JPH07100848B2 - 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 - Google Patents
耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH07100848B2 JPH07100848B2 JP18463088A JP18463088A JPH07100848B2 JP H07100848 B2 JPH07100848 B2 JP H07100848B2 JP 18463088 A JP18463088 A JP 18463088A JP 18463088 A JP18463088 A JP 18463088A JP H07100848 B2 JPH07100848 B2 JP H07100848B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- far
- corrosion resistance
- steel
- less
- oxide film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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。
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。
高嶋廣夫著『遠赤外線の利用技術とその応用例』（応用
技術出版1986年）に述べられているように、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。
技術出版1986年）に述べられているように、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。
ZrO2、Al2O3、SiO2、TiO2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。
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ィング物質が剥
離しやすいことを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したものはコーティング物質が剥
離しやすいことを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示されて
おり、特公昭59−28959ではステンレス鋼を700℃以上で
高温酸化処理して膜厚１〜10μｍの酸化皮膜を形成させ
た赤外線ヒータが開示され、特公昭60−1914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
射ヒータが記載されており、特開昭55−6433ではステン
レス鋼の表面粗度を１〜10μｍに荒らした後、湿式で酸
化皮膜を形成させた放熱体が開示されている。
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示されて
おり、特公昭59−28959ではステンレス鋼を700℃以上で
高温酸化処理して膜厚１〜10μｍの酸化皮膜を形成させ
た赤外線ヒータが開示され、特公昭60−1914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
射ヒータが記載されており、特開昭55−6433ではステン
レス鋼の表面粗度を１〜10μｍに荒らした後、湿式で酸
化皮膜を形成させた放熱体が開示されている。
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。
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。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
期間で発銹してしまう。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。
ら多量の水蒸気が発生し、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
期間で発銹してしまう。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。
本発明はこのような問題を解消した遠赤外線放射体およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
びその製造方法を提供することを目的とする。
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
さを改善するため研究を行い、Fe−（20〜35％）Cr−
（0.5〜5.0％）Moステンレス鋼板の表面に特定の条件の
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に優れた遠赤外線放射体を製造し得
ることを見出した。
さを改善するため研究を行い、Fe−（20〜35％）Cr−
（0.5〜5.0％）Moステンレス鋼板の表面に特定の条件の
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に優れた遠赤外線放射体を製造し得
ることを見出した。
本発明に用いるFe−Cr−Mo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高温酸化処
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。
のように限定すること、および下記のような高温酸化処
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: Siは高温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。
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靱性を劣化させ、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。
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、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。
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
が脆くなり、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。
酸化処理後の耐食性が不足し、5.0重量％を超えると鋼
が脆くなり、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。
一般にFe−Cr−Moステンレス鋼には母材および溶接部の
靱性や耐酸化性を向上させる目的で0.5重量％までのT
i、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ステンレス鋼も本発明に好適である。
靱性や耐酸化性を向上させる目的で0.5重量％までのT
i、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ステンレス鋼も本発明に好適である。
酸化処理温度： 900℃未満では鋼中のCr拡散速度が遅く、鋼最表面のCr
が酸化物として抜けていく量に対し、鋼中心部からのCr
拡散補充量が少なく、最表面に厚さ数十μｍに渡って、
Cr濃度の低い層が形成され耐食性がなくなる。900℃以
上にするとCr拡散速度が速くなり、この脱Cr層は形成さ
れず十分な耐食性を示す。しかし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、900℃以上1200℃以下とした。
が酸化物として抜けていく量に対し、鋼中心部からのCr
拡散補充量が少なく、最表面に厚さ数十μｍに渡って、
Cr濃度の低い層が形成され耐食性がなくなる。900℃以
上にするとCr拡散速度が速くなり、この脱Cr層は形成さ
れず十分な耐食性を示す。しかし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、900℃以上1200℃以下とした。
酸化処理時間： 本発明の拡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0.20mg/cm2以上の酸化皮膜を有する必要
があり、そのためには、 900℃以上1100℃未満の場合： 温度をＴ（℃）、時間をｔ（min）として ｔ≧142.5−0.125T 1100℃以上1200℃以下の場合： ５分間以上 保持することが必要である。この場合、酸化性雰囲気は
通常の大気のみならず、酸素を富化させたO2−Ｘ（Ｘは
N2、Ar、He等の非酸化性ガス）混合雰囲気や、O2−H2O
−Ｘ混合雰囲気、あるいは燃焼ガス自体も本発明に好適
である。
は重量で示して0.20mg/cm2以上の酸化皮膜を有する必要
があり、そのためには、 900℃以上1100℃未満の場合： 温度をＴ（℃）、時間をｔ（min）として ｔ≧142.5−0.125T 1100℃以上1200℃以下の場合： ５分間以上 保持することが必要である。この場合、酸化性雰囲気は
通常の大気のみならず、酸素を富化させたO2−Ｘ（Ｘは
N2、Ar、He等の非酸化性ガス）混合雰囲気や、O2−H2O
−Ｘ混合雰囲気、あるいは燃焼ガス自体も本発明に好適
である。
酸化皮膜は0.2mg/cm2とし、0.5〜2.0mg/cm2が最適であ
るが10mg/cm2を越える値では剥離しやすくなる。
るが10mg/cm2を越える値では剥離しやすくなる。
また鋼板の遠赤外線の放射面積を増やすために、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Fe−Cr−Moステンレス鋼も好適である。
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Fe−Cr−Moステンレス鋼も好適である。
第１表に化学組成を示す市販の30Cr2Mo鋼（鋼番号
Ａ）、26Cr4Mo鋼（鋼番号Ｂ）、18Cr2Mo鋼（鋼番号
Ｄ）、SUS430（鋼番号Ｅ）、SUS304（鋼番号Ｆ）、イン
コロイ（鋼番号Ｇ）の1.0mm厚の焼鈍−酸洗板および実
験室で溶製し圧延により1.0mmの鋼板にした後、焼鈍−
酸洗した30Cr1Mo鋼（鋼番号Ｃ）、25Cr鋼（鋼番号Ｈ）
を供試した。
Ａ）、26Cr4Mo鋼（鋼番号Ｂ）、18Cr2Mo鋼（鋼番号
Ｄ）、SUS430（鋼番号Ｅ）、SUS304（鋼番号Ｆ）、イン
コロイ（鋼番号Ｇ）の1.0mm厚の焼鈍−酸洗板および実
験室で溶製し圧延により1.0mmの鋼板にした後、焼鈍−
酸洗した30Cr1Mo鋼（鋼番号Ｃ）、25Cr鋼（鋼番号Ｈ）
を供試した。
これらのステンレス鋼板を10cm角に剪断し、第２表に示
す処理（試料番号２、５、12に行わず。）と大気雰囲気
中での高温酸化処理を行った後、触針式表面粗さ測定器
（JIS B0651）で中心線平均粗さ（Ra）（JIS B0601）を
測定した。
す処理（試料番号２、５、12に行わず。）と大気雰囲気
中での高温酸化処理を行った後、触針式表面粗さ測定器
（JIS B0651）で中心線平均粗さ（Ra）（JIS B0601）を
測定した。
また、供試板は酸化処理前後に重量測定し、単位表面積
当りの酸化増量を求め、その数字を3.3倍にしたものを
酸化皮膜量とした。これは、各試料の酸化皮膜をエック
ス線分析したところ、酸化皮膜はほぼCr2O3からなり、C
r2O3／O2モル重量比＝3.3であることによる。
当りの酸化増量を求め、その数字を3.3倍にしたものを
酸化皮膜量とした。これは、各試料の酸化皮膜をエック
ス線分析したところ、酸化皮膜はほぼCr2O3からなり、C
r2O3／O2モル重量比＝3.3であることによる。
次に、これらの試験片を400℃に加熱し、波長５〜15μ
ｍの遠赤外線放射強度を測定し、同−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２表に併せて示す。
ｍの遠赤外線放射強度を測定し、同−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２表に併せて示す。
30Cr2Mo鋼を用いながら、酸化温度が850℃と低い試料６
および酸化時間が1000℃で10分間と短い試料７は、酸化
皮膜量が0.1mg/cm2と少ないため放射率は0.5と低かっ
た。他の試料すべて実用上必要な0.7以上の放射率を示
した。特にブラスト処理、ダル圧延で表面を粗した試料
は0.8以上と良好であった。特に希土類元素（Ce、La、N
dの混合物）を0.1重量％添加して酸化皮膜の耐剥離性を
向上させた30Cr1Mo鋼（鋼番号Ｃ）を用いた試料５は120
0℃の高温で酸化処理を行うことができ短時間で製造す
ることができた。
および酸化時間が1000℃で10分間と短い試料７は、酸化
皮膜量が0.1mg/cm2と少ないため放射率は0.5と低かっ
た。他の試料すべて実用上必要な0.7以上の放射率を示
した。特にブラスト処理、ダル圧延で表面を粗した試料
は0.8以上と良好であった。特に希土類元素（Ce、La、N
dの混合物）を0.1重量％添加して酸化皮膜の耐剥離性を
向上させた30Cr1Mo鋼（鋼番号Ｃ）を用いた試料５は120
0℃の高温で酸化処理を行うことができ短時間で製造す
ることができた。
次に耐食性を調べるため、すべての試料に対し、塩水噴
霧試験（JIS Z2371）を４時間行った。その結果を第２
表に示した。本発明例１〜５には全く発銹が認められな
かったのに対し、30Cr2Mo鋼を用いながら酸化温度が850
℃と低かった試料６、Crが18重量％と低い18Cr2Mo鋼を
用いた試料８とインコロイを用いた試料11には一部発銹
が見られ、SUS430、SUS304、25Cr鋼を用いた試料９、1
0、12は全面に発銹が見られた。
霧試験（JIS Z2371）を４時間行った。その結果を第２
表に示した。本発明例１〜５には全く発銹が認められな
かったのに対し、30Cr2Mo鋼を用いながら酸化温度が850
℃と低かった試料６、Crが18重量％と低い18Cr2Mo鋼を
用いた試料８とインコロイを用いた試料11には一部発銹
が見られ、SUS430、SUS304、25Cr鋼を用いた試料９、1
0、12は全面に発銹が見られた。
このように本実施例による遠赤外線放射体は優れた放射
特性を示すと共に従来材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材に比較して優れた耐食性を有す
る。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のFe−Cr−Moステンレス鋼
は、遠赤外線放射率が高く、耐食性に優れており、本発
明方法によればこのような遠赤外線放射体を安価に量産
することができる。
は、遠赤外線放射率が高く、耐食性に優れており、本発
明方法によればこのような遠赤外線放射体を安価に量産
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗山 則行 兵庫県神戸市中央区脇浜海岸通２番88号 川崎製鉄株式会社阪神製造所内 (72)発明者 土肥 祥司 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 中芝 明雄 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 宮崎 荘平 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−34765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−164031（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−7789（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−28959（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】Cr:20〜35重量％ Mo:0.5〜5.0重量％ Mn:3.0重量％以下 Si:3.0重量％以下 を含有するFe−Cr−Moステンレス鋼の表面に0.2mg/cm2
以上の酸化皮膜を有することを特徴とする耐食性に優れ
た遠赤外線放射体。 - 【請求項２】Cr:20〜35重量％ Mo:0.5〜5.0重量％ Mn:3.0重量％以下 Si:3.0重量％以下 を含有するFe−Cr−Moステンレス鋼板を酸化性雰囲気中
に下記保持時間以上保持し、表面に重量で0.2mg/cm2以
上の厚みの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。 ａ）900℃以上1100℃未満の場合： ｔ≧142.5−0.125T ただし、t:保持時間（分） T:温度（℃） ｂ）1100℃以上1200℃以下の場合： 保持時間５分間以上
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18463088A JPH07100848B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 |
| DE8989113626T DE68906836T2 (de) | 1988-07-26 | 1989-07-24 | Hochstrahlungsintensiver und hochkorrosionsfester strahler im fernen infrarotbereich und verfahren zu seiner herstellung. |
| EP92117315A EP0533211B1 (en) | 1988-07-26 | 1989-07-24 | Far-infrared emitter of high emissivity and corrosion resistance and method for the preparation thereof |
| DE68927391T DE68927391T2 (de) | 1988-07-26 | 1989-07-24 | Hochstrahlungsintensiver und hochkorrosionsfester Strahler im fernen Infrarotbereich und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP89113626A EP0354405B1 (en) | 1988-07-26 | 1989-07-24 | Far-infrared emitter of high emissivity and corrosion resistance and method for the preparation thereof |
| US07/877,191 US5213629A (en) | 1988-07-26 | 1992-05-01 | Ear-infrared emitter of high emissivity and corrosion resistance and method for the preparation thereof |
| US08/047,613 US5338616A (en) | 1988-07-26 | 1993-04-08 | Far-infrared emitter of high emissivity and corrosion resistance and method for the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18463088A JPH07100848B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234764A JPH0234764A (ja) | 1990-02-05 |
| JPH07100848B2 true JPH07100848B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=16156592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18463088A Expired - Fee Related JPH07100848B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100848B2 (ja) |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP18463088A patent/JPH07100848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0234764A (ja) | 1990-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5338616A (en) | Far-infrared emitter of high emissivity and corrosion resistance and method for the preparation thereof | |
| CN1330790C (zh) | 表面改性的不锈钢 | |
| WO2002014566A1 (fr) | Produit d'alliage a base de nickel et procede de production associe | |
| JPH04354850A (ja) | 耐高温酸化性に優れた高Ａｌ含有フェライト系ステンレス鋼 | |
| JP3356889B2 (ja) | 耐久性に優れたハースロール | |
| JP2003520906A (ja) | 寸法安定な鉄−クロム−アルミニウム−シートの製造及びその使用 | |
| TWI613327B (zh) | 肥粒鐵系不銹鋼板 | |
| JP3405379B2 (ja) | Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金層を形成した熱器具用鋼材およびその製造方法 | |
| JPH07100848B2 (ja) | 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 | |
| US5213629A (en) | Ear-infrared emitter of high emissivity and corrosion resistance and method for the preparation thereof | |
| JP3865452B2 (ja) | 耐高温酸化性および耐高温変形性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌフエライト系ステンレス鋼 | |
| JPH06271992A (ja) | 耐酸化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 | |
| JP3030927B2 (ja) | 高温耐食部材およびその製造方法 | |
| JPH04173952A (ja) | 耐食性に優れた遠赤外線放射体の製造方法 | |
| JP2001240911A (ja) | ステンレス鋼製被赤熱部材及びその製造方法 | |
| JPH0788560B2 (ja) | 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 | |
| JPH02173206A (ja) | 遠赤外線放射体の製造方法 | |
| JPH07233451A (ja) | 耐高温酸化性に優れたＡｌめっきステンレス鋼板 | |
| JP3398555B2 (ja) | 成形加工用チタン薄板とその製造方法 | |
| JPH0234765A (ja) | 高放射率遠赤外線放射体およびその製造方法 | |
| JPH11512216A (ja) | 高温耐性の金属材料及びその製造方法 | |
| JPS62199759A (ja) | 耐酸化性と高温強度にすぐれたアルミニウム拡散鋼板とその製造法 | |
| JP2959092B2 (ja) | 耐食耐熱性金属複合材とその製造方法 | |
| JP3112195B2 (ja) | 耐酸化性に優れた研磨仕上げフェライト系ステンレス鋼板の製造方法 | |
| JPH04173999A (ja) | 耐食性に優れた遠赤外線放射体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |