專利名稱：對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異的制管用鋼板、使用該鋼板的管及管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)燃料蒸氣抗蝕性優(yōu)異的制管用鋼板、使用該鋼板的管及管的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了減少溫室效果氣體，稱為碳中和的使用將生物乙醇混合在汽油中而得到的所謂生物乙醇混合汽油的動(dòng)向日益活躍。但是，認(rèn)為向汽油中添加乙醇后，汽油容易吸濕，水會(huì)混入燃料箱內(nèi)。另外，在長時(shí)間放置乙醇混合汽油時(shí)，汽油劣化而在汽油內(nèi)形成有機(jī)酸。
這樣，在產(chǎn)生了吸濕狀態(tài)和汽油劣化時(shí)，由于乙醇可與水和汽油兩者混合，因此， 成為在汽油內(nèi)部含有水和有機(jī)酸的狀態(tài)，另外，有時(shí)水和有機(jī)酸的混合物從汽油表面氣化。 這時(shí)，可以想象，通常僅與幾乎沒有腐蝕性的汽油蒸氣接觸的管的內(nèi)面被置于強(qiáng)腐蝕環(huán)境下。
因此，對(duì)置于生物乙醇混合汽油的氛圍氣下的管，要求對(duì)于假設(shè)為燃料蒸氣導(dǎo)致的腐蝕環(huán)境的抗蝕性。
目前，作為汽車用燃料管用途，廣泛使用冷軋狀態(tài)的或鍍銅鋼板。另外，提出有原板使用了不銹鋼的管及實(shí)施了 Sn-Zn鍍敷的管。
例如，在專利文獻(xiàn)I中，記載有一種鋅系燃料容器用鋼板，其以提高燃料容器內(nèi)面的燃料抗蝕性、外面涂裝后的抗蝕性等為目的，在鍍鋅鋼板上，設(shè)定附著量而附著O.1 2.Og / m2后處理膜后，以20°C/ s以上的速度，從鍍敷表面?zhèn)燃訜嵘郎兀刂坪筇幚砟さ母稍飾l件，將后處理膜干燥。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:特開2006-89792號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
但是，所述專利文獻(xiàn)I記載的抗蝕性為浸潰于汽油等汽車用燃料、直接與汽車燃料接觸的燃料箱這樣的部分的抗蝕性，不是具有彎曲部的管對(duì)蒸氣的抗蝕性。
S卩，是對(duì)燃料箱的沖壓加工性及沖壓加工后的燃料抗蝕性，由于作為實(shí)際的使用環(huán)境給油管直接暴露于汽車用燃料中，絕大多數(shù)情況為暴露在揮發(fā)性高的汽車燃料的蒸氣中。
另外，國際上化石燃料的枯竭在升級(jí)，正在廣泛地普及生物乙醇及生物柴油燃料坐寸ο
這樣，除了對(duì)現(xiàn)有的汽車燃料即汽油以外，對(duì)生物乙醇和生物柴油燃料及其蒸氣兩者都具有充分特性的鍍敷鋼板成為安全性方面的問題。
另外，在將鍍敷鋼板作為管材料使用的情況下，從安裝上的問題考慮，大多在制管 后具有彎曲部,對(duì)于鍍膜要求高的抗蝕性,并且要求對(duì)彎曲加工的追隨性。
因此，本發(fā)明目的在于，解決上述現(xiàn)有課題，提供一種制管用鋼板，其即使在彎曲 加工部，對(duì)燃料特別是汽油、生物乙醇、輕油或生物柴油燃料等燃料蒸氣也具有足夠的抗蝕 性。
另外，本發(fā)明的另一目的在于，提供使用了該鋼板的管及管的制造方法。
用于解決課題的手段
(I)本發(fā)明的具有彎曲部的管的制造方法是一種對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異的管的 制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備制管用鋼板的工序，該制管用鋼板在至少一個(gè)表面具有 鎳比例為4 16at%的鋅-鎳(Zn-Ni)合金層；將所述制管用鋼板以所述Zn-Ni合金層作 為內(nèi)面加工成為筒狀的工序；實(shí)施在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率為20%以內(nèi)的彎 曲加工的工序。
(2)本發(fā)明的具有彎曲部的管的制造方法，其特征在于，在所述(I)中，所述燃料包 含汽油、生物乙醇、輕油、或生物柴油燃料。
(3)本發(fā)明的制管用鋼板，其特征在于，在該鋼板的至少成為管內(nèi)面的面的最表面 具有鋅-鎳(Zn-Ni)合金層，所述Zn-Ni合金層中的鎳比例為4 16at%，所述Zn-Ni合金 層可追隨彎曲加工，該彎曲加工在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率為20%以內(nèi)，而且 所述鋼板對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異。
(4)本發(fā)明的制管用鋼板，其特征在于，在所述(3)中，所述燃料包含汽油、生物乙 醇、輕油、或生物柴油燃料。
(5)本發(fā)明的管，其至少在管內(nèi)面的最表面具有鋅-鎳(Zn-Ni )合金層，其特征在 于，所述Zn-Ni合金層可追隨彎曲加工，該彎曲加工在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸 率為20%以內(nèi)，而且所述管對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異。
(6)本發(fā)明的管，其特征在于，所述燃料包含汽油、生物乙醇、輕油、或生物柴油燃 料。
發(fā)明效果
本發(fā)明的管、制管用鋼板具備對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性，即使暴露在燃料即汽油、生物 乙醇、輕油、或生物柴油燃料等的燃料蒸氣中，也能夠抑制生銹。另外，鍍膜也能夠追隨對(duì)管 進(jìn)行加工時(shí)的彎曲加工，能夠抑制加工部的生銹。


圖1是表示本發(fā)明的具有Zn-Ni合金層的鋼板的層結(jié)構(gòu)的概略說明圖2是表示本發(fā)明的具有Zn-Ni合金層的鋼板對(duì)生物乙醇混合汽油的抗蝕性試驗(yàn) 的方法的概略說明圖3是使用了本發(fā)明的具有Zn-Ni合金層的鋼板的給油管的概略說明圖，(a)是表 示具有燃料通過的粗徑管部和使粗徑管部的上部和下部通氣的細(xì)徑管部的給油管，(b)表 示燃料通過的粗徑管部和細(xì)徑管部獨(dú)立地形成的給油管；
圖4是在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率的計(jì)算式的說明圖。
具體實(shí)施方式
下面，詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
< 鋼板 >
作為制管用鋼板的鍍敷原板，通?？墒褂玫吞间X鎮(zhèn)靜熱軋卷材。另外，也可以使用碳O. 003質(zhì)量％以下的極低碳鋼，或再在其中添加鈮、鈦，由非時(shí)效連續(xù)鑄造鋼制造的卷材。
<鍍敷前處理>
對(duì)于具有Zn-Ni合金層的鋼板，在本實(shí)施方式中，首先對(duì)鋼板實(shí)施Zn-Ni合金鍍敷，但作為鋼板的前處理，通常在以苛性鈉為主劑的堿液中進(jìn)行利用電解或浸潰的脫脂，除去冷軋鋼板表面的氧化皮(氧化膜)。除去后，由冷軋工序軋制成制品厚度。
< 退火 >
在對(duì)軋制中附著的軋制油進(jìn)行了電解清洗后，進(jìn)行退火。退火可以是連續(xù)退火或箱型退火的任一種，沒有特別限定。退火后，進(jìn)行形狀修正。
< Zn-Ni 合金鍍敷>
接著，在鋼板上實(shí)施Zn-Ni合金鍍敷。在本發(fā)明中，作為用于在鋼板上獲得Zn-Ni 合金鍍敷層的鍍?cè)?，可以使用硫酸浴、氯化物浴、氰化物浴等各種浴。該情況下的鍍敷條件如下。即，作為基本浴使用鍍Ni的代表性的瓦特浴，通過添加Zn離子而實(shí)施。
鍍?cè)〗M成設(shè)為
硫酸鎳20 300g / L、
氯化鎳20 50g / L、
硼酸20 50g / L、
硫酸鋅20 300g / L、
pH :1. 5 2. O、
浴溫50 65°C、
電流密度:5 50A / dm2。
另外，作為穩(wěn)定劑添加的硼酸也可以是檸檬酸。
在上述鍍敷條件下形成的Zn-Ni合金層中，作為Zn-Ni合金層的組成比例，優(yōu)選設(shè)為N1:4 16at% (原子濃度，以下at%稱為原子濃度)、剩余部分為Zn。
在Zn-Ni合金層中的Ni的組成比例不足4at%時(shí),不能獲得氣相部的足夠的抗蝕性。
另外，在Zn-Ni合金層的Ni的組成比例超過16at%的情況下，在平板情況下的合金層獲得抗蝕性，但是，由于合金層的硬質(zhì)化，加工性降低，且在管加工時(shí)在合金層中產(chǎn)生裂紋，底層鐵露出，因此，不能獲得氣相部的足夠的抗蝕性。
這樣的合金層中的組成比例的調(diào)節(jié)通過將上述鍍?cè)〗M成、pH、浴溫、電流密度等調(diào)節(jié)到合適的范圍可以實(shí)現(xiàn)。
另外，Zn-Ni合金層中的Ni的比例是使用U力' 義制熒光X射線裝置(ZSX IOOe), 通過EZ掃描根據(jù)鋅和鎳比率而計(jì)算出的。
Zn-Ni合金層的厚度通過力' 7制熒光X射線裝置(ZSX IOOe)測定，為O. 5 μ m以上，優(yōu)選3 10 μ m。在不足O. 5μπι時(shí)，在加工部分不能獲得足夠的抗蝕性。在超過10 μ m時(shí)，在加工時(shí)產(chǎn)生磨損粉，生產(chǎn)性變差。這樣的合金層的厚度的調(diào)節(jié)通過將上述鍍?cè)〗M成、 pH、浴溫、電流密度等調(diào)節(jié)到合適的范圍可以實(shí)現(xiàn)。
<管加工>
使用形成了上述Zn-Ni合金層的鍍敷鋼板，通過矯平機(jī)進(jìn)行形狀修正，用縱切機(jī) 切割為規(guī)定的外徑尺寸后，由成形機(jī)制成管狀，通過高頻感應(yīng)焊接將長度方向的端面彼此 進(jìn)行縫焊，由此制造管。之后，實(shí)施彎曲加工、其它必要的加工。
另外，也可以在準(zhǔn)備經(jīng)實(shí)施了利用矯平機(jī)的形狀修正、利用縱切機(jī)的切割的鋼板 后進(jìn)行制管。
作為管，可以舉出將燃料導(dǎo)入燃料箱的給油管及從燃料箱向發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)入燃料的 管、和進(jìn)行通氣的管。
如圖3 (a)所示，給油管20向燃料箱23的安裝，是使給油管20從燃料箱23的上 部向斜上方向延伸。
另外，在給油管20上連接有從燃料通過的粗徑管部21的中途分支，以使粗徑管部 21的上部和下部通氣的細(xì)徑管部22。
使用本發(fā)明的制管用鋼板制造粗徑管部21。另外，細(xì)徑管部22也可以使用本發(fā)明 的鍍敷鋼板制造。
另外，本發(fā)明中規(guī)定的給油管20不限于如圖3 (a)所示的形狀，例如，如圖3 (b) 所示，即使燃料通過的粗徑管部21為獨(dú)立的形狀，細(xì)徑管部22安裝在燃料箱23上，由于在 對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性的特別要求方面沒有變化，因此，也包括這些形態(tài)。
<評(píng)價(jià)方法>
由各種厚度的Zn-Ni合金鋼板制作評(píng)價(jià)試驗(yàn)片，通過使之浸潰在生物乙醇混合汽 油中，研究抗蝕性。按有無生銹來確認(rèn)抗蝕性。
使用了試驗(yàn)性地模仿生物乙醇混合汽油的腐蝕液。
向JIS K2202規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)汽油中添加甲酸、乙酸，添加10質(zhì)量％在JASO M361中 規(guī)定的生物乙醇，精制了模擬的劣化汽油。
以進(jìn)一步提高腐蝕性為目的，制作向純水添加了甲酸、乙酸、氯的腐蝕水，向劣化 汽油中添加10質(zhì)量％制成腐蝕液。腐蝕液成為上層為劣化汽油、下層為腐蝕水的分為兩層 的狀態(tài)。將設(shè)置了各厚度的Zn-Ni合金層的評(píng)價(jià)試驗(yàn)片以一半浸潰在該腐蝕液中的方式配 置于密閉容器中，在45 °C的恒溫槽中經(jīng)歷時(shí)間。
由此，如圖2所示，評(píng)價(jià)試驗(yàn)片從上部起分離為與劣化汽油的燃料蒸氣(氣相)接觸 的氣相部11，與劣化汽油(液相)接觸的液相部12，與腐蝕水(水相)接觸的水相部13，對(duì)其 進(jìn)行評(píng)價(jià)。而且，通過研究評(píng)價(jià)試驗(yàn)片的氣相部11的腐蝕，評(píng)價(jià)了評(píng)價(jià)試驗(yàn)片對(duì)燃料蒸氣 的抗蝕性。
< 90。折彎評(píng)價(jià)>
設(shè)有Zn-Ni合金層的評(píng)價(jià)試驗(yàn)片假設(shè)進(jìn)行管的彎曲加工，使用了將設(shè)有合金層的 面作為凸部(在圖2中為山脊部)進(jìn)行90°折彎的試驗(yàn)片。90°折彎的谷部的半徑，即模型 的肩部半徑設(shè)定為2. 0_，評(píng)價(jià)所加工的山脊部的生銹。
根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在Zn-Ni合金層的Ni比例為4 16at%時(shí)能夠抑制90°折 彎部的山脊部的氣相部的生銹。
在Zn-Ni合金層內(nèi)的Ni比例不足4%時(shí)，雖然在90°的折彎加工中合金層進(jìn)行追隨，但由于Zn多而不能獲得足夠的抗蝕性。
另外，在Zn-Ni合金層內(nèi)的Ni比例超過16&七％時(shí)，因?yàn)楹辖饘佑操|(zhì)化，由于90°折彎加工在合金層中產(chǎn)生裂紋，腐蝕液由此浸入，因此，不能獲得足夠的抗蝕性。
因此，從大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在將Zn-Ni合金層的Ni組成比例設(shè)定為4 16at% 范圍的情況下，能夠抑制在評(píng)價(jià)試驗(yàn)片的氣相部的生銹。
另外，圖4表示在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率的測定方法。S卩，在板的彎曲加工的情況下，如圖4 (a)所示，根據(jù)板厚t和肩部半徑r求出所述延伸率。在此，r是板的彎曲加工中使用的模型的肩部半徑，折彎凸部的延伸率(％)通過圖中的四方形包圍的計(jì)算式求出。
另外，在管加工的情況下，如圖4 (b)所示，根據(jù)管徑T和模型的肩部半徑R求出所述延伸率。在此，R為管的彎曲加工中使用的模型的肩部半徑，折彎凸部的延伸率(％)通過圖中的四方形包圍的計(jì)算式求出。例如，在將T = 30mm的管以R = 60mm進(jìn)行彎曲加工時(shí)延伸率為20%，與板厚Imm的90°折彎加工的延伸率相同。
實(shí)施例
下面，使用實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明。
<實(shí)施例1 6 >
將板厚1. Omm的冷軋、經(jīng)退火后的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼板作為原板。
鍍敷原板即鋼板的成分如下。
C 0. 045 質(zhì)量 ％、Mn 0. 23 質(zhì)量 ％、Si 0. 02 質(zhì)量 ％、P 0. 012 質(zhì)量 ％、S 0. 009 質(zhì)量％、Al :0. 063質(zhì)量％、N :0. 0036質(zhì)量％、剩余部分Fe及不可避免的雜質(zhì)。將該鋼板進(jìn)行堿電解脫脂、硫酸浸潰的酸洗后，改變Ni組成比例，制成進(jìn)行了 Zn-Ni合金鍍敷的制管用合金鍍敷鋼板。
另外，Zn-Ni合金鍍層的厚度通過U力' 7制熒光X射線裝置(ZSXIOOe)測定為 3 μ m0
表I中表示Zn-Ni合金層的Ni組成比例。另夕卜，合金層中的組成比例使用”力' 夕'' 制熒光X射線裝置(ZSXIOOe)，通過EZ掃描進(jìn)行了測定。合金層的厚度的測定也使用上述熒光X射線裝置。
<比較例I 5 >
除了將Zn-Ni合金層中的Ni的組成比例變更為表I所示的值之外，與實(shí)施例同樣地操作，獲得了比較例I 5的鍍敷鋼板。
[表 I]
權(quán)利要求
1.一種對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異的、具有彎曲部的管的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備制管用鋼板的工序，該制管用鋼板在至少一個(gè)表面具有鎳比例為4 16at%的鋅-鎳(Zn-Ni)合金層；將所述制管用鋼板以所述Zn-Ni合金層作為內(nèi)面加工成為筒狀的工序；和實(shí)施在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率為20%以內(nèi)的彎曲加工的工序。
2.權(quán)利要求1所述的對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異的、具有彎曲部的管的制造方法，其特征在于，所述燃料包含汽油、生物乙醇、輕油、或生物柴油燃料。
3.一種制管用鋼板，其特征在于，在該鋼板的至少成為管內(nèi)面的面的最表面具有鋅-鎳(Zn-Ni )合金層，所述Zn-Ni合金層中的鎳比例為4 16at%，且所述Zn-Ni合金層可追隨彎曲加工，該彎曲加工在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率為20%以內(nèi)，而且所述鋼板對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異。
4.權(quán)利要求3所述的制管用鋼板，其特征在于，即使在燃料蒸氣存在的情況下使用，對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性也優(yōu)異，所述燃料包含汽油、生物乙醇、輕油、或生物柴油燃料。
5.一種管，其至少在管內(nèi)面的最表面具有鋅-鎳(Zn-Ni)合金層，其特征在于，所述Zn-Ni合金層可追隨彎曲加工，該彎曲加工在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率為20%以內(nèi)，而且所述管對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異。
6.權(quán)利要求5所述的管，其特征在于，即使在燃料蒸氣存在的情況下使用，對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性也優(yōu)異，所述燃料包含汽油、生物乙醇、輕油、或生物柴油燃料。
全文摘要
本發(fā)明提供對(duì)汽油、輕油、生物乙醇、生物柴油燃料等的燃料蒸氣具備抗蝕性的管、管的制造方法、制管用鋼板。一種對(duì)燃料蒸氣的抗蝕性優(yōu)異的、具有彎曲部的管的制造方法，其包括準(zhǔn)備制管用鋼板的工序，該制管用鋼板在至少一個(gè)表面具有鎳比例為4～16at%的鋅-鎳(Zn-Ni)合金層；將所述制管用鋼板以所述Zn-Ni合金層作為內(nèi)面加工成為筒狀的工序；實(shí)施在彎曲加工時(shí)產(chǎn)生的折彎凸部的延伸率為20%以內(nèi)的彎曲加工的工序。一種對(duì)燃料蒸氣具備抗蝕性的制管用鋼板，其在鋼板的至少成為管內(nèi)面的面的最表面具有Zn-Ni合金層，Zn-Ni合金層中的鎳比例為4～16at%。
文檔編號(hào)F02M37/00GK103037996SQ20118003740
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者友森龍夫, 吉岡興 申請(qǐng)人:東洋鋼鈑株式會(huì)社