BRPI0618156A2

BRPI0618156A2 - tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel

Info

Publication number: BRPI0618156A2
Application number: BRPI0618156-2A
Authority: BR
Inventors: Kazuyuki Omote; Yusuke Yamashita
Original assignee: Sanoh Ind Co Ltd
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2012-02-28
Also published as: TW200732576A; WO2007052683A1; JPWO2007052683A1; EP1953255A1; EP1953255A4; US20090176041A1; CN101341273A

Abstract

TUBO DE AçO PARA USO EM UMA TUBULAçãO DE UM AUTOMóVEL. é descrito um tubo de aço para tubulação de automóvel, que possui boa processabilidade final enquanto sendo melhorada em resistência à corrosão e resistência ao lascamento, que são exigidas para tubos de aço para automóveis, tais como tubulações de combustível ou tubulações de freio, sem ter uma camada de revestimento de resina protetora espessa. Especificamente é descrito um tubo de aço metalizado obtido cobrindo um tubo de aço com muitas camadas de filmes incluindo um filme metalizado. Os filmes de cobertura são compostos de um filme metalizado por fusão (12), um filme de revestimento de conversão química (14) no outro lado do filme metalizado e um filme de resina de PA fino (18) como o filme mais externo.

Description

"TUBO DE AÇO PARA USO EM UMA TUBULAÇÃO DE UM AUTOMÓVEL"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

A presente invenção diz respeito no geral a um tubo de aço para uso em uma tubulação de um veículo, tal como uma tubulação de combustível, ou tubulação do freio, para um automóvel e, em particular, a um tubo de aço que tem maior capacidade de preservação de partes arranhadas por causa de colisão de uma pedra ou similares no tubo.

Fundamentos da Técnica

Para um tubo de aço para uso em um automóvel deste tipo, é exigida maior capacidade de resistência a corrosão e resistência química. Convencionalmente, para um tubo de aço como esse usado para uma tubulação de um automóvel, tentou-se melhorar a resistência à corrosão realizando zincagem na sua superfície e cobrindo a superfície com um revestimento de conversão química cromado.

A tubulação para um automóvel fica em geral arranjada em torno do lado inferior de sua carroceria e estende-se até o motor. Para uma tubulação como essa, resistência ao lascamento deve ser melhorada, de maneira a impedir danos no revestimento metalizado por causa de colisão de uma pedra ricocheteada ou similares durante o deslocamento. Portanto, é geralmente provida uma camada de revestimento resinosa com uma espessura relativamente grande para a camada mais externa.

Para um tubo de aço convencional para uso em um automóvel, a superfície do tubo de aço é coberta com um revestimento zincado, o tratamento de conversão química cromado é então revestido na superfície coberta com o revestimento de zinco, e a superfície assim tratada é adicionalmente revestida duas vezes com uma resina de PA 11 ou PP.

Entretanto, para um tubo de aço convencional par uso em um automóvel, o processo de metalização ou zincagem é normalmente realizado por zincagem eletrolítica. Em geral, revestimentos metalizados, incluindo revestimentos zincados, têm resistência à corrosão adequada, embora sendo ainda suscetíveis a um impacto causado pela colisão de uma pedra ou similares. Para zincagem eletrolítica, a produção de um revestimento mais espesso é difícil. Portanto, no caso de um tubo de aço para uso em um automóvel para o qual a melhoria de resistência ao lascamento (resistência ao impacto a ser provocado pela colisão de uma pedra ou similares) é exigida, a espessura do revestimento metalizado inevitavelmente não é satisfeita. Por este motivo, uma trinca ou arranhão pode atingir a base de ferro do tubo de aço quando ele ocorre por causa do impacto a ser causado por uma pedra ou similares. A fim de melhorar a resistência ao lascamento, é necessário fazer uma camada de resina mais externa a mais espessa possível de maneira a proteger o revestimento zincado.

Por outro lado, no caso do tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel, a fim de conectar uma parte de extremidade do tubo a uma junta, é necessário usinar a parte de extremidade do tubo por meio de aquecimento com chama ou formação de um bojo. Neste caso, para o tubo cuja resistência ao lascamento é melhorado por uma camada de resina mais espessa como essa, da maneira anteriormente descrita, é difícil realizar a usinagem na parte de extremidade, a menos que a resina seja desprendida em uma parte correspondente à parte de extremidade.

Portanto, é um objetivo da presente invenção prover um tubo de aço metalizado por imersão a quente, que pode resolver os problemas da técnica anterior supradescritos, melhorar a resistência à corrosão e resistência ao lascamento exigidas para o tubo para uso em uma tubulação de um veículo sem a necessidade de prover uma camada de revestimento de resina protetora mais espessa, apresentar uma excelente resistência à corrosão, e poder melhorar a conformabilidade da parte de extremidade do tubo. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A fim de atingir o objetivo citado, um aspecto da presente invenção é um tubo de aço metalizado, que é revestido com um revestimento em multicamadas incluindo um revestimento metalizado, um revestimento em multicamadas compreendendo: um revestimento formado por imersão a quente, um revestimento de conversão química provido como uma camada externa do revestimento formado por imersão a quente, e um revestimento de resina de PA fino mais externo.

Um outro aspecto da presente invenção é um tubo de aço metalizado revestido com um revestimento em multicamadas incluindo uma camada metalizada, um revestimento de conversão química provido como uma camada externa do revestimento formado por imersão a quente, e um revestimento de resina de PA fino mais externo, em que a espessura do revestimento de resina de PA é controlado, correlacionando com a espessura do revestimento formado por imersão a quente, de maneira tal que a melhoria da resistência à corrosão e capacidade de usinagem para processamento de uma extremidade do tubo com o revestimento de resina que é revestido nela possam ser bem equilibrados.

Na presente invenção, a espessura do revestimento formado por imersão a quente é na faixa de 10 a 150 μm. Preferivelmente, a espessura do revestimento formado por imersão a quente é na faixa de 10 a 50 μm, e a espessura do revestimento de resina de PA é na faixa de 50 a 150 μm. É também preferível que a espessura da camada de difusão formada por imersão a quente a ser criada entre o revestimento formado por imersão a quente e a superfície do tubo de aço seja 10 μm ou menos.

É preferível que a composição do revestimento formado por imersão a quente compreenda uma liga tipo Zn-Al-Mg, e o revestimento de conversão química compreenda um revestimento de conversão química sem cromo que não contém compostos de cromo hexavalentes. Um fino revestimento de resina com uma espessura de 50 a 150 μm é revestido no revestimento de conversão química sem cromo por meio de um revestimento base.

De acordo com a presente invenção, o revestimento formado por imersão a quente pode apresentar resistência a corrosão adequada, bem como pode ter uma espessura devidamente aumentada. Portanto, não é necessário proteger o tubo de aço empregando uma camada de resina mais espessa, exigida para revestimento mais fino convencional formado por zincagem eletrolítica. Além do mais, uma vez que a resistência à corrosão e a resistência ao lascamento exigidos para um tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel podem ser igualmente melhoradas, bem como pode ser provido um revestimento de resina de PA mais esterno mais fino que é bem equilibrado com a conformabilidade para processamento de uma parte de extremidade do tubo, uma conformação adicional na parte de extremidade do tubo de aço pode ser feita com facilidade sem a necessidade de desprender o revestimento de resina.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A figura 1 é uma seção transversal mostrando uma primeira modalidade de um tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a presente invenção.

A figura 2 é uma seção transversal parcial de uma parte alargada formada como uma parte de extremidade do tubo para uso em tubulação de um automóvel.

A figura 3 é uma ilustração de uma camada de difusão de um revestimento formado por imersão a quente formado em um tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

EXEMPLOS

A seguir, será descrita uma modalidade de um tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel com referência aos desenhos.

A figura 1 é uma seção transversal mostrando um tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na figura 1, o número de referência 10 designa um tubo de aço. Nesta modalidade, o tubo de aço tem um diâmetro externo de 4,76 mm, e é usado para uma tubulação de combustível, tubulação de freio ou similares para um automóvel.

Uma superfície periférica externa do tubo de aço 10 é aplicada com um revestimento formado por imersão a quente 12 por todo o comprimento, e um revestimento de conversão química 14 formado por um processo de conversão química é laminado no revestimento formado por imersão a quente 12. Preferivelmente, um banho de imersão a quente de Zn- Al-Mg é usado como um banho de metalização para formar o revestimento formado por imersão a quente 12.

Para formar o revestimento de conversão química 14, é usado um processo de conversão química que emprega uma solução de conversão química sem cromo que não contém compostos de cromo hexavalentes.

No tubo de aço imerso a quente da presente invenção, um revestimento de resina 18 formado de resina termoplástica é revestido na superfície do revestimento de conversão química 14 por meio de um filme de revestimento base 16 para melhorar a adesividade no revestimento de resina. Como a resina, uma resina de PA é normalmente usada, com uma resina de PA 11 sendo a mais preferível.

De acordo com o tubo de aço imerso a quente construído da maneira supradescrita, uma vez que o revestimento metalizado para preservação do tubo de aço 10 é formado por imersão a quente, e não por uma metalização eletrolítica convencional, um revestimento metalizado mais espesso pode ser produzido em um menor tempo, comparado com a metalização eletrolítica. Por exemplo, no caso de zincagem eletrolítica, a espessura do revestimento metalizado obtido é aproximadamente 30 μπι no máximo.

Por outro lado, no caso de imersão a quente, é fácil produzir um revestimento metalizado uniforme com uma espessura na faixa de 10 a 150 μm em um menor tempo. A fim de melhorar a resistência à corrosão e aumentar a resistência ao impacto, nesta modalidade, a espessura do revestimento formado por imersão a quente 12 deve preferivelmente ficar na faixa de 10 a 50 μm.

Uma vez que a espessura do revestimento formado por imersão a quente 12 é controlada para ficar na faixa de 10 a 150 μm para melhorar a resistência à corrosão, correlacionando com uma maior espessura como essa, a espessura do revestimento de resina mais externo 189 pode ser reduzido até 50 a 150 μm.

Desta maneira, o revestimento formado por imersão a quente 12 é formado de uma liga tipo Zn-Al-Mg, com uma resistência à corrosão adequada, bem como ela pode ser formada para ter uma maior espessura. Portanto, não é necessário cobrir este revestimento 12 com revestimentos de resina de espessura dupla, exigido para zincagem eletrolítica convencional, para proteger o revestimento metalizado de impacto a ser causado pela colisão de uma pedra ou similares.

Para o tubo de aço imerso a quente da presente invenção, mostrado na figura 2, é necessário formar uma parte alargada 20 em uma parte de extremidade do tubo de aço 20 para conexão com uma junta. Convencionalmente, uma vez que o revestimento de resina mais externo é bastante espesso, da maneira descrita anteriormente, a conformação adicional da parte de extremidade não pode ser feita, a menos que o revestimento de resina seja desprendido. Ao contrário, no caso de tubo de aço imerso a quente desta modalidade, uma vez que o revestimento de resina mais externo 18 é significativamente fino, a conformação adicional pode ser conseguida na parte de extremidade enquanto é coberta com o revestimento de resina 18, isto é, sem a necessidade de desprender o revestimento de resina 18.

No tubo de aço imerso a quente desta modalidade, em virtude de ser provido o revestimento formado por imersão a quente 12 com uma maior espessura, uma camada de difusão 13 é formada entre o revestimento formado por imersão a quente 12 e a superfície do tubo de aço 10, mostrado na figura 3. Neste caso, se a espessura da camada de difusão for maior que 10 μm, pode haver a tendência de ocorrência de trincas mediante formação da parte alargada 20 na parte de extremidade, degradando assim a conformabilidade. Dessa maneira, a espessura da camada de difusão 13 deve ser 10 μm ou menos.

Quando a composição do revestimento formado por imersão a quente 12 é uma liga tipo Zn-Al-Mg, um efeito anticorrosão de sacrifício pode ser provido, ou seja, quando o revestimento formado por imersão a quente 12 é danificado, Zn, Al e Mg eluem do revestimento formado por imersão a quente 12 e reparam uma parte danificada.

(Exemplo Teste)

A seguir, resultados de um teste de desempenho do tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a presente invenção serão descritos.

Tabela 1: Resultados do teste de jateamento de sal

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Nota: G: sem ocorrência de ferrugem vermelha NG: com ocorrência de ferrugem vermelha

A tabela 1 mostra resultados de uma avaliação de desempenho anticorrosão do revestimento formado por imersão a quente, em que um teste de jato de sal realizado em tubos de aço (JASO M101) no qual revestimentos revestidos por imersão a quente com diferentes espessuras foram formados.

O revestimento formado por imersão a quente com uma espessura de cerca de 5 μm apresenta substancialmente a mesma resistência à corrosão de um com uma espessura de cerca de 25 μm, isto é, uma espessura que é um valor aproximadamente limite para revestimentos convencionais formados por zincagem eletrolítica.

Entretanto, é difícil para o estágio corrente de produção atual formar um revestimento formado por imersão a quente uniformemente na superfície periférica externa de um tubo de aço de maneira tal que ele tenha uma espessura de 5 μm. A saber, observou-se que uma espessura de 10 μm ou mais pode facilitar a formação de uma espessura de filme uniforme.

Pela tabela 1, quando se comparar o caso da espessura de 13 μm com a espessura de 5 μm, observou-se que a resistência à corrosão é significativamente melhorada. Considerando-se o equilíbrio entre este fato e um objetivo de formar uma espessura uniforme do revestimento, a espessura do revestimento formado por imersão a quente é preferivelmente 10 μm ou mais.

Desta maneira, a resistência à corrosão é melhorada à medida que a espessura do revestimento formado por imersão a quente aumenta.

Quando ela é aumentada excessivamente, a possibilidade de causar trincas no revestimento por causa do impacto também aumenta. Se houver a provisão de tal resistência à corrosão em que não há ocorrência de ferrugem vermelho, mesmo depois de um período de 10.000 horas, uma propriedade anticorrosão como esta pode satisfazer suficientemente a necessidade de resistência à corrosão para uma tubulação de combustível ou tubulação de freio de um automóvel. Dessa maneira, a espessura máxima, que é aceitável, do revestimento formado por imersão a quente é 150 μm. Em vista da propriedade anticorrosão, é preferível estabelecer a espessura do revestimento formado por imersão a quente na faixa de 10 a 150 μm, ainda em consideração geral incluindo a resistência à corrosão, conformabilidade em uma parte de extremidade, custo de material e similares, a faixa ideal da espessura total do revestimento formado por imersão a quente e do revestimento de resina de PA é ainda mais limitada com um relacionamento obtido.

A tabela 2 mostra a correlação entre a espessura do revestimento formado por imersão a quente e a espessura do revestimento de resina de PA, considerando a produtividade, custo de material, propriedade anticorrosão, conformabilidade em uma parte de extremidade e similares.

Tabela 2

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Nota: Ex: excelente

AP: aplicável QA: questionável NA: não aplicável

No caso em que a espessura do revestimento formado por imersão a quente é 5 μm, embora este revestimento apresente substancialmente a mesma resistência à corrosão de uma espessura possivelmente máxima provida pela zincagem eletrolítica convencional e assim reduz o custo de material, esta espessura torna a produção de um revestimento uniforme difícil e degrada a produtividade. Isto é em geral o caso em que a espessura do revestimento de resina de PA é 50 μπι.

A espessura de 150 μm ou mais do revestimento formado por imersão a quente é vantajosa na resistência à corrosão, mas apresenta um demérito de aumentar o custo de material. Também, quando a espessura do revestimento de resina de PA é 200 μm ou mais, a conformabilidade para permitir processar uma conformação adicional em uma parte de extremidade do tubo de aço sem desprendimento do revestimento de resina se perde, e o custo de material é aumentado.

Conseqüentemente, observou-se que a espessura de cerca de 20 μm do revestimento formado por imersão a quente e a espessura de cerca de 80 μm do filme de resina de PA podem melhorar significativamente a propriedade anticorrosão, comparada com o revestimento convencional formado por zincagem eletrolítica e permitir fazer o revestimento de resina o mais fino possível, melhorando assim o melhor equilíbrio geral entre a propriedade anticorrosão, produtividade, custo de material e conformabilidade em uma parte de extremidade do tubo de aço. Na prática, a faixa aplicável da espessura para prover um equilíbrio aceitável entre a resistência à corrosão, conformabilidade na parte de extremidade do tubo de aço e redução do custo de material é 10 a 50 μm para o revestimento formado por imersão a quente, e 50 a 150μ para o revestimento de resina de PA.

Embora na descrição apresentada tenha sido mencionado um tubo de aço com um diâmetro externo de 4,76 mm, o escopo da presente invenção não está limitado a este valor. Por exemplo, um tubo de aço com um pequeno diâmetro na faixa de cerca de 4 a 10 mm pode também ser usado.

Claims

1. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel, caracterizado pelo fato de que é revestido com um revestimento em multicamadas incluindo um revestimento metalizado, o revestimento em multicamadas compreendendo: um revestimento formado por imersão a quente, um revestimento de conversão química provido como uma camada externa do revestimento formado por imersão a quente, e um revestimento de resina de PA fino mais externo.

2. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel, caracterizado pelo fato de que é revestido com um revestimento em multicamadas incluindo um revestimento metalizado, o revestimento em multicamadas compreendendo: um revestimento formado por imersão a quente, um revestimento de conversão química provido como uma camada externa do revestimento formado por imersão a quente, e um revestimento de resina de PA fino mais externo, em que a espessura do revestimento de resina de PA é controlada, correlacionando com a espessura do revestimento formado por imersão a quente, de maneira tal que melhoria da resistência à corrosão e conformabilidade para processamento de uma parte de extremidade do tubo com o revestimento de resina que é revestido nele podem ser bem equilibradas.

3. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a espessura do revestimento formado por imersão a quente é na faixa de 10 a 150 μm.

4. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espessura do revestimento formado por imersão a quente é na faixa de 10 a 50 μm, e a espessura do revestimento de resina de PA é na faixa de 50 a 150 μm.

5. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espessura de uma camada de difusão formada por imersão a quente a ser criada entre o revestimento formado por imersão a quente e a superfície do tubo de aço é 10 μm ou menos.

6. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a composição do revestimento formado por imersão a quente compreende uma liga tipo Zn-Al-Mg.

7. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento de conversão química compreende um revestimento de conversão química sem cromo que não contém compostos de cromo hexavalentes.

8. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o revestimento de resina de PA com uma espessura de 50 a 150 μm é revestido no revestimento de conversão química sem cromo por meio de um revestimento base.

9. Tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que o tubo de aço para uso em uma tubulação de um automóvel é uma tubulação de combustível ou tubulação de freio com uma extremidade na qual uma parte alargada é formada.