JPH04173952A

JPH04173952A - 耐食性に優れた遠赤外線放射体の製造方法

Info

Publication number: JPH04173952A
Application number: JP29541990A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Ishii; 和秀石井; Tatsuo Kawasaki; 川崎　龍夫
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-06-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、耐食性に優れたＦｅ　−Ｃｒ　−Ｍｏ系ステ
ンレス鋼遠赤外線放射体に関するもので、遠赤外線を利
用する暖房機器や乾燥・加熱装置として利用される。

〈従来の技術〉遠赤外線は人の体内深く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。

Ｚｒ０ｚ、Ａｊｚ０２　、Ｓｔｏｗ、Ｔｉｅ、などの金
属酸化物は加熱時に高効率で遠赤外線を放射するため、
一般に、これらの酸化物を主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、セラミックス製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号公報にはＮｉ　
−Ｃｒ合金、Ｆｅ　−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金
を高温酸化させて表面にクロムを主体とする黒色酸化皮
膜を有する熱輻射材料が、また特公昭５９−２８９５９
号公報ではステンレス鋼を７００’Ｃ以上で高温酸化処
理して膜厚１〜１０−の酸化皮膜を形成させた赤外線ヒ
ータが、また特公昭６０−１９１４号公報では耐熱合金
インコロイを８００℃以上で高温酸化処理した赤外線放
射ヒータが、さらにまた特開昭５５−６４３３号公報で
はステンレス鋼の表面粗度を１〜Ｉｏｎに荒らした後、
湿式で酸化皮膜を形成させた放射体が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、これらのステンレス鋼放射体は遠赤外線
放射性に優れ、酸化皮膜の剥離もないが、耐食性に劣る
欠点があった。

例えば、塗料乾燥や食品加熱の場合、その加熱対象物か
ら多量の水蒸気が発生し、高温多湿雰囲気になる０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鋼中放射体表面に結露
する。この加熱−結露の繰り返しを受け、放射体は短期
間で発錆してしまう０発銹が進むと銹が剥離して食品、
布地などの加熱対象物に付着し、製品を損なうため、こ
の加熱炉は使用できなくなる。

本発明者らは上述したステンレス鋼放射体の耐食性の低
さを改善するための研究を行い、既に特開平２−３４７
６４号公報でＦｅ　−（２（１−３５％）Ｃｒ−（０，
５〜５．０％）Ｍｏステンレス鋼板の表面に１０００℃
で４時間保持する高温酸化により酸化皮膜を形成させる
ことにより遠赤外線放射特性と耐食性器こ優れた遠赤外
線放射体を製造することを提案している。

しかしながら、この酸化皮膜の形成には長時間を要し、
その短縮化が望まれていた。

本発明の目的はこの酸化処理時間を短縮化したＦｅ−（
２０〜３５％）　Ｃｒ　−（０，５〜５．０％）Ｍｏ系
遠赤外線放射体の製造方法を提案することである。

〈課題を解決するための手段〉本発明は、Ｃｒ：２０〜３５重量％、Ｍｏ　：　　０．
５〜５．０重量％を含有するＦｅ　　Ｃｒ　　Ｎｏ系ス
テンレス鋼の表面に厚さ０．０１〜１趨のＴｉを蒸着し
た後、非酸化性雰囲気中６００〜１２００℃で１５秒以
上の熱処理を行い、その後酸化性雰囲気中８００〜１２
００”Ｃで１分以上の酸化処理を行い、表面酸化皮膜を
生成させることを特徴とする耐食性に優れた遠赤外線放
射体の製造方法である。

〈作　用〉まず本発明に用いるＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ系ステンレス鋼の
成分限定理由を述べる。但し、鋼成分そのものは従来知
られているものである。

Ｃｒ：Ｃｒはステンレス鋼の必須元素であり、２０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２０重量％以上３５重量％以
下に限定する。

ＭＯ＝Ｍｏは本発明の必須元素であり、０．５重量％未満では
高温酸化処理後の耐食性が不足し、５．０重量％を超え
ると鋼が跪くなり、鋼板の製造が困難となるため、０．
５重量％以上５．０重量％以下に限定する。

Ｓｉ：Ｓｔは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。

一般にＦｅ　−Ｃｒ　−Ｍｏ系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０．５
重量％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０．３重量％までの
Ｙ、　Ｃｅ、　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Ｆｅ　−Ｃｒ　−
Ｍｏ系ステンレス鋼も本発明に好適である。

次にＴｉＯ蓋着染着条件熱処理条件の限定理由について
述べる。

蒸着したＴｉは、その後の非酸化性雰囲気中での熱処理
で下地と合金化し、次の酸化性雰囲気中での酸化処理で
酸化皮膜の生成を促進させる働きをする。この場合、０
．１ｎ未満ではその効果がなく、１ｎを超えて蒸着する
と剥離しやすくなるので、Ｑ、ＩＩｒｍ以上１ｎ以下の
範囲に限定する。

前述のように非酸化性雰囲気中での熱処理はＴｉを合金
化させるために行う、雰囲気は水素、アルボン、ヘリウ
ム、窒素等が好ましい。この場合６００℃未満では十分
に合金化されず、１２００℃を超えると放射体素材が著
しく変形するため６００℃以上１２００℃以下に限定す
る。また、１５秒未満ではこの温度範囲で十分に合金化
することができないため１５秒以上とする。

酸化性雰囲気での酸化処理温度は、９００℃未満では酸
化時間が長時間になり、１２００℃を超えると放射体が
著しく変形するため９００℃以上１２００℃以下に限定
する。

また、１分未満では十分な酸化皮膜が生成しないので１
分以上にする。

〈実施例〉第１表に示す１８Ｃｒ　２　Ｍｏ、２６Ｃｒ　４　Ｍｏ
、３０Ｃｒ、３０Ｃｒ２Ｍｏ鋼の１．Ｏｍｎ厚焼鈍−酸
洗板を１０ｃｍ角に剪断し、試料３を除き他の試料に対
し、第１表に示す厚さのＴｉ−ｔ−蒸着し、非酸化熱処
理（試料９は比較のため大気中）及び酸化処理を行い、
これらの試験片を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との
比（放射率）の平均を求め、これを遠赤外線放射率とし
た。

これらの数値を第１表に併せて示す。

本発明例の試料１が１０００℃Ｘ５ｍの酸化条件放射率
０．７が得られるのに対し、Ｔｉを蒸着しない試料３は
ｔｏｏｏｏＣＸｌｈでも放射率は０．４であった。

また、Ｔｉ蒸着厚が０．００９ｔｒｍと薄い試料４、非
酸化性雰囲気中での熱処理温度が５００℃と低い試料５
、酸化処理時間が３０ｓｅｃと短い試料６、非酸化性熱
処理を比較のため大気中で行った試料９の放射率は０．
４以下と低かった。また、非酸化性の熱処理を行わなか
った試料１０ではＴｉ蒸着膜がＴｉＯ□として剥離し、
かつ放射率が０．３と低かった。

次に耐食性を調べるため、試料１．２．７．８に対し、
塩水噴霧試験（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｚ　２３７１）を４時間
行った。その結果を第１表に示した。本発明例１．２に
は全く発錆が認められなかったのに対し、Ｃｒが１８％
の試料８、Ｍｏを含有していない試料７は全面に発錆が
見られた。

〈発明の効果〉このように本発明による遠赤外線放射体は短時間の酸化
処理条件で優れた放射特性を示すと共に優れた耐食性を
有する。

Claims

【特許請求の範囲】

　Ｃｒ：２０〜３５重量％、Ｍｏ：０．５〜５．０重量
％を含有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ系ステンレス鋼の表面に
厚さ０．０１〜１μｍのＴｉを蒸着した後、非酸化性雰
囲気中６００〜１２００℃で１５秒以上の熱処理を行い
、その後酸化性雰囲気中８００〜１２００℃で１分以上
の酸化処理を行い、表面酸化皮膜を生成させることを特
徴とする耐食性に優れた遠赤外線放射体の製造方法。