专利名称：催化剂用金属载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及催化剂用金属载体，特别是涉及一种具有一个呈圆筒形并含有许多沿轴线方向延伸的通气孔的蜂窝状结构体和一个包覆在该蜂窝状结构体外周侧的圆筒形壳体的催化剂用金属载体的改进。
这种金属载体在其蜂窝状结构体中担载有用于净化排放废气的催化剂，该金属载体可设置在车辆的排气系统中。
例如，在机动双轮车，特别是在装有小型二冲程发动机的机动双轮车的情况下，由于受到配置上的限制等原因，一般是将上述金属载体设置在消声器内并将其壳体一端的开口部焊接在排气管的出口处。因此，金属载体就暴露在高温例如900℃以上的温度下。
在此情况下，由于蜂窝状结构体被催化剂层覆盖着，因此不存在需要限制其氧化的问题，但是，壳体是暴露在蜂窝状结构体的外周面上的，因此，当它一旦暴露在高温下就会使氧化迅速进行，最终要导致异常氧化。
本发明的目的是提供一种能够大大地提高壳体耐高温氧化性能的上述催化剂用金属载体。
为了达到上述目的，按照本发明，提供一种催化剂用金属载体，该金属载体具有一个呈圆筒形并含有许多沿轴线方向延伸的通气孔的蜂窝状结构体和一个包覆在该蜂窝状结构体外周侧的圆筒形壳体，在该催化剂用金属载体中，上述的圆筒形壳体由一种含有Mo的铁素体系不锈钢构成。
如果将壳体的材质按上述那样进行特殊规定，则该壳体的耐高温氧化性能可以大大地提高，从而可以避免壳体的异常氧化。
在
图1、2中，设置在机动双轮车的排气系统中的排放废气用净化器1由催化剂用金属载体2和被载带在其上面的催化剂层3构成。金属载体2具有一个呈圆筒形并含有多个沿轴线方向延伸的通气孔4的蜂窝状结构体5和一个包覆在该蜂窝状结构体5外周侧的圆筒形壳体6。在该实施例中，处于蜂窝状结构体5最外周的许多通气孔4由壳体6的内周面与蜂窝状结构体5的波纹板7共同形成。催化剂层3通过烧结处理而被载带在各通气孔4的内壁面上。
蜂窝状结构体5的波纹板7和基板8由铁素体系不锈钢例如不含Mo的通用铁素体系不锈钢构成。
壳体6由一种使用含Mo的铁素体系不锈钢制成的电焊钢管构成，在该铁素体系不锈钢中的Mo含量优选设定在0.30重量％≤Mo≤2.50重量％的范围内。
如果将壳体6的材质按上述那样进行特殊规定，则该壳体6的耐高温氧化性能可以大大地提高，从而可以避免壳体的异常氧化。另外，由于壳体6的材质与蜂窝状结构体5的材质相同，因此它们的线膨胀系数的差异小，因此可以大大地抑制由这种差异引起的壳体6的热变形，而且在将壳体6焊接到排气管的出口处时，其熔接性能良好。
就Mo含量而言，如果Mo＜0.30重量％，则壳体6的耐高温氧化性能的提高效果不够充，另一方面，如果Mo＞2.50重量％，则Mo含量显著地多于一般规格材料的Mo含量，因此使材料的成本增高，不适合作为大规模生产用的结构材料。
下面解释用于构成壳体6的材料的耐高温氧化性能以及对使用该材料制成的金属载体2进行的实车耐久试验。
〔1〕高温耐氧化性能表1示出了铁素体系不锈钢的例1～3的组成
根据例1～3制备一种厚度为1.0mm，表面积彼此相同的试片，将这些试片置于一个暴露在大气下的加热炉内。然后将加热温度升高至预定值，然后将该升高的温度保持20小时，然后求出各测试片的氧化增量(重量％)，将上述的测定作业重复预定的次数。
图3示出了测定结果，在图中的例1～3分别与表1中的例1～3相对应。如图3所示，当加热温度超过约800℃时，例1～3的试片开始氧化，但是，在含Mo的例1的情况下，即使加热温度达到1000℃，其氧化增量也很少，不超过0.57重量％左右，由此可以看出，例1的材料具有优良的耐高温氧化性能。另一方面，在例2的情况下加热至约900℃以上以及在例3的情况下加热至约950℃以上皆发生了异常氧化。
然后，在炉内保持一种添加有水分的气氛，把与上述同样的测定作业重复进行预定的次数。此情况下的含水气氛由90体积％的混合气(0.5体积的氧和余量的氮)和10体积％的水分组成。
图4示出了测定结果，在图中的例1～3分别与表1中的例1～3相对应。如图4所示，在含Mo的例1的情况下加热至950℃，其氧化增量约为0.48重量％，由此可以看出，例1的材料即使在添加了水分的气氛中也具有优良的耐高温氧化性能。另一方面，在例2、3的情况下加热至约900℃以上皆发生异常氧化。
〔Ⅱ〕实车耐久试验在一个具有按例1制得的壳体6的催化剂用金属载体2上载带上含有铂等贵金属的催化剂层3，获得了净化器1的例1。另外，在具有按例2、3制得的壳体6的两种催化剂用金属载体2上载带上与上述同样的催化剂层3，获得了净化器1的例2、3。
如图5所示，在一个安装于机动双轮车上的小型二冲程发动机的排气系统中，将壳体6的一端开口部焊接到排气管9的出口处，从而将金属载体2，也就是净化器1的例1设置在消声器10内。然后使发动机运转一定时间后，调查壳体6的状况。在发动机的运转过程中，在净化器1后方20cm处的消声器10内的温度约为900℃。对净化器1的例2、3也进行了同样的试验。
表2示出了试验结果。
表2
从表2可以看出，净化器1的例1的壳体6具有优良的高温耐氧化性能和良好的耐变形性能。因此，例1对排放废气的净化能力可以长期地维持。
另外，从表2可以看出，净化器1的例2、3缺乏实用性。特别是在对例2的催化剂层3进行EPMA(XMA)分析时发现，所说催化剂层3中附着在壳体6内表面上的部分3a(参照图2)被一些由于异常氧化而生成的氧化物覆盖着。另外，从催化剂层3中附着在蜂窝状结构体5上的部分3b(参照图2)也检出了Fe成分。该净化器1的例2对排放废气的净化能力与初期相比已有大幅度的下降。
按照本发明，采用上述那样的构成，可以提供一种其壳体的耐高温氧化性能已大大提高的催化剂用金属载体。
对附图的简单说明图1是排放废气用净化器的斜视图。
图2是图1主要部分的放大截面图。
图3是表示加热温度与氧化增量之间关系之一例的曲线。
图4是表示加热温度与氧化增量之间关系的其他例的曲线。
图5是表示排气管、消声器和净化器的配置关系的主要部分的截面图。
对附图中符号的说明2-催化剂用金属载体5-蜂窝状结构体3-催化剂层6-圆筒形壳体4-通气孔
权利要求
1．一种催化剂用金属载体，它具有一个呈圆筒形并含有多个沿轴线方向延伸的通气孔(4)的蜂窝状结构体(5)和一个包覆在该蜂窝状结构体(5)外周侧的圆筒形壳体(6)，其特征在于，在该催化剂用金属载体中，上述的圆筒形壳体(6)由一种含有Mo的铁素体系不锈钢构成。
2．权利要求1所述的催化剂用金属载体，其中，上述的铁素体系不锈钢中的Mo含量为0.30重量％≤Mo≤2.50重量％。
全文摘要
提供了一种具有优良耐高温氧化性能的圆筒形外壳的催化剂用金属载体。该催化剂用金属载体2具有一个呈圆筒形并含有多个沿轴线方向延伸的通气孔4的蜂窝状结构体5和一个包覆在该蜂窝状结构体5外周侧的圆筒形壳体6。该圆筒形壳体6由一种含有Mo的铁素体系不锈钢构成。因此能够避免该圆筒形壳体6在高温下发生异常氧化。
文档编号B01J35/00GK1222636SQ9812535
公开日1999年7月14日 申请日期1998年12月18日 优先权日1998年1月8日
发明者仲森正治, 大久保克纪, 横山雅史, 加藤广 申请人:本田技研工业株式会社