JP2986282B2 - 耐食ヒータ部材とその製造方法 - Google Patents
耐食ヒータ部材とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温下における耐食性が
優れているヒータ部材とそれを製造する方法に関し、更
に詳しくは、オーブンレンジ用のヒータとして有用な耐
食ヒータ部材とその製造方法に関する。
優れているヒータ部材とそれを製造する方法に関し、更
に詳しくは、オーブンレンジ用のヒータとして有用な耐
食ヒータ部材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】オーブンレンジのヒータとしては、一般
に、ニクロム線を内蔵するシーズヒータが用いられてい
る。しかしながら、従来のシーズヒータ形式によるヒー
タ表面の温度は約６００℃程度である。そのため、例え
ば、魚を焼く場合、魚の水分だけが蒸発してしまい、ガ
スレンジの火炎や炭火で焼いたときのような焼魚の感触
が得にくいという問題がある。
に、ニクロム線を内蔵するシーズヒータが用いられてい
る。しかしながら、従来のシーズヒータ形式によるヒー
タ表面の温度は約６００℃程度である。そのため、例え
ば、魚を焼く場合、魚の水分だけが蒸発してしまい、ガ
スレンジの火炎や炭火で焼いたときのような焼魚の感触
が得にくいという問題がある。
【０００３】ところで、ガスレンジの場合と同じような
焼き上げの感触を得ることを目的として、シーズに収容
して用いるのではなくオーブンレンジ内に露出した状態
で使用するヒータ部材の開発が進められている。この場
合のヒータ部材には、次のような性能が要求される。す
なわち、まず第１に、比抵抗ができるだけ高い材料から
成り、動作時のヒータ表面の温度を８００℃以上にでき
ることである。比抵抗が低い材料では、それに通電した
ときの抵抗発熱量は少なく、良好な焼き上げを可能にす
る高温が得にくいからである。通常、比抵抗が５０μΩ
・cm以上の材料であれば、通電量にもよるが、ヒータ表
面は８００℃以上になる。
焼き上げの感触を得ることを目的として、シーズに収容
して用いるのではなくオーブンレンジ内に露出した状態
で使用するヒータ部材の開発が進められている。この場
合のヒータ部材には、次のような性能が要求される。す
なわち、まず第１に、比抵抗ができるだけ高い材料から
成り、動作時のヒータ表面の温度を８００℃以上にでき
ることである。比抵抗が低い材料では、それに通電した
ときの抵抗発熱量は少なく、良好な焼き上げを可能にす
る高温が得にくいからである。通常、比抵抗が５０μΩ
・cm以上の材料であれば、通電量にもよるが、ヒータ表
面は８００℃以上になる。
【０００４】第２の特性は、ヒータとしての動作時にお
ける耐食性が優れていることである。例えば、オーブン
レンジでの調理時に、調理に用いている油分，しょう油
や塩分などがヒータ表面に接触することがある。このと
き、ヒータ表面は８００℃以上の高温になっているので
耐食性が劣る材料の場合には、ヒータ表面に塩分などに
よる溶融塩が生成してヒータの腐食が激しく進行して、
ヒータの断線などによりヒータ機能を喪失するからであ
る。
ける耐食性が優れていることである。例えば、オーブン
レンジでの調理時に、調理に用いている油分，しょう油
や塩分などがヒータ表面に接触することがある。このと
き、ヒータ表面は８００℃以上の高温になっているので
耐食性が劣る材料の場合には、ヒータ表面に塩分などに
よる溶融塩が生成してヒータの腐食が激しく進行して、
ヒータの断線などによりヒータ機能を喪失するからであ
る。
【０００５】このように、オーブンレンジで良好な焼き
上げ状態を得るためには、そこに配置するヒータ部材
は、比抵抗が高く、しかも高温下における耐食性が優れ
ている材料で構成されることが必要である。しかしなが
ら、このような目的で現在までに開発された材料は、必
ずしも上記特性を満足するものではなく、更に改善され
た材料の開発が強く望まれている。
上げ状態を得るためには、そこに配置するヒータ部材
は、比抵抗が高く、しかも高温下における耐食性が優れ
ている材料で構成されることが必要である。しかしなが
ら、このような目的で現在までに開発された材料は、必
ずしも上記特性を満足するものではなく、更に改善され
た材料の開発が強く望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、比抵抗が高
くかつ高温下における耐食性が優れていて、オーブンレ
ンジ用のヒータとして用いて非常に有効な耐食ヒータ部
材とその製造方法を提供することを目的とする。
くかつ高温下における耐食性が優れていて、オーブンレ
ンジ用のヒータとして用いて非常に有効な耐食ヒータ部
材とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から
成るコア部、前記コア部の外側に形成され、少なくとも
Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物から成る中間層、および前記中
間層の外側に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層とから成ることを
特徴とする耐食ヒータ部材が提供され、また、Ｎｉ−Ｃ
ｕ−Ａｌ合金から成る板材の両面に、Ａｌ箔のクラッデ
ィング、または、めっき、溶射もしくは蒸着によるＡｌ
層の形成を行ったのち冷間圧延し、ついで、酸化雰囲気
中で焼成することを特徴とする耐食ヒータ箔の製造方
法、ならびに、Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から成る線材をＡ
ｌチューブの中に挿入し、または、前記線材にＡｌをめ
っき、溶射もしくは蒸着したのち線引き加工を行い、つ
いで、酸化雰囲気中で焼成することを特徴とする耐食ヒ
ータ線の製造方法が提供される。
ために、本発明においては、Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から
成るコア部、前記コア部の外側に形成され、少なくとも
Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物から成る中間層、および前記中
間層の外側に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層とから成ることを
特徴とする耐食ヒータ部材が提供され、また、Ｎｉ−Ｃ
ｕ−Ａｌ合金から成る板材の両面に、Ａｌ箔のクラッデ
ィング、または、めっき、溶射もしくは蒸着によるＡｌ
層の形成を行ったのち冷間圧延し、ついで、酸化雰囲気
中で焼成することを特徴とする耐食ヒータ箔の製造方
法、ならびに、Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から成る線材をＡ
ｌチューブの中に挿入し、または、前記線材にＡｌをめ
っき、溶射もしくは蒸着したのち線引き加工を行い、つ
いで、酸化雰囲気中で焼成することを特徴とする耐食ヒ
ータ線の製造方法が提供される。
【０００８】本発明のヒータ部材は、箔状，線状のいず
れの形状であってもよいが、コア部は後述するＮｉ−Ｃ
ｕ−Ａｌ合金から成り、最外層はＡｌ2 Ｏ3 から成り、
このコア部と最外層の間に少なくともＮｉ−Ａｌ金属間
化合物から成る中間層が介在した構造になっている。こ
のヒータ部材はつぎにようにして製造することができ
る。
れの形状であってもよいが、コア部は後述するＮｉ−Ｃ
ｕ−Ａｌ合金から成り、最外層はＡｌ2 Ｏ3 から成り、
このコア部と最外層の間に少なくともＮｉ−Ａｌ金属間
化合物から成る中間層が介在した構造になっている。こ
のヒータ部材はつぎにようにして製造することができ
る。
【０００９】まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金を溶製する。
溶製方法は格別限定されるものではない。このＮｉ−Ｃ
ｕ−Ａｌ合金は、Ｃｕ：１０〜５０重量％，Ａｌ：１〜
７重量％，残部はＮｉを必須成分とする組成であること
が好ましい。この合金組成において、Ｃｕが１０重量％
より少なくなると得られた合金の比抵抗は低くなり、ま
た５０重量％より多くなると合金の耐食性の低下が引き
起こされるようになるからである。
溶製方法は格別限定されるものではない。このＮｉ−Ｃ
ｕ−Ａｌ合金は、Ｃｕ：１０〜５０重量％，Ａｌ：１〜
７重量％，残部はＮｉを必須成分とする組成であること
が好ましい。この合金組成において、Ｃｕが１０重量％
より少なくなると得られた合金の比抵抗は低くなり、ま
た５０重量％より多くなると合金の耐食性の低下が引き
起こされるようになるからである。
【００１０】また、Ａｌが１重量％より少ない場合は、
Ｃｕの場合と同じように合金の比抵抗の低下を招き、ま
たＡｌを７重量％よりも多くすると、合金の加工性の低
下を招いて後述するヒータ部材の製造時に、材料にワレ
などが発生しやすくなるからである。まず、本発明の箔
状ヒータ部材を製造する場合には、上記合金のインゴッ
トに熱間圧延，冷間圧延を順次施して、所望する厚みの
箔に加工する。ついで、真空中で焼鈍することにより、
上記の熱間圧延や冷間圧延によって箔に蓄積した加工歪
みを除去する。
Ｃｕの場合と同じように合金の比抵抗の低下を招き、ま
たＡｌを７重量％よりも多くすると、合金の加工性の低
下を招いて後述するヒータ部材の製造時に、材料にワレ
などが発生しやすくなるからである。まず、本発明の箔
状ヒータ部材を製造する場合には、上記合金のインゴッ
トに熱間圧延，冷間圧延を順次施して、所望する厚みの
箔に加工する。ついで、真空中で焼鈍することにより、
上記の熱間圧延や冷間圧延によって箔に蓄積した加工歪
みを除去する。
【００１１】その後、得られた合金箔の両面に0.０１〜
0.１mm程度の厚みのＡｌ箔をクラッディングして、全体
に冷間圧延を施す。この場合の圧下率は２０〜６０％で
あることが好ましい。なお、Ａｌ箔のクラッディングの
外に、例えば、合金箔の両面にＡｌをめっきしたり、溶
射や蒸着などを施して合金箔をＡｌ層でサンドウィッチ
してもよい。
0.１mm程度の厚みのＡｌ箔をクラッディングして、全体
に冷間圧延を施す。この場合の圧下率は２０〜６０％で
あることが好ましい。なお、Ａｌ箔のクラッディングの
外に、例えば、合金箔の両面にＡｌをめっきしたり、溶
射や蒸着などを施して合金箔をＡｌ層でサンドウィッチ
してもよい。
【００１２】得られたクラッド箔は、厚みが0.０３〜1.
０mm程度で、中心の上記合金箔がＡｌ箔でサンドウィッ
チされた構造になっている。ついで、このクラッド箔を
例えば大気中のような酸化性雰囲気中で焼成する。この
場合の焼成温度は５００〜１０００℃程度が好ましい。
またその焼成時間は５〜１２００分程度である。
０mm程度で、中心の上記合金箔がＡｌ箔でサンドウィッ
チされた構造になっている。ついで、このクラッド箔を
例えば大気中のような酸化性雰囲気中で焼成する。この
場合の焼成温度は５００〜１０００℃程度が好ましい。
またその焼成時間は５〜１２００分程度である。
【００１３】この焼成により、クラッド箔におけるＡｌ
箔はその外側から酸化されて酸化された部分はＡｌ2 Ｏ
3 に転化していく。そして、クラッド箔における合金箔
とＡｌ箔との間では相互拡散が起こって、中心の合金箔
の外側には例えばＮｉ3 ＡｌのようなＮｉ−Ａｌ金属間
化合物が生成する。したがって、焼成後においては、最
外層が耐食性に優れたＡｌ2 Ｏ3 層で、中間に比較的高
抵抗のＮｉ−Ａｌ金属間化合物層が介在し、コア部が上
記組成のＮｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金で構成されている箔が製
造される。
箔はその外側から酸化されて酸化された部分はＡｌ2 Ｏ
3 に転化していく。そして、クラッド箔における合金箔
とＡｌ箔との間では相互拡散が起こって、中心の合金箔
の外側には例えばＮｉ3 ＡｌのようなＮｉ−Ａｌ金属間
化合物が生成する。したがって、焼成後においては、最
外層が耐食性に優れたＡｌ2 Ｏ3 層で、中間に比較的高
抵抗のＮｉ−Ａｌ金属間化合物層が介在し、コア部が上
記組成のＮｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金で構成されている箔が製
造される。
【００１４】この焼成時の条件は、用いた合金の組成，
クラッド箔における合金箔，Ａｌ箔の各箔の厚み，焼成
時雰囲気の酸素濃度，焼成温度，焼成時間などの因子を
適宜に組み合わせて決められる。これらの因子は、いず
れも、耐食性に影響を与える最外層のＡｌ2 Ｏ3 層の厚
みや、比抵抗に影響を与える中間層とコア部の厚みを規
制するので、これらの条件は、ヒータに要求されている
比抵抗と耐食性との関係から決められる。例えば、焼成
条件によっては、クラッド箔におけるＡｌ箔の全てをＡ
ｌ2 Ｏ3 とＮｉ−Ａｌ金属間化合物にすることなく、Ａ
ｌ箔の一部を残し、コア部、その外側に形成されたＮｉ
−Ａｌ金属間化合物の層、その外側に形成されているＡ
ｌ層、そして最外層としてのＡｌ2 Ｏ3 層にしてもよ
い。
クラッド箔における合金箔，Ａｌ箔の各箔の厚み，焼成
時雰囲気の酸素濃度，焼成温度，焼成時間などの因子を
適宜に組み合わせて決められる。これらの因子は、いず
れも、耐食性に影響を与える最外層のＡｌ2 Ｏ3 層の厚
みや、比抵抗に影響を与える中間層とコア部の厚みを規
制するので、これらの条件は、ヒータに要求されている
比抵抗と耐食性との関係から決められる。例えば、焼成
条件によっては、クラッド箔におけるＡｌ箔の全てをＡ
ｌ2 Ｏ3 とＮｉ−Ａｌ金属間化合物にすることなく、Ａ
ｌ箔の一部を残し、コア部、その外側に形成されたＮｉ
−Ａｌ金属間化合物の層、その外側に形成されているＡ
ｌ層、そして最外層としてのＡｌ2 Ｏ3 層にしてもよ
い。
【００１５】本発明のヒータ部材としてヒータ線を製造
する場合には、上記した箔状ヒータの製造工程におい
て、まず溶製したＮｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金のインゴットか
ら線状体を成形し、これに熱間伸線，冷間伸線の各処理
を順次施したのち真空焼鈍して加工歪みを除去し、つい
で得られた合金線材をＡｌチューブに挿入して線引きを
行い、最後に、箔状ヒータの場合と同じように酸化性雰
囲気中で焼成すればよい。なお、箔状ヒータの場合と同
じように、めっきや、溶射、蒸着などの方法で、合金線
材をＡｌで被覆し、ついで、線引き、焼成処理を施して
もよい。
する場合には、上記した箔状ヒータの製造工程におい
て、まず溶製したＮｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金のインゴットか
ら線状体を成形し、これに熱間伸線，冷間伸線の各処理
を順次施したのち真空焼鈍して加工歪みを除去し、つい
で得られた合金線材をＡｌチューブに挿入して線引きを
行い、最後に、箔状ヒータの場合と同じように酸化性雰
囲気中で焼成すればよい。なお、箔状ヒータの場合と同
じように、めっきや、溶射、蒸着などの方法で、合金線
材をＡｌで被覆し、ついで、線引き、焼成処理を施して
もよい。
【００１６】
【実施例】Ｃｕ：１５重量％，Ａｌ：５重量％，残部：
Ｎｉと不可避的不純物から成る合金を溶製した。この合
金のインゴットを１０００℃で熱間圧延して厚み２mmの
合金箔とし、更にこの合金箔に大気中で冷間圧延を行な
って厚み0.２mmとした。
Ｎｉと不可避的不純物から成る合金を溶製した。この合
金のインゴットを１０００℃で熱間圧延して厚み２mmの
合金箔とし、更にこの合金箔に大気中で冷間圧延を行な
って厚み0.２mmとした。
【００１７】得られた箔に、真空炉中において温度１０
００℃で５分間の真空焼鈍を施した。ついで、この箔の
両面に厚み１５μｍのＡｌ箔をクラッドしたのち、大気
中で冷間圧延を行なって、長さ２００mm，幅６mm，厚み
0.０５mmのクラッド箔を製造した。
００℃で５分間の真空焼鈍を施した。ついで、この箔の
両面に厚み１５μｍのＡｌ箔をクラッドしたのち、大気
中で冷間圧延を行なって、長さ２００mm，幅６mm，厚み
0.０５mmのクラッド箔を製造した。
【００１８】このクラッド箔は、中心の合金箔の厚みは
４６μｍ，両面のＡｌ箔の厚みはそれぞれ２μｍであっ
た。ついで、このクラッド箔を１０００℃の大気中で約
６０分間焼成した。得られた箔の断面を顕微鏡観察した
ところ、コア部の組成は、Ｎｉ−１５％Ｃｕ−５％Ａｌ
でその厚みは４４μｍであり、その外側には厚み２μｍ
のＮｉ3 Ａｌ層、更にその外側には厚み１μｍのＡｌ2
Ｏ3 層が形成されていた。
４６μｍ，両面のＡｌ箔の厚みはそれぞれ２μｍであっ
た。ついで、このクラッド箔を１０００℃の大気中で約
６０分間焼成した。得られた箔の断面を顕微鏡観察した
ところ、コア部の組成は、Ｎｉ−１５％Ｃｕ−５％Ａｌ
でその厚みは４４μｍであり、その外側には厚み２μｍ
のＮｉ3 Ａｌ層、更にその外側には厚み１μｍのＡｌ2
Ｏ3 層が形成されていた。
【００１９】この箔の比抵抗は約７５μΩ・cmであっ
た。つぎに、この箔に通電して表面温度を６００，８０
０℃とし、それぞれの場合につき、濃度５％の塩水0.５
ｍｌを２分間に１回の周期で箔表面に滴下し、箔が破断
するまでの滴下回数を測定した。破断までの滴下回数は
それぞれ８０回，１１０回であった。
た。つぎに、この箔に通電して表面温度を６００，８０
０℃とし、それぞれの場合につき、濃度５％の塩水0.５
ｍｌを２分間に１回の周期で箔表面に滴下し、箔が破断
するまでの滴下回数を測定した。破断までの滴下回数は
それぞれ８０回，１１０回であった。
【００２０】通常、ニクロムヒータの場合、８００℃に
おける上記条件の破断回数は約４０回前後であることを
考えると、本発明のヒータは非常に耐食性が優れてい
る。
おける上記条件の破断回数は約４０回前後であることを
考えると、本発明のヒータは非常に耐食性が優れてい
る。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ヒータ部材は、比抵抗が高く、しかも高温下における耐
食性も優れている。これは、ヒータ部材のコア部をＮｉ
−Ｃｕ−Ａｌ合金とし、最外層に耐食性が優れたＡｌ2
Ｏ3 層を設け、コア部と最外層の中間に比較的高抵抗の
Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物の層を介在させたことがもたら
す効果である。
ヒータ部材は、比抵抗が高く、しかも高温下における耐
食性も優れている。これは、ヒータ部材のコア部をＮｉ
−Ｃｕ−Ａｌ合金とし、最外層に耐食性が優れたＡｌ2
Ｏ3 層を設け、コア部と最外層の中間に比較的高抵抗の
Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物の層を介在させたことがもたら
す効果である。
【００２２】このようなことから、本発明のヒータ部材
は、とくにオーブンレンジ用等のヒータとして有用であ
る。
は、とくにオーブンレンジ用等のヒータとして有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 明雄 奈良県大和郡山市筒井町800 松下住設 機器株式会社内 (72)発明者 牧 正雄 奈良県大和郡山市筒井町800 松下住設 機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−74397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−104701（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−235271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 8/12,10/28,14/16
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から成るコア部、
前記コア部の外側に形成され、少なくともＮｉ−Ａｌ金
属間化合物から成る中間層、および前記中間層の外側に
形成されたＡｌ2 Ｏ3 層とから成ることを特徴とする耐
食ヒータ部材。 - 【請求項２】 前記中間層が、Ｎｉ−Ａｌ金属間化合物
の層と前記層の外側に形成されたＡｌ層から成る請求項
１の耐食ヒータ部材。 - 【請求項３】 前記Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金が、Ｃｕ：１
０〜５０重量％，Ａｌ：１〜７重量％，残部：Ｎｉを必
須として成る請求項１の耐食ヒータ部材。 - 【請求項４】 Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から成る板材の両
面に、Ａｌ箔のクラッディング、または、めっき、溶射
もしくは蒸着によるＡｌ層の形成を行ったのち冷間圧延
し、ついで、酸化雰囲気中で焼成することを特徴とする
耐食ヒータ箔の製造方法。 - 【請求項５】 前記Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金が、Ｃｕ：１
０〜５０重量％，Ａｌ：１〜７重量％，残部：Ｎｉを必
須として成る請求項４の耐食ヒータ部材の製造方法。 - 【請求項６】 Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金から成る線材をＡ
ｌチューブの中に挿入し、または、前記線材にＡｌをめ
っき、溶射もしくは蒸着したのち線引き加工を行い、つ
いで、酸化雰囲気中で焼成することを特徴とする耐食ヒ
ータ線の製造方法。 - 【請求項７】 前記Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金が、Ｃｕ：１
０〜５０重量％，Ａｌ：１〜７重量％，残部：Ｎｉを必
須として成る請求項６の耐食ヒータ部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106563A JP2986282B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 耐食ヒータ部材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106563A JP2986282B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 耐食ヒータ部材とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302159A JPH05302159A (ja) | 1993-11-16 |
| JP2986282B2 true JP2986282B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=14436768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4106563A Expired - Fee Related JP2986282B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 耐食ヒータ部材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986282B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107675025A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-09 | 兰州理工大学 | 低压冷气动力喷涂用镍基粉末及制备方法 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP4106563A patent/JP2986282B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05302159A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |