JP2017128750A - クラッド板および誘導加熱調理器用器物 - Google Patents
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Abstract
Description
オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼からなるIH発熱層と、前記IH発熱層に接合された、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる伝熱層とを備え、
前記IH発熱層が、下記(1)式により規定されるCr当量が21質量%を超え、該Cr当量と下記(2)式により規定されるNi当量との比(Cr当量/Ni当量)が2.0〜3.0である化学組成を有するとともに、フェライト相の面積率が40〜70%である金属組織を有する、クラッド板。
Cr当量(質量%)=Cr含有量(質量%)+Mo含有量(質量%)+1.5×Si含有量(質量%) ・・・・・(1)
Ni当量(質量%)=Ni含有量(質量%)+30×(C含有量(質量%)+N含有量(質量%))+0.5×Mn(質量%)+0.5×Cu(質量%) ・・・・・(2)
前記保護層が、オーステナイト系ステンレス鋼またはオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼からなる、1項に記載されたクラッド板。
前記冷間圧延として圧延率が20%以上の冷間圧延を少なくとも2回行うとともに、該少なくとも2回の冷間圧延の間に900〜1100℃で少なくとも1回の中間熱処理を行うことにより、1〜5項のいずれか1項に記載されたオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼を製造することができる。
(1−1)オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼
オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼は、例えばJIS G4305冷間圧延ステンレス鋼板および鋼帯(2012)においてSUS329J1やSUS329J3L,SUS329J4Lで規定され、オーステナイト系ステンレス鋼と同等かそれ以上の耐食性を有する高耐食材料である。
次に、オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼をIH調理器用の器物を構成する材料として用いるために、オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼と純アルミニウムまたはアルミニウム合金とのクラッド接合方法を説明する。
このようにして製造されたオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼と、純アルミニウムまたはアルミニウム合金とのクラッド板を、鍋形状へ成形加工してIH調理器用の器物として利用するために、低面:直径200mmの円形,高さ:120mmの鍋形状に絞り加工して、市販のIH調理器を用いて加熱した場合の発熱可否を調査した。
先ず、成形後表面の外観については、先に試作した、低面:直径200mmの円形,高さ:120mmの鍋成形品を用いて評価した。従来のIH調理器用器物に用いられるフェライト系ステンレス鋼からなる外層面には、ローピング模様が生じる問題があったが、先に述べた化学組成およびフェライト相の面積率を有するオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼を外層面として用いた鍋成形品にはローピング模様が見られず、美麗な表面が得られることが判明した。これは、器物成形後の研磨工程や付加的な塗装処理を省略するために有効である。
図1は、深絞り成形時に発生するイヤリングの状態を示す説明図である。
プレス加工時の機械負荷を表わすプレス荷重については、厚さ2.0mmのクラッド板から直径80mmの円形サンプルを採取し、これを直径40mmの円筒ポンチにて深絞り成形を行った際のプレス荷重によって評価した。結果を表2に示す。
(2−1)全体構成
本発明に係るクラッド板は、IH調理器用の器物の外層面となるIH発熱層としてオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼を用い、またIH調理器用の器物の外層面となる伝熱層として純アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる層を有する2層以上の構成を備える。
本発明に係るクラッド板における発熱層には、磁性を有しながら高い耐食性を有することが要求される。オーステナイトステンレス鋼は非磁性であるために発熱層には使用できず、またフェライト系ステンレス鋼は磁性体であるものの高い耐食性を有するとはいえないために使用できない。そのため、発熱層にはオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼を用いる。
伝熱層には熱伝導性に優れる金属を用いるが、クラッド板の製造時に大気中での温間接合圧延法を用いることができる純アルミニウム(JIS1000系)もしくはアルミニウム合金(JIS2000系(Al−4Cu)、3000系(Al−1Mn)、4000系(Al−12Si)、5000系(Al−2Mg系)、6000系(Al−1Mg−Si)、7000系(Al−5Mn−Mg−Cu))を用いる。
保護層は、電熱層を保護する目的で形成されるもので、一般的によく用いられている樹脂製の保護層が用いられている。
クラッド板を構成する個々の材料の板厚構成は、目的とする器物の形態に応じて任意に選択することができる。IH調理器用の器物として用いることを考慮すれば、IH発熱層の厚みは0.3〜1.0mmが望ましく、伝熱層の厚みは0.5〜3.0mmが望ましく、クラッド板としての総厚みは1.0〜5.0mm程度が望ましい。
本発明のクラッド板を接合するための素材として用いるオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼は、その製造工程で、熱間圧延により製造したホットコイルから、圧延率が20%以上の冷間圧延を少なくとも2回行うことによって目的の板厚に調整するにあたり、少なくとも2回の冷間圧延の間に900℃〜1100℃の範囲で少なくとも1回の中間熱処理を行う。中間熱処理を行うことにより、クラッド板を器物に成形加工する際に生じるイヤリングを小さく抑え、材料歩留まりを高めることができる。
本発明に係るIH調理用器物は、本発明に係るクラッド板の絞り成形体であって、IH発熱層を外層として有するとともに伝熱層を内層として有する。
(i)JIS H 4000(2006)に規定されたA1100P純アルミニウムの厚さ2.2mmの冷延焼鈍板
(ii)JIS H 4000(2006)に規定されたA 3004Pアルミニウム合金の厚さ2.2mmの冷延焼鈍板
Claims (6)
- 誘導加熱調理器用器物の成形素材として用いられるクラッド材であって、
オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼からなるIH発熱層と、前記IH発熱層に接合された、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる伝熱層とを備え、
前記IH発熱層が、下記(1)式により規定されるCr当量が21質量%を超え、該Cr当量と下記(2)式により規定されるNi当量との比(Cr当量/Ni当量)が2.0〜3.0である化学組成を有するとともに、フェライト相の面積率が40〜70%である金属組織を有する、クラッド板。
Cr当量(質量%)=Cr含有量(質量%)+Mo含有量(質量%)+1.5×Si含有量(質量%) ・・・・・(1)
Ni当量(質量%)=Ni含有量(質量%)+30×(C含有量(質量%)+N含有量(質量%))+0.5×Mn(質量%)+0.5×Cu(質量%) ・・・・・(2) - 前記IH発熱層および前記伝熱層の2層からなる請求項1に記載されたクラッド板。
- 前記IH発熱層および前記伝熱層と、前記伝熱層に接合された保護層を備え、
前記保護層が、オーステナイト系ステンレス鋼またはオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼からなる、請求項1に記載されたクラッド板。 - 前記IH発熱層の厚みは0.3〜1.0mmであり、前記伝熱層の厚みは0.5〜3.0mmであるとともに、総厚みは1.0〜5.0mmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載されたクラッド板。
- 前記IH発熱層の前記オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼の前記化学組成において、Mn、Ni、Cr、MoおよびCuの総含有量が30質量%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載されたクラッド板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載されたクラッド板の絞り成形体であって、前記IH発熱層を外層として有するとともに前記伝熱層を内層として有し、前記発熱層の厚さが0.3mm以上であり、かつ、前記発熱層のフェライト相の面積率が40%以上である、誘導加熱調理器用器物。
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