JPH02243743A - 長寿命電熱線用材料 - Google Patents
長寿命電熱線用材料Info
- Publication number
- JPH02243743A JPH02243743A JP6534689A JP6534689A JPH02243743A JP H02243743 A JPH02243743 A JP H02243743A JP 6534689 A JP6534689 A JP 6534689A JP 6534689 A JP6534689 A JP 6534689A JP H02243743 A JPH02243743 A JP H02243743A
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- Japan
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- life
- long
- lifespan
- heating wires
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- Pending
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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
［産業上の利用分野］
本発明は、ＣｒおよびＡｆｌを含有し残部が主としてＦ
ｅからなる電熱線用材料の改良に関する。 ［従来の技術］ 電熱器や電気ストーブの電熱線の材料としては、これま
で鉄クロム系合金Ｆ ＣＨ２が多く用いられている。
この材料は比較的廉価であって汎用性をもつが、あまり
寿命の長いものではない。 ＪＩｓ−０２５２０に定め
る劣化促進試験を行なった場合、「寿命値」として、８
０〜１１０回が通常骨られる成績である。 この点が改
善できれば、この電熱線を用いた機器の寿命を長くでき
るだけでなく、従来より小径の電熱線を組み込めるから
、小型化や軽量化にも寄与できる。 鉄クロム系電熱線用合金のＡ、Ｑ含有量は、規格では２
．０〜４．０％であるが、実際の製品は３゜０種度、高
くても３．５％どまりでおる。 これは、７３Ｊ含有量
を高めると加工性が低くなること、とくに低温になると
圧延時に割れや覆くなるためであってＡ［ｉの増大は寿
命にとって好ましいことは予測されていたが、実現して
いなかった。 近年の加工技術の進歩により、鋳塊を高温のまま圧延す
ることが容易になり、この障害はとり除かれつつある。 発明者らは、このような鉄クロム系合金において現実の
ものになってきた高いＡ、ｆ）含有量を活用することを
意図して研究し、比較的多量のＡＩに加えてＲＥＭ、Ｃ
ａまたは７ｒを特定量添加することによって寿命が著し
く延長できること、ざらに丁１やＮｂの添加により加工
性か改善できることを見出した。
ｅからなる電熱線用材料の改良に関する。 ［従来の技術］ 電熱器や電気ストーブの電熱線の材料としては、これま
で鉄クロム系合金Ｆ ＣＨ２が多く用いられている。
この材料は比較的廉価であって汎用性をもつが、あまり
寿命の長いものではない。 ＪＩｓ−０２５２０に定め
る劣化促進試験を行なった場合、「寿命値」として、８
０〜１１０回が通常骨られる成績である。 この点が改
善できれば、この電熱線を用いた機器の寿命を長くでき
るだけでなく、従来より小径の電熱線を組み込めるから
、小型化や軽量化にも寄与できる。 鉄クロム系電熱線用合金のＡ、Ｑ含有量は、規格では２
．０〜４．０％であるが、実際の製品は３゜０種度、高
くても３．５％どまりでおる。 これは、７３Ｊ含有量
を高めると加工性が低くなること、とくに低温になると
圧延時に割れや覆くなるためであってＡ［ｉの増大は寿
命にとって好ましいことは予測されていたが、実現して
いなかった。 近年の加工技術の進歩により、鋳塊を高温のまま圧延す
ることが容易になり、この障害はとり除かれつつある。 発明者らは、このような鉄クロム系合金において現実の
ものになってきた高いＡ、ｆ）含有量を活用することを
意図して研究し、比較的多量のＡＩに加えてＲＥＭ、Ｃ
ａまたは７ｒを特定量添加することによって寿命が著し
く延長できること、ざらに丁１やＮｂの添加により加工
性か改善できることを見出した。
本発明の目的は、上記した新知見を生がし、長寿命の鉄
クロム系電熱線用材料を提供することにある。
クロム系電熱線用材料を提供することにある。
本発明の長か傘型熱線用材料は、基本的には、主成分が
Ｃｒ ：１６．０〜２１．０％、Ａｉｌ：３゜８〜６．
０％およびＦｅ：残部からなり、寿命値改善元素として
、ＲＥＭ：０．０１〜０．１０％、Ｃａ ：０．００１
〜０．０１０％およびｚｒ：ｏ。 ０１〜０．２０％の１種、２種または３種を含有し、他
の成分を、Ｃ：０．１０％以下、３ｉ：１゜５％以下、
Ｍｎ：１，０％以上、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．
００３％以下、ＣＵ：１．０％以下、Ｎ＋：１．０％以
下、Ｍｏ：１．０％以下およびＮ：０．０５％以下に規
制した合金組成を有することを特徴とする。 より高い加工性をそなえた本発明の長寿命電熱線用材料
は、上記の基本組成に加えて、加工性改善元素として、
Ｔｉ ：０．１０−０．５０％およびＮｂ ：０．０
１〜０．１０％の１種または２種を含有する合金組成を
有することを特徴とする。 上記いずれの合金組成の場合も、溶湯を鋳型に注型して
１ｑた鋳塊を、冷えないうちに加工する必要がある。
−例を示せば、４．６トンの鋳塊（８０ｃｍ角で高さ約
２ｍ＞は、表面温度が８００°Ｃを下回らないうちに均
熱炉に入れて、抽出温度１０００〜１１００’Ｃ程度で
圧延する。
Ｃｒ ：１６．０〜２１．０％、Ａｉｌ：３゜８〜６．
０％およびＦｅ：残部からなり、寿命値改善元素として
、ＲＥＭ：０．０１〜０．１０％、Ｃａ ：０．００１
〜０．０１０％およびｚｒ：ｏ。 ０１〜０．２０％の１種、２種または３種を含有し、他
の成分を、Ｃ：０．１０％以下、３ｉ：１゜５％以下、
Ｍｎ：１，０％以上、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．
００３％以下、ＣＵ：１．０％以下、Ｎ＋：１．０％以
下、Ｍｏ：１．０％以下およびＮ：０．０５％以下に規
制した合金組成を有することを特徴とする。 より高い加工性をそなえた本発明の長寿命電熱線用材料
は、上記の基本組成に加えて、加工性改善元素として、
Ｔｉ ：０．１０−０．５０％およびＮｂ ：０．０
１〜０．１０％の１種または２種を含有する合金組成を
有することを特徴とする。 上記いずれの合金組成の場合も、溶湯を鋳型に注型して
１ｑた鋳塊を、冷えないうちに加工する必要がある。
−例を示せば、４．６トンの鋳塊（８０ｃｍ角で高さ約
２ｍ＞は、表面温度が８００°Ｃを下回らないうちに均
熱炉に入れて、抽出温度１０００〜１１００’Ｃ程度で
圧延する。
【作 用］
本発明の長寿命電熱線用材料において、各合金成分の組
成範囲の限定理由は、つぎのとおりておる。 Ｃｒ ：１６．０〜２１．０％ 下限値以上の存在が耐酸化性を確保するために必要であ
り、上限値を超える存在が加工性を著しく低くすること
は、従来の鉄クロム系合金と同様である。 １：３．８〜６．０％ 高い寿命値を実現するため、従来は実施されていなかっ
たＪＩＳ規格上限付近ないしそれを超える高い含有量を
えらんだ。 しかし、ＡＪ）ｉの増加に伴い脆性−延性
遷移温度が高くなって製造工程で材料の割れが多発する
ため、６．０％を上限とした。 ＲＥＭ：０．０１〜０．１０％ Ｃａ ：０．００１〜０．０１０％ Ｚｒ ：０．０１〜０．２０％ これらの元素はいずれも寿命値改善の効果をもつが、そ
の機構については、ＲＥＭおよびＺｒは酸化被膜が粒界
にくい込んだ形になって剥離しにくくなることに、また
Ｃａは寿命にとって有害なＳを固定して無害化すること
に、それぞれ重点があると考えられる。 これらの効果
は、上記の下限値以上の添加で得られる。 多量に加え
ても効果が飽和し、コスト上昇をもたらすためそれぞれ
の限度を上記のように定めた。 Ｃ：０．１０％以下 Ｎ：０．０５％以下 Ｓ：０．００３％以下 これらは、野命の延長を妨げる不純物であって、上記限
度内の存在に止めなければならない。 Ｓｉ：１．５％以下 Ｐ ：０４５％以下 Ｃｕ：１．０％以下 Ｎｉ：１．０％以下 これらに共通の弊害は熱間加工性に対する悪影響であっ
て、上記の値は、それぞれの許容限度である。 Ｍｎ：１．０％以下 Ｍｏ：１．０％以下 ともに耐酸化性（とくにＭＯは高温耐酸化性）を損うの
で、それぞれの含有量を上記限度内に抑える。 Ｔ＋ ：０．１０−０．５０％ Ｎｂ ：０．０１〜０−１０％ 前記したように、加工性を改善するはたらきがあり、そ
の機構は主として結晶粒の微細化によるものと考えられ
る。 上記下限値以上の添加で効果が得られるが、多量
になると材料の耐酸化性と清浄度を損うので、それぞれ
上記した限界を設けた。 【実施例】 表に示す組成の鉄クロム系合金を溶製し、鋳塊を高温の
うちに加熱して圧延し、径６＃の線材とした。 これを
常温において伸線加工することにより、径０．５ｍの電
熱線を得た。 この電熱線に対して、通電して１３００’Ｃに昇温２分
間→冷却２分間、のサイクルを繰り返す試験を行なって
、断線に至るまでのサイクル数として寿命値をしらべた
。 その結果を、表にあわせて示す。 ＡＩ）含有量と寿命値との関係をプロットすると、第１
図に示すとおりである。 Ａ１含有量が従来のＦＣＨ２
において実用されていた３％強を超えて５％程度に至る
まで、寿命値が著しく向上することがわかる。 不純物のうちＳについて、含有量が寿命値に及ぼす影響
をみると、第２図のようになる。 Ｓを０．００３％以
下、好ましくは０．００２％以下に規制すべきことがわ
かる。 寿命値改善元素としてＲＥＭを添加した例を集めて、寿
命値への影響をグラフにしたものが第３図である。 こ
れも、ＲＥＭ添加の効果が明らかである。 加工性改善元素を含有する合金Ｎｏ、１８およびＮ。 １９について、含有しない合金の例Ｎｏ、 ４とともに
、ＪＩＳ結晶粒度をしらべて比較した。 つぎの結果が
得られ、 ＪＩＳ結晶粒度 １０．４ １０．１ ８、Ｏ Ｎα１８および１９の良好な加工性が裏付けられた。
成範囲の限定理由は、つぎのとおりておる。 Ｃｒ ：１６．０〜２１．０％ 下限値以上の存在が耐酸化性を確保するために必要であ
り、上限値を超える存在が加工性を著しく低くすること
は、従来の鉄クロム系合金と同様である。 １：３．８〜６．０％ 高い寿命値を実現するため、従来は実施されていなかっ
たＪＩＳ規格上限付近ないしそれを超える高い含有量を
えらんだ。 しかし、ＡＪ）ｉの増加に伴い脆性−延性
遷移温度が高くなって製造工程で材料の割れが多発する
ため、６．０％を上限とした。 ＲＥＭ：０．０１〜０．１０％ Ｃａ ：０．００１〜０．０１０％ Ｚｒ ：０．０１〜０．２０％ これらの元素はいずれも寿命値改善の効果をもつが、そ
の機構については、ＲＥＭおよびＺｒは酸化被膜が粒界
にくい込んだ形になって剥離しにくくなることに、また
Ｃａは寿命にとって有害なＳを固定して無害化すること
に、それぞれ重点があると考えられる。 これらの効果
は、上記の下限値以上の添加で得られる。 多量に加え
ても効果が飽和し、コスト上昇をもたらすためそれぞれ
の限度を上記のように定めた。 Ｃ：０．１０％以下 Ｎ：０．０５％以下 Ｓ：０．００３％以下 これらは、野命の延長を妨げる不純物であって、上記限
度内の存在に止めなければならない。 Ｓｉ：１．５％以下 Ｐ ：０４５％以下 Ｃｕ：１．０％以下 Ｎｉ：１．０％以下 これらに共通の弊害は熱間加工性に対する悪影響であっ
て、上記の値は、それぞれの許容限度である。 Ｍｎ：１．０％以下 Ｍｏ：１．０％以下 ともに耐酸化性（とくにＭＯは高温耐酸化性）を損うの
で、それぞれの含有量を上記限度内に抑える。 Ｔ＋ ：０．１０−０．５０％ Ｎｂ ：０．０１〜０−１０％ 前記したように、加工性を改善するはたらきがあり、そ
の機構は主として結晶粒の微細化によるものと考えられ
る。 上記下限値以上の添加で効果が得られるが、多量
になると材料の耐酸化性と清浄度を損うので、それぞれ
上記した限界を設けた。 【実施例】 表に示す組成の鉄クロム系合金を溶製し、鋳塊を高温の
うちに加熱して圧延し、径６＃の線材とした。 これを
常温において伸線加工することにより、径０．５ｍの電
熱線を得た。 この電熱線に対して、通電して１３００’Ｃに昇温２分
間→冷却２分間、のサイクルを繰り返す試験を行なって
、断線に至るまでのサイクル数として寿命値をしらべた
。 その結果を、表にあわせて示す。 ＡＩ）含有量と寿命値との関係をプロットすると、第１
図に示すとおりである。 Ａ１含有量が従来のＦＣＨ２
において実用されていた３％強を超えて５％程度に至る
まで、寿命値が著しく向上することがわかる。 不純物のうちＳについて、含有量が寿命値に及ぼす影響
をみると、第２図のようになる。 Ｓを０．００３％以
下、好ましくは０．００２％以下に規制すべきことがわ
かる。 寿命値改善元素としてＲＥＭを添加した例を集めて、寿
命値への影響をグラフにしたものが第３図である。 こ
れも、ＲＥＭ添加の効果が明らかである。 加工性改善元素を含有する合金Ｎｏ、１８およびＮ。 １９について、含有しない合金の例Ｎｏ、 ４とともに
、ＪＩＳ結晶粒度をしらべて比較した。 つぎの結果が
得られ、 ＪＩＳ結晶粒度 １０．４ １０．１ ８、Ｏ Ｎα１８および１９の良好な加工性が裏付けられた。
本発明の長寿命電熱線用材料でつくった電熱線は、寿命
値にして従来のＦＣＨ２合金の数倍に及ぶ耐久性を示す
。 いうまでもなく寿命値試験は劣化促進試験であって
、実際の電熱線使用条件は試験条件より穏和であるから
、寿命値の差は、実用上の寿命に関してはさらに大ぎな
差となってあられれると考えてよい。 従って本発明の材料を使用すれば、電熱器、電気ス！−
一ブ、ヘアドライヤー、アイロン、各種シーズヒーター
などの電熱線の寿命が飛躍的に延長され、その機器の寿
命を電熱線が決定することはなくなると期待できる。
電熱線の長寿命化は、より細径のものの使用を可能にす
るから、機器の小型化、軽量化の観点からも有利である
。 熱線の寿命値に及ぼす影響をあられすグラフである。 特許出願人 人同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
値にして従来のＦＣＨ２合金の数倍に及ぶ耐久性を示す
。 いうまでもなく寿命値試験は劣化促進試験であって
、実際の電熱線使用条件は試験条件より穏和であるから
、寿命値の差は、実用上の寿命に関してはさらに大ぎな
差となってあられれると考えてよい。 従って本発明の材料を使用すれば、電熱器、電気ス！−
一ブ、ヘアドライヤー、アイロン、各種シーズヒーター
などの電熱線の寿命が飛躍的に延長され、その機器の寿
命を電熱線が決定することはなくなると期待できる。
電熱線の長寿命化は、より細径のものの使用を可能にす
るから、機器の小型化、軽量化の観点からも有利である
。 熱線の寿命値に及ぼす影響をあられすグラフである。 特許出願人 人同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (2)
- （１）主成分がＣｒ：１６．０〜２１．０％、Ａｌ：３
．８〜６．０％およびＦｅ：残部からなり、寿命値改善
元素として、ＲＥＭ：０．０１〜０．１０％、Ｃａ：０
．００１〜０．０１０％およびＺｒ：０．０１〜０．２
０％の１種、２種または３種を含有し、他の成分を、Ｃ
：０．１０％以下、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．０
％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．００３％以下
、Ｃｕ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｍｏ：１
．０％以下およびＮ：０．０５％以下に規制した合金組
成を有することを特徴とする長寿命電熱線用材料。 - （２）主成分がＣｒ：１６．０〜２１．０％、Ａｌ：３
．８〜６．０％およびＦｅ：残部からなり、寿命値改善
元素として、ＲＥＭ：０．０１〜０．１０％、Ｃａ：０
．００１〜０．０１０％およびＺｒ：０．０１〜０．２
０％の１種、２種または３種を含有し、さらに加工性改
善元素として、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％およびＮｂ
：０．０１〜０．１０％の１種または２種を含有し、他
の成分を、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．
００３％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０％以
下、Ｍｏ：１．０％以下およびＮ：０．０５％以下に規
制した合金組成を有することを特徴とする長寿命電熱線
用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6534689A JPH02243743A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 長寿命電熱線用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6534689A JPH02243743A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 長寿命電熱線用材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243743A true JPH02243743A (ja) | 1990-09-27 |
Family
ID=13284298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6534689A Pending JPH02243743A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 長寿命電熱線用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02243743A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105039858A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-11 | 江苏金达电热电器有限公司 | 具有优异抗高温晶粒长大行为的电热合金材料及其制备方法 |
| CN105154776A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 江苏金达电热电器有限公司 | 具有优异抗高温氧化性能的电热合金材料及其制备方法 |
| CN109207870A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-15 | 陈万勤 | 一种Fe-Cr-Al系合金及其生产方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115927A (ja) * | 1973-03-10 | 1974-11-06 | ||
| JPS63317651A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-12-26 | テイツセン・エーデルシユタールヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト | フエライト合金鋼の半製品、発熱体、建設部材及び触媒担体 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP6534689A patent/JPH02243743A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115927A (ja) * | 1973-03-10 | 1974-11-06 | ||
| JPS63317651A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-12-26 | テイツセン・エーデルシユタールヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト | フエライト合金鋼の半製品、発熱体、建設部材及び触媒担体 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105039858A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-11 | 江苏金达电热电器有限公司 | 具有优异抗高温晶粒长大行为的电热合金材料及其制备方法 |
| CN105154776A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 江苏金达电热电器有限公司 | 具有优异抗高温氧化性能的电热合金材料及其制备方法 |
| CN109207870A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-15 | 陈万勤 | 一种Fe-Cr-Al系合金及其生产方法 |
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