具有加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍層的配管的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有加工性優異的耐熱、耐腐蝕性多層鍍層的配管。其特征在于，具有多層鍍層，該多層鍍層包含作為第一層形成于母材鋼管的表面的Ni含有率5～9％、層厚3～9μm的ZnNi合金鍍層、作為第二層粘附于第一層的ZnNi合金鍍層上的Ni含有率10～15％、層厚1～3μm的ZnNi合金鍍層、和形成于該第二層的ZnNi合金鍍層上的鉻酸鹽皮膜。
【專利說明】具有加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍層的配管
【技術領域】
[0001] 本發明涉及具有加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍層的汽車的配管，更詳細而言涉 及在母材鋼管的外表面作為耐熱、耐腐蝕性鍍層具有ZnNi合金鍍層的加工性優異的配管。
【背景技術】
[0002] 以往，在汽車的例如燃料配管中多使用在鋼管表面形成Zn鍍層后，形成鉻酸鹽 皮膜的制品。然而，對于鍍層皮膜處理后的制品加工而言，加工部的耐腐蝕性顯著被損 壞，耐熱性也不能說充分。另外，出于低油耗、環境對策方面的考慮，汽車的發動機小型化 (downsizing)造成發動機室內的溫度的上升，隨之而來對于發動機室內所使用的配管的更 高耐熱、更高耐腐蝕性的要求也一直在提高。
[0003] 另外，作為加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍敷，提案有在基材的表面作為第一層形 成Ni鍍層，接著在粘附于上述Ni鍍層上的ZnNi合金鍍層的表面實施鉻酸鹽皮膜處理的耐 熱、耐腐蝕性多層鍍敷鋼材（參照專利文獻1、專利文獻2等），及作為第一層形成Ni鍍層， 接著作為中間層形成使用酸性鍍液（浴）的ZnNi合金鍍層，作為第三層形成使用堿性鍍液 的ZnNi合金鍍層的鋼材（參照專利文獻3)。
[0004] 然而，作為燃料配管等汽車用配管的制造工序，從生產性、成本等觀點來看，希望 在超長直管鋼管的狀態下進行鍍敷及鉻酸鹽處理后，進行制品彎曲加工，因此，上述現有技 術那樣的在Ni鍍層上單獨形成ZnNi合金鍍層的情況下，具有端部的鍍敷膜厚增加、加工性 惡化，Ni鍍層和ZnNi合金鍍層間的密合性在彎曲加工時降低，耐熱性、耐腐蝕性易降低這 類問題。另外，在Ni鍍層上形成多層ZnNi合金鍍層的情況下，也存在成為鍍液管理的煩雜 度、成本上升的主要原因這類問題。
[0005] 現有技術文獻 [0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開平2-120034號公報
[0008] 專利文獻2:日本特開平10-121267號公報
[0009] 專利文獻3:日本特開平8-134685號公報
【發明內容】
[0010] 發明所要解決的課題
[0011] 本發明是為了解決上述現有技術的問題，即Ni鍍層上單獨形成ZnNi合金鍍層的 配管的情況的加工性惡化的問題、彎曲加工時的Ni鍍層和ZnNi合金鍍層間的密合性降低 造成的耐熱性、耐腐蝕性降低的問題、及Ni鍍層上形成多層ZnNi合金鍍層的情況下的成本 上升的問題而完成的，意圖提供一種不需要第一層Ni鍍層，低成本且具備優異的加工性的 高品質的具有耐熱、耐腐蝕性鍍層的配管。
[0012] 用于解決課題的方案
[0013] 本發明人對于加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍層反復專心研究的結果發現，通過 適當地確定ZnNi合金鍍層的Ni含有率，可以不形成第一層Ni鍍層，即使在彎曲加工部也 顯示優異的耐熱、耐腐蝕性的多層ZnNi合金鍍層的構成。
[0014] 對于ZnNi合金鍍層已知的是，耐熱、耐腐蝕性優異，另一方面，加工性欠缺，例如， 在燃料噴射管的彎曲加工部較大程度受鍍敷膜厚和Ni含有率的影響。即，發現了ZnNi合 金鍍層在未加工部（直管部等），鍍敷膜厚和Ni含有率大的情況下對耐腐蝕性有利地發揮 作用，但在彎曲加工部如果鍍敷膜厚增加，則"鍍敷剝落"的危險性就增大，耐腐蝕性降低的 可能性提高，在考慮了加工性的鍍敷膜厚的情況下則得不到希望的耐腐蝕性，另外，對于Ni 含量也同樣，如果Ni含量過高，則加工性惡化，在考慮加工性而降低Ni含量的情況下，得不 到希望的耐腐蝕性，于是基于該技術見解，發現了在基材表面作為第一層形成的ZnNi合金 鍍層上形成比該第一層的Ni含有率更高的Ni含有率的ZnNi合金鍍層，由此即使不形成Ni 鍍層，在燃料噴射管的彎曲加工部也具有同等的耐腐蝕性的多層ZnNi合金鍍層的構成。
[0015] 即，本發明的具有加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍層的配管的特征在于，具有多層 鍍層，該鍍層包含作為第一層形成于母材鋼管的表面的Ni含有率5?9%、層厚3?9μm的ZnNi合金鍍層、作為第二層粘附于該第一層的ZnNi合金鍍層上的Ni含有率10?15%、 層厚1?3μm的ZnNi合金鍍層、和形成于該第二層的ZnNi合金鍍層上的鉻酸鹽皮膜。 [0016] 發明效果
[0017] 本發明通過使形成于母材鋼管的表面的第一層采用對加工性有利的低Ni含有率 的ZnNi合金鍍層，在粘附于該第一層之上的第二層采用重視耐腐蝕性的比所述第一層高 的Ni含有率的ZnNi合金鍍層，從而表層的第二層初期防銹性能優異，且加工時可以減輕對 下層的第一層的不良影響，因此，例如，也可經受多層鍍層形成后燃料配管的加工工序，即 使在第一層不存在Ni鍍層，在燃料配管的彎曲加工部也可以得到同等的耐熱、耐腐蝕性， 也可以減少在生產工序中使用的鍍液種類、制品被覆層數量，由此在鍍液管理的煩雜度、成 本方面也有利。
【具體實施方式】
[0018] 本發明中，將形成于母材鋼管的表面的第一層的ZnNi合金鍍層的層厚限定為3? 9μm是因為層厚低于3μm時得不到充分的耐熱、耐腐蝕性，另一方面，如果層厚超過9μm， 則在彎曲加工部可能產生可以目視確認的鍍敷剝離，外觀品質上成為問題。另外，第二層的 ZnNi合金鍍層的層厚限定為1?3μm是因為，與第一層的ZnNi合金鍍層相同，層厚低于 1μm時得不到充分的耐熱、耐腐蝕性，另一方面，如果層厚超過3μm，則在彎曲加工部可能 產生可以目視確認的鍍敷剝離，外觀品質上成為問題。
[0019] 進而將上述第一層和第二層的ZnNi合金鍍層的Ni含有率分別限定為5?9%、 10?15%取決于下面記載的理由。
[0020] 即，就第一層和第二層的Ni含有率而言，如果考慮加工性和耐腐蝕性，則需要使 第二層采用比第一層高的Ni含有率。這是因為，表層側具有耐腐蝕性優異的含高Ni的ZnNi 合金鍍層，因此即使在彎曲加工部，初期的防銹性能也優異，且即使受到加工造成的不良影 響，因第一層之上存在加工性差的第二層，所以第一層的含低Ni的ZnNi合金鍍層也難以受 到不良影響。相反，在第一層為比第二層高的Ni含有率的情況下，因加工性及表層側的初 期防銹性能差，所以只得到劣于形成第一層Ni鍍層后形成第二層ZnNi鍍層的材料的耐腐 蝕性。因此，第一層和第二層的Ni含有率需要為第二層比第一層高的Ni含有率。具體而 言，第一層的ZnNi合金鍍層的Ni含有率低于5%時，得不到充分的耐熱、耐腐蝕性，另一方 面，如果超過9%，則在彎曲加工部可能產生鍍層剝離，外觀品質上是問題，因此，將第一層 的ZnNi合金鍍層的Ni含有率規定為5?9%。另外，將第二層的ZnNi合金鍍層的Ni含 有率規定為10?15%是因為，與上述第一層的情況相同，在低于10%時，得不到充分的耐 熱、耐腐蝕性，另一方面，如果超過15%，則在彎曲加工部可能產生鍍敷剝離，在外觀品質上 成為問題。
[0021] 實施例
[0022] 下面，基于實施例更具體地說明本發明。但是，本發明不受下述實施例限制，不脫 離宗旨的范圍內進行變更、實施全部包含于本發明的技術范圍。
[0023] 實施例1
[0024]使用直徑8mm的燃料配管用鋼管，在液溫15?25°C、電流密度5A/dm2下，在該鋼 管的表面，作為第一層形成Ni含有率5%、層厚3μm的ZnNi合金鍍層，接著，在液溫15? 25°C、電流密度5A/dm2下，形成作為第二層的Ni含有率10%、層厚1μm的ZnNi合金鍍層， 進而，第二層之上，在PH4. 0、液溫30°C下實施60秒的鉻酸鹽皮膜處理。
[0025] 予以說明，本實施例的第一層ZnNi合金鍍層的形成中，使用Zn:9. 0g/L、Ni:2. 2g/ UNaOH:125. 6g/L且適量含有絡合劑及光澤劑的鍍液，該第二層的ZnNi合金鍍層的形成中 使用Zn:8.Og/L、Ni:1. 4g/L、NaOH:130.Og/L且適量含有絡合劑及光澤劑的鍍液。
[0026] 以R15對所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管實施彎曲加工，目視觀 察該彎曲加工部的外觀剝離。接著，對彎曲加工后的試樣在150°C下進行24小時加熱后，通 過基于JISZ2371的鹽水噴霧試驗評價耐腐蝕性。表1表示這些試驗結果。
[0027] 實施例2
[0028] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率5%、層厚3μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 10%、層厚3μπι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0029] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1表示通過與實施例1 同樣的方法進行了彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0030] 實施例3
[0031] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率5%、層厚5μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 10 %、層厚1μm的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0032] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1表示通過與實施例1 同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0033] 實施例4
[0034] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率5%、層厚5μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 10%、層厚3μπι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0035]對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1表示通過與實施例1 同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0036] 實施例5
[0037] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8mm的燃料配管用鋼管的表面，作 為第一層形成Ni含有率9%、層厚9μm的ZnNi合金鍍層，接著作為第二層形成Ni含有率 15%、層厚3μπι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0038] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1表示通過與實施例1 同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0039](比較例1)
[0040] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8mm的燃料配管用鋼管的表面，作 為第一層形成Ni含有率4%、層厚2μm的ZnNi合金鍍層，接著作為第二層形成Ni含有率 9%、層厚0. 8μπι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0041] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0042](比較例2)
[0043] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率10%、層厚10μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 16 %、層厚4μm的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0044] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗的結果。
[0045](比較例3)
[0046] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率10%、層厚1μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 5%、層厚3μηι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0047] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0048](比較例4)
[0049] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率10%、層厚3μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 5%、層厚3μηι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0050] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0051](比較例5)
[0052] 通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率10%、層厚1μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 5%、層厚5μηι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0053] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0054](比較例6)
[0055]通過與實施例1同樣的鍍層形成方法，在直徑8_的燃料配管用鋼管的表面，作為 第一層形成Ni含有率10%、層厚3μm的ZnNi合金鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率 5%、層厚5μηι的ZnNi合金鍍層，之后，在第二層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0056] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0057] (現有例1)
[0058] 在與實施例1相同的燃料配管用鋼管的表面，作為第一層形成層厚0.5μπι的Ni 鍍層，接著，作為第二層形成Ni含有率8%、層厚5μm的ZnNi合金鍍層，進而，作為第三層 通過與實施例1同樣的方法形成Ni含有率5%、層厚5μπι的ZnNi合金鍍層，之后，在第三 層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0059] 本現有例的第一層的Ni鍍層使用瓦特鍍液（^ 7卜浴），在液溫52?57°C、電 流密度5A/dm2下形成。另外，第二層的ZnNi合金鍍層，使用100g/L的ZnCl2、130g/L的NiCl2 · 6H20、200g/L的NH4Cl、pH5. 7的酸性鍍液，在液溫34?36°C、電流密度3A/dm2下形 成。
[0060] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0061] (現有例2)
[0062] 在與實施例1相同的燃料配管用鋼管的表面，通過與現有例1同樣的方法，作為第 一層形成層厚3μm的Ni鍍層，同樣地作為第二層形成Ni含有率8 %、層厚5μm的ZnNi合 金鍍層，進而作為第三層通過與實施例1同樣的方法形成Ni含有率5%、層厚5μπι的ZnNi 合金鍍層，之后，在第三層之上形成鉻酸鹽皮膜。
[0063] 對于所得的具有多層ZnNi合金鍍層的燃料配管用鋼管，表1 一并表示通過與實施 例1同樣的方法進行彎曲加工部的外觀剝離試驗和鹽水噴霧試驗的結果。
[0064] 從表1的結果，可以如下地考察。
[0065] (1)、在第一層以層厚3?9μm形成對加工性有利的低Ni含有率的ZnNi合金鍍 層，在第二層以層厚1?3μm形成重視耐腐蝕性的比第一層高的Ni含有率的ZnNi合金鍍 層的實施例1?5的本發明的燃料配管用鋼管均沒有彎曲加工部的鍍敷剝離現象，且如從 至該彎曲加工部產生紅銹的時間所明確地，耐腐蝕性也優異，因此，即使在第一層不存在Ni 鍍層，在配管的彎曲加工部也能夠得到同等的耐熱、耐腐蝕性。
[0066] (2)、第一層及第二層的ZnNi合金鍍層的層厚偏離本發明的規定值的比較例1 (規 定層厚以下）的情況中，如從鹽水噴霧試驗的結果（至彎曲加工部的紅銹產生的時間）所 明確，與本發明的實施例1?5相比很差，因而不優選。
[0067] (3)、第一層及第二層的ZnNi合金鍍層的層厚偏離本發明的規定值的比較例2 (規 定層厚以上）的情況中，因在彎曲加工部產生鍍敷剝離，所以作為燃料配管用鋼管不可采 用。
[0068] (4)、第一層的Ni含有率比第二層的Ni含有率高的比較例3?6中，如從鹽水噴 霧試驗的結果（至彎曲加工部的紅銹產生的時間）所明確，與本發明的實施例1?5比較， 都很差，因而不優選。
[0069] (5)、通過Ni鍍層構成第一層，通過ZnNi合金鍍層構成第二層及第三層的現有例 1、2雖然能經得住彎曲加工，但鹽水噴霧試驗的結果（至彎曲加工部的紅銹產生的時間）比 本發明的實施例1?5差，因此，可知在多層鍍敷的構成中存在問題。
[0070] 予以說明，在此，僅對燃料配管用鋼管的實施例進行了說明，但本申請發明不用說 不僅適用于燃料配管用鋼管，即使適用于汽車的各種配管，也能夠獲得同樣的作用效果，因 此，對于燃料配管用鋼管以外的其它汽車用配管省略實施例。
[0071] 表 1
[0072]
【權利要求】
1. 一種具有加工性優異的耐熱、耐腐蝕性鍍層的配管，其特征在于，具有多層鍍層，該 多層鍍層包含：作為第一層形成于母材鋼管的表面的Ni含有率5?9%、層厚3?9 y m的 ZnNi合金鍍層， 作為第二層粘附于該第一層的ZnNi合金鍍層上的Ni含有率10?15%、層厚1?3 y m 的ZnNi合金鍍層，和 形成于該第二層的ZnNi合金鍍層上的鉻酸鹽皮膜。
【文檔編號】C25D5/26GK104428447SQ201380035210
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2012年7月4日
【發明者】石井康滋 申請人:臼井國際產業株式會社