dip plating, low carbon steel is used instead of stainless steel, so that even if Al diffuses from the Al plating layer into the steel, the heat resistance is limited.

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℃以上の使用環境下での耐熱性
に優れる。
e. Further, according to the present invention, the stainless steel containing 1.0 to 5.0% of Al is used as the base material, so that it has excellent heat resistance under a use environment of 1000 ° C. or higher.

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イングされる上記
γ−Al2O3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。
f. When using stainless steel containing Zr or a rare earth element, the Zr or rare earth element diffuses into the γ-Al 2 O 3 layer coated as a catalyst carrier to form an oxide. Therefore, the alumina layer is stabilized and its catalytic function is improved.

[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50μ
m)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10分〜10時間、1000℃に加熱し、ウイスカーを
生成させた。めっき膜厚3μmと7μm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顕
微鏡写真を第3図(a)、(b)に示す。また同図
(b)の同一条件で作成した試料についてめっき層のX
線回析チャートを第4図に示す。第3図(a)、(b)
に示されるように該Alめっきステンレス鋼表面には微細
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イスカーの成
長が速いことが確認された。また該ウイスカーは第4図
のチャートからα−Al2O3であることが確認された。
[Examples and Comparative Examples] Example 1 A stainless steel foil having the components shown in Table 1 (plate thickness 50 μm
m) is used for degreasing and pickling according to a conventional method, and then Al vapor deposition plating is applied to both surfaces of the stainless steel surface according to the vapor deposition conditions shown in Table 2, and then the Al plating foil is continuously exposed to the atmosphere for 10 minutes to 10 minutes. The mixture was heated at 1000 ° C. for 10 hours to form whiskers. 1000 for plating thickness 3μm and 7μm samples
Scanning electron micrographs of the plated layer surface after heat treatment at 5 ° C. for 5 hours are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). In addition, for the sample prepared under the same conditions in FIG.
The line diffraction chart is shown in FIG. Figure 3 (a), (b)
As shown in Fig. 3, fine and dense needle-like crystals are formed on the surface of the Al-plated stainless steel, and it is confirmed that whiskers grow faster when the plating film thickness is smaller, if the heat treatment conditions are the same. It was Further, it was confirmed from the chart in FIG. 4 that the whiskers were α-Al 2 O 3 .

めっき膜厚3μm、1000℃、5時間の加熱処理により
ウイ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−Al2O3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の碁盤目カットを入
れた後にテープ剥離による試験を行ない、上記γ−Al2O
3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−Al2O3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、該γ−Al2O3層がA
l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。
Γ-Al 2 O 3 was further coated on the sample on which whiskers were formed by heat treatment at a plating film thickness of 3 μm at 1000 ° C. for 5 hours, under the conditions shown in Table 3 . The sample subjected to the coating treatment was subjected to a tape peeling test after a 2 mm cross cut was made on the surface, and the above γ-Al 2 O
The adhesion of the three layers was investigated. The results are shown in FIG. still,
The degree of peeling in FIG. 5 is represented by the ratio of the peeled area to the total γ-Al 2 O 3 layer area. As shown in FIG. 5, the sample of this example has a very small degree of peeling, and the γ-Al 2 O 3 layer is A.
It was confirmed that it has extremely high adhesion to l-plated stainless steel.

また、本実施例の試料についてγ−Al2O3層をEDX分析
したところ、該γ−Al2O3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。
Further, when EDX analysis of the γ-Al 2 O 3 layer was performed on the sample of the present example, it was confirmed that Zr and rare earth elements were diffused in the γ-Al 2 O 3 layer.

実施例 2 Cr含有量を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40μm)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。
Example 2 A stainless steel foil (plate thickness: 40 μm) having various Cr contents in the range of 2.4 to 26.1% was used as a plating base material.
The components (%) in steel other than Cr are as follows.

Al:2.8〜3.4、Ti:0.15〜0.40 C:0.018〜0.033、Si:0.8〜0.56 Mn:0.20〜0.44、P:0.005〜0.012 S:0.006〜0.017 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、3.5〜3.9μm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100サイクル繰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
果を纏めて示す。尚、評価基準は次の通りである。
Al: 2.8 to 3.4, Ti: 0.15 to 0.40 C: 0.018 to 0.033, Si: 0.8 to 0.56 Mn: 0.20 to 0.44, P: 0.005 to 0.012 S: 0.006 to 0.017 On the stainless steel foil surface, the same as in Table 2 Al plating was performed under vapor deposition conditions to form an Al plating layer having a film thickness of 3.5 to 3.9 μm. The sample is heated in the atmosphere at 1100 ° C. for 1 hour, and air-cooled for 30 minutes, which is one cycle of heating / cooling treatment.
After repeating this for 100 cycles, the increase in oxidation was measured, and the heat resistance was evaluated by this. Table 4 collectively shows these results. The evaluation criteria are as follows.

×:酸化増量 1mg/cm2以上 ○:酸化増量 1mg/cm2未満 本表から明らかなようにCr含有量が2.4%の試料(No
1)は基準自体の耐熱性に問題がある。またCr含有量が2
6.1%の試料(No.6)の耐熱性はCr含有量が4.5〜24.3%
のもの(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。
×: Oxidation increase of 1 mg / cm 2 or more ○: Oxidation increase of less than 1 mg / cm 2 As is clear from this table, samples with a Cr content of 2.4% (No
1) has a problem in the heat resistance of the standard itself. Also, the Cr content is 2
The heat resistance of the 6.1% sample (No. 6) has a Cr content of 4.5 to 24.3%.
(No. 2 to 5), the Cr content is 3.
0 to 25.0% is sufficient.

実施例 3 Al含有量を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50μm)をめっき母材とした。
尚、Al以外の鋼中成分(%)は次の通りである。
Example 3 A stainless steel foil (plate thickness 50 μm) in which the Al content was variously changed in the range of 0.6 to 5.5% was used as the plating base material.
The components (%) in steel other than Al are as follows.

C:0.014〜0.031、Si:0.09〜0.45 Mn:0.19〜0.47、P:0.005〜0.011 S:0.007〜0.016、Ti:0.18〜0.37 Cr:16.8〜18.5 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、2.6〜3.1μm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。
C: 0.014 to 0.031, Si: 0.09 to 0.45 Mn: 0.19 to 0.47, P: 0.005 to 0.011 S: 0.007 to 0.016, Ti: 0.18 to 0.37 Cr: 16.8 to 18.5 Similar to Table 2 on the stainless steel foil surface. Al plating was performed under vapor deposition conditions to form an Al plating layer having a film thickness of 2.6 to 3.1 μm. The same test as in Example 2 was performed on the sample to evaluate its heat resistance. The results are shown in Table 5.

本表から明らかなようにAl含有量が0.6%の試料(No
1)は基体自体の耐熱性に問題がある。またAl含有量が
5.5%の試料(No.5)の耐熱性はAl含有量が1.2〜4.7%
のもの(No.2〜4)と同等であり、従ってAl含有量は1.
0〜5.0%が最適である。
As is clear from this table, Al content of 0.6% (No
1) has a problem in heat resistance of the substrate itself. Also, if the Al content is
The heat resistance of the 5.5% sample (No.5) is 1.2 to 4.7% for the Al content.
(No.2-4), so the Al content is 1.
The optimum value is 0 to 5.0%.

実施例 4 Zrまたは希土類元素の含有量を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50μm)をめ
っき母材とした。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。
Example 4 A stainless steel foil (plate thickness 50 μm) in which the content of Zr or rare earth element was variously changed within the range of 0 to 1.24% was used as a plating base material. The components (%) in steel other than Zr or rare earth elements are as follows.

C:0.018〜0.033、Si:0.042〜0.50、 Mn:0.17〜0.40、P:0.005〜0.019、 S:0.005〜0.020、Al:1.7〜2.5 Ti:0.11〜0.44 Cr:16.8〜23.4 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表にてγ−Al2O3をコーティングした。
C: 0.018 to 0.033, Si: 0.042 to 0.50, Mn: 0.17 to 0.40, P: 0.005 to 0.019, S: 0.005 to 0.020, Al: 1.7 to 2.5 Ti: 0.11 to 0.44 Cr: 16.8 to 23.4 After Al plating was performed under the same vapor deposition conditions as in Table 2, heat treatment was performed at 1000 ° C. for 5 hours, and γ-Al 2 O 3 was coated in Table 3 .

上記試料についてウイスカー形態およびγ−Al2O3
密着性を夫々試験した。
The above samples were tested for whisker morphology and γ-Al 2 O 3 adhesion, respectively.

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。
Table 6 summarizes these results. The evaluation criteria are as follows.

ウイスカー形態 △:ウイスカー生成不均一 ○:ウイスカー粗大 ◎:ウイスカー生成均一かつ微細 テープ剥離試験によるγ−Al2O3の密着性 ×:剥離度 15%以上 △:剥離度 10〜15%未満 ○: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.1,2)でもAlめっき膜(1.4,6.3μm)を施
すことにより、従来のものより密着性のよいγ−Al2O3
層を得ることができる。因に、本試料No1,2の剥離度は
5〜10%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−Al2O3層の密着性が向上する
ことが分る。
Whisker form Δ: Non-uniform whisker formation ○: Coarse whiskers ◎: Uniform and fine whisker formation Adhesion of γ-Al 2 O 3 by tape peeling test ×: Peeling rate 15% or more △: Peeling degree 10 to less than 15% ○: Peeling Degree 5 to less than 10% ◎: Peeling Degree to less than 2 to 5% As shown in Table 6, the Al plating film (1.4, 6.3 μm) was formed even in the sample (No. 1, 2) containing no Zr or rare earth element By applying it, γ-Al 2 O 3 with better adhesion than conventional ones
Layers can be obtained. Incidentally, the peeling degree of the present sample Nos. 1 and 2 is 5 to 10%, whereas the peeling degree of the sample according to the comparative example described later having no Al plating layer is 15% or more, and the Al plating layer is applied. It can be seen that this improves the adhesion of the γ-Al 2 O 3 layer.

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(No.
1,2)より、一層密着性の良いγ−Al2O3層を得ることが
でき、例えばAlめっき層の膜厚が1.4ないし6.3μm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No1,2よりγ−
Al2O3層の密着性が向上する。
Further, those having an Al plating layer and containing Zr or a rare earth element do not contain these elements (No.
1,2), it is possible to obtain a γ-Al 2 O 3 layer having better adhesion. For example, the Al plating layer has a film thickness of 1.4 to 6.3 μm and contains 0.007% of Zr or a rare earth element ( No.4,
The degree of peeling of 5) is 2 to 5%, and from the above sample Nos. 1 and 2, γ-
The adhesion of the Al 2 O 3 layer is improved.

更に、Zrないし希土類元素の含有量が0.01%以上のも
の(No.7〜18)は何れもγ−Al2O3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イスカー
の形態が粗大でも(No.7,10,11,14,15,18)最終的なγ
−Al2O3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。
Further, in the case where the content of Zr or the rare earth element is 0.01% or more (No. 7 to 18), the exfoliation degree of the γ-Al 2 O 3 layer is 5% or less, and in particular, it is produced by heat treatment. Even if the whiskers are coarse (No.7,10,11,14,15,18), the final γ
The degree of peeling of the -Al 2 O 3 layer is 5% or less, and extremely good adhesion can be obtained.

尚、上記元素の含有量が1.0%以上のもの(No.15〜1
8)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。
In addition, the content of the above elements is 1.0% or more (No. 15-1
The degree of exfoliation of 8) is about the same as the content of the element is 0.01 to 1.0%, so the content of the above element in the base steel is 0.
01-1.0% is sufficient.

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20μm厚の蒸着Alめっきを施した。
Example 5 A stainless steel plate having a plate thickness of 0.2 mm and having the following composition was subjected to vapor deposition Al plating having a thickness of 20 μm on one surface.

C:0.010%、Si:0.036%、Mn:0.24%、 P:0.008%、S:0.012%、Cr:11.8%、 Ti:0.33%、Al:4.6%、 Zrまたは希土類元素: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。C: 0.010%, Si: 0.036%, Mn: 0.24%, P: 0.008%, S: 0.012%, Cr: 11.8%, Ti: 0.33%, Al: 4.6%, Zr or rare earth element: 0.21% The balance is Fe And unavoidable impurities The vapor deposition conditions are as follows.

基板温度:200℃、真空度:約1×10-5Torr 蒸着速度:20μm/min 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、膜厚約5μm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時間加熱してウイスカーを生成さ
せ、第3表に示す条件下で該ウイスカーの上にγ−Al2O
3をコーティングした。
Substrate temperature: 200 ° C, vacuum degree: approx. 1 × 10 -5 Torr Vapor deposition rate: 20 μm / min Deposition rate of the vapor-deposited Al-plated steel sheet produced under the above conditions is 75%
Cold-rolled to form a stainless steel foil having an Al plating film with a thickness of about 5 μm. The Al plating foil was heated in the atmosphere at 900 ° C. for 10 hours to form whiskers, and γ-Al 2 O was formed on the whiskers under the conditions shown in Table 3.
3 coated.

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、ウイスカー形態、γ−Al2O3の密着
性を何れも満足するものであった。
The substrate obtained by the above manufacturing process satisfied the evaluation criteria shown in Example 4 and satisfied both the whisker morphology and the adhesion of γ-Al 2 O 3 .

また,該Alめっきフォイルについて実施例2と同様の
試験を行ったが,同評価基準に照らし,耐熱性を満足す
るものであった。
Further, the same test as in Example 2 was conducted on the Al plating foil, but the heat resistance was satisfied in light of the same evaluation criteria.

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50μ
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Al電気め
っきを施した。尚、該めっき浴は、塩化アルミニウム
(AlCl3)67モル%とアルキルピリジニウムハロゲン化
物(C5H5N−R−Cl、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60vol%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重量%)を陽
極として用い、電気密度3A/dm2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3μm厚
さのAlめっきを施した。電流効率は通電量、めっき付着
量より算出すると100%であった。
Example 6 A stainless steel foil having a composition shown in Table 1 (plate thickness 50 μm
m) is subjected to plating pretreatment such as degreasing and pickling by a conventional method, then dried and immediately immersed in a plating bath (bath temperature 20 ° C) that has been kept in an inert atmosphere in advance for Al electricity. It was plated. The plating bath was a molten salt bath containing 67 mol% of aluminum chloride (AlCl 3 ) and 33 mol% of alkylpyridinium halide (C 5 H 5 N—R—Cl, where R is a methyl group or a butyl group). Benzene was added at 60 vol% to the above. For plating, the stainless steel foil was used as a cathode and an Al plate (purity 99.99% by weight) was used as an anode, and a direct current with an electric density of 3 A / dm 2 was applied for about 5 minutes to obtain a thickness of about 3 μm on both sides of the stainless steel foil. Al plating was applied. The current efficiency was 100% when calculated from the amount of current applied and the amount of plating deposited.

引続き、該Alめっきフォイルを大気中で10時間、900
℃に加熱し、ウイスカーを生成させ、更に、第3表に示
す条件下でγ−Al2O3をコーティングした。
Subsequently, the Al plating foil was exposed to air for 10 hours at 900
The mixture was heated to ℃ to form whiskers, and γ-Al 2 O 3 was coated under the conditions shown in Table 3 .

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Al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。
The catalytic converter substrate according to the present invention obtained by the above electroplating showed good results in the various tests shown in Example 4, like the other substrates according to the present invention obtained by the vapor deposition Al plating.

比較例1、2 第7表に示す成分のステンレス網を用い、Alめっきを
施さずに大気中で1000℃、5時間加熱しウイスカーの形
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イスカー
を形成することが出来ない。尚、比較例2の試料はCO2
ガス中、900℃、10分の加熱によっても上記ウイスカー
が形成されず、その後更に大気中で975℃、16時間加熱
することにより始めてウイ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イス
カーが形成されなかった。
Comparative Examples 1 and 2 Using stainless steel nets having the components shown in Table 7, heating at 1000 ° C. for 5 hours in the atmosphere without applying Al plating was tried to form whiskers. The results are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
As is clear from the figure, Comparative Examples 1 and 2 are both Example 1
The above whiskers cannot be formed by the same heat treatment in the atmosphere as in the above. The sample of Comparative Example 2 is CO 2
The above whiskers were not formed by heating in gas at 900 ° C for 10 minutes, and then the whiskers were formed only by further heating in air at 975 ° C for 16 hours. However,
No whiskers were formed in the sample of Comparative Example 1 under any of the above heating conditions.

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−Al2O3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−Al2O3層は剥離し易く、
密着性が劣る。
Further, the sample according to the comparative example was subjected to γ-Al 2 O 3 coating after the above heat treatment, and a peeling test of the coating layer was performed. The results are shown in Table 4, and also the results of Comparative Example 1 are shown in FIG. As shown in Table 4 and FIG. 5, the γ-Al 2 O 3 layer of the sample is easy to peel off,
Poor adhesion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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)はウイ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、該試料のウイ
スカーを生成させためっき層表面の金属組織を示す電子
顕微鏡写真、第4図は同試料のX線回析チャート、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、ウイスカー生成を試みて
加熱処理した試料表面の金属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−Al2O
3ウイスカー、12……γ−Al2O3、13は金属触媒である。
FIG. 1 is a flow chart showing an example of a manufacturing process of a metallic frame according to the present invention, and FIGS. 2 (a), (b),
(C) is a schematic explanatory view of the foil surface in the treatment process from whisker generation to catalyst coating, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) relate to the sample of Example 1, and whiskers of the sample are generated. Electron micrograph showing the metallographic structure of the plated layer surface, Fig. 4 is an X-ray diffraction chart of the same sample, Fig. 5
FIG. 6 is a graph showing the results of the peel test, FIG. 6 (a),
(B) relates to the sample of the comparative example, and is an electron micrograph showing the metal structure of the surface of the sample which was subjected to heat treatment in an attempt to generate whiskers. In the drawing, 10 …… Stainless steel foil, 11 …… α-Al 2 O
3 whiskers, 12 ... γ-Al 2 O 3 , 13 is a metal catalyst.

フロントページの続き (72)発明者 広瀬 祐輔 堺市石津西町5番地 日新製鋼株式会社 阪神研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−54946(JP,A)Front page continuation (72) Yusuke Hirose, 5 Ishizu Nishimachi, Sakai City, Hanshin Research Institute, Nisshin Steel Co., Ltd. (56) Reference JP-A-63-54946 (JP, A)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項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、重量%においてCr:3〜25%、C:0.
08%以下、Al:1.0〜5.0%、Ti:0.05〜0.5%、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の加熱処理により、または該蒸
着めっき若しくは該電気めっき後の加熱処理によりAlめ
っき層にα−Al2O3ウイスカーを生成させた後にγ−Al2
O3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。
1. A substrate for a catalytic converter, comprising a stainless steel foil as a frame, and at least one surface of the frame being coated with alumina for carrying a catalyst, comprising:
The above stainless steel contains Cr: 3 to 25% in weight% and C: 0.
08% or less, Al: 1.0 to 5.0%, Ti: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.8%
Hereinafter, Si: 0.8% or less, the balance is an Al-Ti-containing stainless steel consisting of iron and unavoidable impurities, the stainless steel surface is subjected to Al plating by vapor deposition plating or electroplating, heat treatment at the same time as the vapor deposition plating Or by producing α-Al 2 O 3 whiskers in the Al plating layer by heat treatment after the vapor deposition plating or the electroplating γ-Al 2
A substrate for a catalytic converter, characterized in that the alumina carrier is coated with O 3 .
【請求項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イスカーを生
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蒸着めっき又は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イ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項記載の基体。
2. A substrate obtained by using the stainless steel foil, and subjecting the foil surface to Al vapor deposition plating or Al electroplating, followed by corrugating and heat treatment to form the whiskers; or the above stainless steel. A substrate obtained by using a steel steel plate, subjecting the steel plate to Al vapor deposition plating or Al electroplating, rolling the steel plate into a foil, performing corrugating, and then heat-treating to form the above whiskers; a plating layer The substrate according to claim 1, wherein the film thickness is 0.5 to 8.0 μm.
【請求項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項記載の基体。
3. The substrate according to claim 1, wherein the foil has a plate thickness of 25 to 90 μm.
【請求項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、重量%においてCr:3〜25%、C:0.
08%以下、Al:1.0〜5.0%、Ti:0.05〜0.5%、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の加熱処理に
より、または該蒸着めっき若しくは該電気めっき後の加
熱処理によりAlめっき層にα−Al2O3ウイスカーを生成
させた後にγ−Al2O3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。
4. A substrate for a catalytic converter, comprising a stainless steel foil as a frame, and at least one side of the frame being coated with alumina for carrying a catalyst.
The above stainless steel contains Cr: 3 to 25% in weight% and C: 0.
08% or less, Al: 1.0 to 5.0%, Ti: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.8%
Hereinafter, Si: 0.8% or less, and an Al-Ti-containing stainless steel containing 0.01 to 1.0% of Zr or at least one kind of rare earth element, and the balance consisting of iron and unavoidable impurities. The stainless steel surface is vapor-deposited and plated. Alternatively, by performing Al plating by electroplating, by heat treatment at the same time as the vapor deposition plating, or by producing a α-Al 2 O 3 whiskers in the Al plating layer by heat treatment after the vapor deposition plating or the electroplating γ- A substrate for a catalytic converter, characterized in that the alumina carrier is coated with Al 2 O 3 .
【請求項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イスカーを生
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蒸着めっき又は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イ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項記載の基体。
5. A substrate obtained by using the stainless steel foil, and subjecting the foil surface to Al vapor deposition plating or Al electroplating, followed by corrugation and heat treatment to form the whiskers; or A substrate obtained by using a steel steel plate, subjecting the steel plate to Al vapor deposition plating or Al electroplating, rolling the steel plate into a foil, performing corrugating, and then heat-treating to form the above whiskers; a plating layer The substrate according to claim 4, wherein the film thickness is 0.5 to 8.0 μm.
【請求項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項記載の基体。
6. The substrate according to claim 4, wherein the foil has a plate thickness of 25 to 90 μm.
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