JPH02173206A - 遠赤外線放射体の製造方法 - Google Patents
遠赤外線放射体の製造方法Info
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- JPH02173206A JPH02173206A JP32784988A JP32784988A JPH02173206A JP H02173206 A JPH02173206 A JP H02173206A JP 32784988 A JP32784988 A JP 32784988A JP 32784988 A JP32784988 A JP 32784988A JP H02173206 A JPH02173206 A JP H02173206A
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野１
本発明は、耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼遠
赤外線放射体の製造方法に関するもので、本発明により
製造した遠赤外線放射体は耐食性に優れ、遠赤外線を利
用する暖房機器や乾燥・加熱装置に好適である。
赤外線放射体の製造方法に関するもので、本発明により
製造した遠赤外線放射体は耐食性に優れ、遠赤外線を利
用する暖房機器や乾燥・加熱装置に好適である。
［従来の技術１
遠赤外線は人の体内深（浸透する特性により暖房装置に
用いられたり、塗料や食品などの有機物質に高効率で吸
収され、迅速に加熱できる特性により、塗料乾燥や食品
加熱に用いられている。
用いられたり、塗料や食品などの有機物質に高効率で吸
収され、迅速に加熱できる特性により、塗料乾燥や食品
加熱に用いられている。
一般に、Ｃｒ２Ｏ３，ＡＲ２０３，５ｉ０２゜’ｒ ｉ
Ｏ２などの金属酸化物は加熱時に高効率で遠赤外線を
放ｑ′ｔするため、これらの酸化物を１体としたセラミ
ックスや、これらの酸化物を金属基板にコーティングし
たものが遠赤外線放射体として用いられている。
Ｏ２などの金属酸化物は加熱時に高効率で遠赤外線を
放ｑ′ｔするため、これらの酸化物を１体としたセラミ
ックスや、これらの酸化物を金属基板にコーティングし
たものが遠赤外線放射体として用いられている。
しかし、セラミックス類の放射体は壊れやすいことや大
型のものを製造できないなどの問題があり、また、上記
のようなコーティングをしたものはコーテイング物質が
剥離しやすいことや高価であるなどの問題があった。
型のものを製造できないなどの問題があり、また、上記
のようなコーティングをしたものはコーテイング物質が
剥離しやすいことや高価であるなどの問題があった。
これに対して、特公昭５９−７７８９にはＮｉ−Ｃｒ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金を高温酸化
させて表面にＣｒ２Ｏ３を主体とする黒色酸化皮膜を有
する熱輻射材料が示されており、特公昭５９−２８９５
９ではステンレス鋼を７００℃以上で高温酸化処理して
膜厚１〜ｌＯμｍの酸化皮膜を形成させた赤外線ヒータ
が開示されている。
金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金を高温酸化
させて表面にＣｒ２Ｏ３を主体とする黒色酸化皮膜を有
する熱輻射材料が示されており、特公昭５９−２８９５
９ではステンレス鋼を７００℃以上で高温酸化処理して
膜厚１〜ｌＯμｍの酸化皮膜を形成させた赤外線ヒータ
が開示されている。
しかし、これらの高ｌ門酸化によって製造したステンレ
ス鋼放射体は、遠赤外線放射性に優れるが、耐食性に劣
る欠点があった。
ス鋼放射体は、遠赤外線放射性に優れるが、耐食性に劣
る欠点があった。
例λ、ば、塗料乾燥や食品加熱の場合、その加熱対象物
から多徹の水蒸気が発生し、高温多湿雰囲気になる。通
常これらの加熱炉は一日の操業が終了すると停止冷却さ
れ、雰囲気中の水蒸気がステンレスｍ放射体表面に結露
する。この加熱−冷却の繰返しを受け、放射体は短期間
で発錆してしまう。発錆が進むと銹が剥離して１食品、
布地などの加熱対象物に付着し製品をｔｔ’４なうため
、この加熱炉は使用できなくなる。
から多徹の水蒸気が発生し、高温多湿雰囲気になる。通
常これらの加熱炉は一日の操業が終了すると停止冷却さ
れ、雰囲気中の水蒸気がステンレスｍ放射体表面に結露
する。この加熱−冷却の繰返しを受け、放射体は短期間
で発錆してしまう。発錆が進むと銹が剥離して１食品、
布地などの加熱対象物に付着し製品をｔｔ’４なうため
、この加熱炉は使用できなくなる。
［発明が解決しようとする課題１
本発明は上記問題点を解決し、耐食性に優れた遠赤外線
放射体の製造方法を提供することを目的とする。
放射体の製造方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段ｊ
本発明前らの研究によると、上述した高１品酸化による
ステンレス鋼放射体の耐食性の低さは、高温酸化により
ステンレス鋼表面にＣｒ２Ｏ３を主成分とする酸化皮膜
が形成した結果、酸化皮膜直下の鋼表面のＣｒ７０度が
１５重量％未満に低下することが原因であり、高温酸化
の債、不活性雰囲気中で熱処理を行い鋼内部から鋼表面
にＣ「を拡散させ、酸化皮膜直下の鋼表面のＣｒ４度を
１５−Ｒ槍％以上にすることにより、耐食性に優れた遠
赤外線放射体を製造し得ることを見出し、本発明を完成
したものである。
ステンレス鋼放射体の耐食性の低さは、高温酸化により
ステンレス鋼表面にＣｒ２Ｏ３を主成分とする酸化皮膜
が形成した結果、酸化皮膜直下の鋼表面のＣｒ７０度が
１５重量％未満に低下することが原因であり、高温酸化
の債、不活性雰囲気中で熱処理を行い鋼内部から鋼表面
にＣ「を拡散させ、酸化皮膜直下の鋼表面のＣｒ４度を
１５−Ｒ槍％以上にすることにより、耐食性に優れた遠
赤外線放射体を製造し得ることを見出し、本発明を完成
したものである。
すなわち本発明は。
Ｃｒ：１６〜３５市量％
Ｍｏ：５．Ｏ重ｑ％以下
Ｍｎ：３．０１遣％以下
Ｓｉ：３．０重量％以下
を含有するフェライト系ステンレス鋼を、酸化性雰囲気
中で８００〜１２００℃に５分間以上保持した後、不活
性雰囲気中で６００〜１２００℃に１時間以上保持する
ことを特徴とする遠赤外線放射体の製造方法である。
中で８００〜１２００℃に５分間以上保持した後、不活
性雰囲気中で６００〜１２００℃に１時間以上保持する
ことを特徴とする遠赤外線放射体の製造方法である。
〔作用１
本発明に用いるフェライト系ステンレス鋼は。
成分を下記のように限定すること、および下記のような
熱処理を行うことにより、優れた耐食性を呈する。但し
、鋼成分そのものは従来知られているものである。
熱処理を行うことにより、優れた耐食性を呈する。但し
、鋼成分そのものは従来知られているものである。
Ｓｉ：
Ｓｔは高温での耐酸化性を向上させ、高温酸化処理を容
易にするが、母材及び溶接部の延性を著しく阻害するの
で、３．０重量％以下に限定する。
易にするが、母材及び溶接部の延性を著しく阻害するの
で、３．０重量％以下に限定する。
Ｍｎ ：
Ｍｎは母材及び溶接部の靭性を劣化させ、かつ高温で耐
酸化性を損なうので、３．０重量％以下に限定する。
酸化性を損なうので、３．０重量％以下に限定する。
Ｃｒ：
Ｃｒはステンレス鋼の必須元素であり、１６重量％未満
では本発明用途に必要な耐食性がなくなる。またＣｒが
３５重量％を超えると、鋼が脆くなり、放射体に加工で
きなくなるので１６市１％以上３５重社％以下に限定す
る。
では本発明用途に必要な耐食性がなくなる。またＣｒが
３５重量％を超えると、鋼が脆くなり、放射体に加工で
きなくなるので１６市１％以上３５重社％以下に限定す
る。
ＭＯ：
Ｍｏは耐食性を向上させるが、５．０ ｆｆｌ 礒％を
超えると鋼が脆くなり、素材の′！！！造が困難となる
ため、５．（ｌａ％以下に限定する。
超えると鋼が脆くなり、素材の′！！！造が困難となる
ため、５．（ｌａ％以下に限定する。
なお、Ｎｉを６玉量％以上含有するオーステナイト系ス
テンレス鋼は熱膨張率が大きいために熱処理時や使用時
の加熱−冷却過程で酸化皮膜が剥離しやすいことと５鋼
中のＣ「拡散速度が遅いため熱処理に長時間必要なため
、本発明には不適である。
テンレス鋼は熱膨張率が大きいために熱処理時や使用時
の加熱−冷却過程で酸化皮膜が剥離しやすいことと５鋼
中のＣ「拡散速度が遅いため熱処理に長時間必要なため
、本発明には不適である。
また、一般にステンレス鋼には母材および溶接部の靭性
や耐酸化性を向上させる目的でｔ、ｏｉｉ％までのＴｉ
、Ｎｂ、Ｚｒを添加したり、酸化皮膜の耐剥離性を向上
させる目的で０．５ ｆｆｉ １％までのＹ、（：、ｅ
、Ｌａ、Ｎｄなどの希土類元素を添加したりするが、こ
れらの元素を添加したステンレス鋼も本発明に好適であ
る。
や耐酸化性を向上させる目的でｔ、ｏｉｉ％までのＴｉ
、Ｎｂ、Ｚｒを添加したり、酸化皮膜の耐剥離性を向上
させる目的で０．５ ｆｆｉ １％までのＹ、（：、ｅ
、Ｌａ、Ｎｄなどの希土類元素を添加したりするが、こ
れらの元素を添加したステンレス鋼も本発明に好適であ
る。
酸化性雰囲気中熱処理条件：
■雰囲気
通常の大気のみならず、酸素を富化させた０２−Ｘ （
ＸはＮ２．Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス）混合雰囲気や、
０２−Ｎ２０−Ｘ混合雰囲気（０２濃度１．０％以上）
、あるいは１％以上の酸素を含む燃焼ガス自体も本発明
に好適である。
ＸはＮ２．Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス）混合雰囲気や、
０２−Ｎ２０−Ｘ混合雰囲気（０２濃度１．０％以上）
、あるいは１％以上の酸素を含む燃焼ガス自体も本発明
に好適である。
■処理温度
８００℃未満では酸化反応の進行が遅いことと、生成し
たＣｒ２Ｏ３酸化皮膜へのＦｅ酸化物混入が増え酸化皮
膜が熱膨張収縮により剥離しやすくなったりして、耐食
性が低下する。１２００℃を超えると放射体素材の高温
変形が激しくなり放射体として用いられなくなるために
、８００℃以上１２００°Ｃ以下とした。
たＣｒ２Ｏ３酸化皮膜へのＦｅ酸化物混入が増え酸化皮
膜が熱膨張収縮により剥離しやすくなったりして、耐食
性が低下する。１２００℃を超えると放射体素材の高温
変形が激しくなり放射体として用いられなくなるために
、８００℃以上１２００°Ｃ以下とした。
■処理時間
本発明の放射体で十分な遠赤外線放射特性を得るために
は重量で示して０．２ ｍ ｇ ／ ｃ ｒｎ”以上の
酸化皮膜を有する必要があり、そのためには、５分間以
上保持する必要がある。処理時間の上限を特に限定する
必要はなく、成るべく短時間に止めるのが経ン斉的であ
る。
は重量で示して０．２ ｍ ｇ ／ ｃ ｒｎ”以上の
酸化皮膜を有する必要があり、そのためには、５分間以
上保持する必要がある。処理時間の上限を特に限定する
必要はなく、成るべく短時間に止めるのが経ン斉的であ
る。
不活性雰囲気中熱処理条件：
（■雰囲気
鋼表面のＣｒが酸化して抜けていく社を、鋼内部からの
Ｃｒ１１２：敗補充徹より少なくするために。
Ｃｒ１１２：敗補充徹より少なくするために。
雰囲気は０２濃度Ｉ％未満、ｔｑ２ｏａ度５％未満の低
酸化性ガス、またはＡｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いる。Ｎ
２は窒化等の異常反応を生じさせることがあり、Ｎ２．
ＣＯ等の還元性ガスは酸化皮膜を１元し遠赤外線放射特
性を低下させるので少ない方が好ましい。
酸化性ガス、またはＡｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いる。Ｎ
２は窒化等の異常反応を生じさせることがあり、Ｎ２．
ＣＯ等の還元性ガスは酸化皮膜を１元し遠赤外線放射特
性を低下させるので少ない方が好ましい。
■処理温度
６００℃未満では鋼中のクロム拡散速度が遅く、１４扱
表向の脱Ｃｒ層にＣ「を補充するのに長時間かかり、１
２００℃を超えると放射体素材のｒ’Ｘ ７ｍ変形が激
しくなり敢ｑ−を体として用いられなくなるため、６０
０°Ｃ以上１２００℃以下とした。
表向の脱Ｃｒ層にＣ「を補充するのに長時間かかり、１
２００℃を超えると放射体素材のｒ’Ｘ ７ｍ変形が激
しくなり敢ｑ−を体として用いられなくなるため、６０
０°Ｃ以上１２００℃以下とした。
■処理時間
十分な耐食性を得るために、鋼板表面のＣｒａ度が１５
ｍＭ％以上必要であり、１時間未満の熱処理では拡散が
不十分なので１時間以上とした。
ｍＭ％以上必要であり、１時間未満の熱処理では拡散が
不十分なので１時間以上とした。
処理時間の上限を特に限定する必要はな（、成可く短時
間に止めるのが経済的である。
間に止めるのが経済的である。
また、鋼板の遠赤外線の放射面積を増やすために５表面
粗度を大きくすることは有効であり、ブラスト処理やダ
ル圧延を行ったステンレスｗ４扱も好適で、ある。
粗度を大きくすることは有効であり、ブラスト処理やダ
ル圧延を行ったステンレスｗ４扱も好適で、ある。
［実施例］
第１表に示す１６ｃｒｏ、２Ｔｉ鋼（ｆ１１］番号Ａ）
、１８Ｃｒ３Ｓｉ鋼（ｆＭ番号Ｂ）、１８Ｃｒ２Ｍｏ鋼
（鋼番号Ｃ） 、 ２２ ＣｒＯ，２Ｒ，Ｅ、Ｍ、鋼（
鋼番号Ｄ）、１４ｃｒ１．Ｓｓｉ鋼（鋼番号Ｅ）の厚さ
１．０ｍｍ、１００ｍｍ角の仮を実験に供した。
、１８Ｃｒ３Ｓｉ鋼（ｆＭ番号Ｂ）、１８Ｃｒ２Ｍｏ鋼
（鋼番号Ｃ） 、 ２２ ＣｒＯ，２Ｒ，Ｅ、Ｍ、鋼（
鋼番号Ｄ）、１４ｃｒ１．Ｓｓｉ鋼（鋼番号Ｅ）の厚さ
１．０ｍｍ、１００ｍｍ角の仮を実験に供した。
Ａ、Ｄ、Ｅ鋼は表面にサンドブラスト処理を行い表面を
Ｒａ＝０．８μｍに荒し、Ｃ鋼はタル圧延し表面をＲａ
＝１．６μｍに荒し°て使用した。
Ｒａ＝０．８μｍに荒し、Ｃ鋼はタル圧延し表面をＲａ
＝１．６μｍに荒し°て使用した。
Ｂ１１１はＲａ＝０．１ｕｍの平滑な状態で使用した。
これらの板を第２表に示すように、大気雰囲気中で９０
０〜１１００℃で１５ｍ１ｎ〜１６ｈｒ高渦酸化を行い
、表面に０．６〜２．２ ｍ ｇ ／ ｃ ｍ″のＣｒ
２Ｏ３を主成分とする酸化皮膜を形成させた後、試料１
〜４．９．１０．１２は不活性雰囲気中で試料ｌ！は大
λ中で熱処理を行った。
０〜１１００℃で１５ｍ１ｎ〜１６ｈｒ高渦酸化を行い
、表面に０．６〜２．２ ｍ ｇ ／ ｃ ｍ″のＣｒ
２Ｏ３を主成分とする酸化皮膜を形成させた後、試料１
〜４．９．１０．１２は不活性雰囲気中で試料ｌ！は大
λ中で熱処理を行った。
これらの試験片は４００℃に加熱し、波長５〜１５μｍ
の遠赤外線放射強度を測定し、同一温度の黒体放射強度
との比（放射率）の平均を求め。
の遠赤外線放射強度を測定し、同一温度の黒体放射強度
との比（放射率）の平均を求め。
これを遠赤外練成ｉ−を率とした。
これら数値を第２表に併せて示すが、全試料とも０．８
以上の良好な放射特性を示した。
以上の良好な放射特性を示した。
次に耐食性を調べるために、すべての試料に対して塩水
噴霧試験（、ＪＩＳＺ ２３７１）を４時間行った後
、断面をＥＰＩＶ［Ａ （電子線マイクロプローブＸ線
微少分析法）により酸化皮膜直下の鋼板表面のＣｒａ度
を測定した。これらの結果も第２表に示した。
噴霧試験（、ＪＩＳＺ ２３７１）を４時間行った後
、断面をＥＰＩＶ［Ａ （電子線マイクロプローブＸ線
微少分析法）により酸化皮膜直下の鋼板表面のＣｒａ度
を測定した。これらの結果も第２表に示した。
酸化処理のみの試料５〜８は表面ＣｒＪ度が１４Ｉｌｉ
ｌ１％以下で塩水噴霧試験で発錆が見られたのに対し、
これらの試料をＡ ｒ中で熱処理した試料１〜４は表面
Ｃｒ濃度が１５〜２０屯屓％に回復し、塩水噴霧試験で
発錆は見られず、良好な耐食性を示した。
ｌ１％以下で塩水噴霧試験で発錆が見られたのに対し、
これらの試料をＡ ｒ中で熱処理した試料１〜４は表面
Ｃｒ濃度が１５〜２０屯屓％に回復し、塩水噴霧試験で
発錆は見られず、良好な耐食性を示した。
ＥＰＭＡによる結果の代表例として試料ｌ、５の結果を
第１図に示す。酸化処理のみの試料５では表面から６０
ｕｍの深さに亘って脱Ｃｒ層がｑ在しているが、Ａｒ中
で熱処理した試料Ｉでは鋼板内部からＣ「が拡散し、こ
の脱Ｃｒ層を埋めている。
第１図に示す。酸化処理のみの試料５では表面から６０
ｕｍの深さに亘って脱Ｃｒ層がｑ在しているが、Ａｒ中
で熱処理した試料Ｉでは鋼板内部からＣ「が拡散し、こ
の脱Ｃｒ層を埋めている。
不活性熱処理がＡｒｒ中００℃で３０ｍ１ｎと短い試料
９と、Ａｒ中５００ ”Ｃで９６ｈｒと低１品の試料Ｉ
Ｏは１表面Ｃｒ；０度が十分に回ｉ暮せず塩水噴霧試験
で発錆が見られた。また不活性ではなく大気雰囲気中で
熱処理を試料ＩＩは試料４より酸化が進み脱Ｃｒ層が拡
大し塩水噴霧試験で９．銹している。また、Ｃｒａ度が
１４Ｉｊｉｌｎ％と低いＥ鋼を用いた試料１２は本発明
方法を行ってら耐食性は改菩されなかった。
９と、Ａｒ中５００ ”Ｃで９６ｈｒと低１品の試料Ｉ
Ｏは１表面Ｃｒ；０度が十分に回ｉ暮せず塩水噴霧試験
で発錆が見られた。また不活性ではなく大気雰囲気中で
熱処理を試料ＩＩは試料４より酸化が進み脱Ｃｒ層が拡
大し塩水噴霧試験で９．銹している。また、Ｃｒａ度が
１４Ｉｊｉｌｎ％と低いＥ鋼を用いた試料１２は本発明
方法を行ってら耐食性は改菩されなかった。
なお、第２表中の評価区分は以下の基準による。
○：塩水噴霧試験４時間後発銹なし
・：塩水噴霧試験４時間後発銹あり
【発明の効果１
本発明により製造された遠赤外線放射体は、優れた放射
特性を示すと共に従来の放射体に比較して優れた耐食性
を有する。
特性を示すと共に従来の放射体に比較して優れた耐食性
を有する。
第１図は実施例（試料ｌ）と比較例（試料５）の鋼板表
面からの深さとＣｒｙ度との関係を示す図である。
面からの深さとＣｒｙ度との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃｒ：１６〜３５重量％ Ｍｏ：５．０重量％以下 Ｍｎ：３．０重量％以下 Ｓｉ：３．０重量％以下 を含有するフェライト系ステンレス鋼を、酸化性雰囲気
中で８００〜１２００℃に５分間以上保持した後、不活
性雰囲気中で６００〜１２００℃に１時間以上保持する
ことを特徴とする遠赤外線放射体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32784988A JPH02173206A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 遠赤外線放射体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32784988A JPH02173206A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 遠赤外線放射体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173206A true JPH02173206A (ja) | 1990-07-04 |
Family
ID=18203670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32784988A Pending JPH02173206A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 遠赤外線放射体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02173206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468158B1 (ko) * | 2002-08-05 | 2005-01-26 | (주)삼영코넥 | 스테인레스강의 부식발생 지연을 위한 무산화 열처리방법 |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP32784988A patent/JPH02173206A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468158B1 (ko) * | 2002-08-05 | 2005-01-26 | (주)삼영코넥 | 스테인레스강의 부식발생 지연을 위한 무산화 열처리방법 |
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