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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft mit Kraftstoff in Verbindung stehende Teile,
u. a. den Kraftstofftank und die Kraftstoffleitungen eines Kraftfahrzeugs
als Hauptbeispiele, und insbesondere einen Kraftstofftank und eine
Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit
der Außenflächen in
einer Salzschäden
verursachenden Umgebung.
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Hintergrund der Technik
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Die
jüngsten
Umweltschutzbemühungen
und die Senkung der Lebenszykluskosten von Gütern haben Auswirkungen auf
mit Kraftstoff in Verbindung stehende Teile, z. B. einen Kraftstofftank,
eine Kraftstoffleitung u. ä.,
die Komponenten eines Kraftfahrzeugs sind.
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Als
Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs kommt seit langem in der Praxis
ein Tank zum Einsatz, der mit Hilfe eines galvanisch verbleiten
bzw. bleiplattierten Stahlblechs als Grundmaterial und Auftragen
einer Lackbeschichtung darauf hergestellt wird, aber angesichts
der jüngsten
Umweltschutzforderungen werden derzeit neue bleifreie Grundmaterialien
entwickelt. Neben der Tatsache, daß die Umweltauswirkungen von
Lackierarbeiten selbst ernst genommen werden, entstand Bedarf an
der Beseitigung der Lackierung, die für die herkömmlichen plattierten Stahlbleche
als unumgänglich
galt.
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Die
GB-A-2186887 betrifft
ein oberflächenbehandeltes
Stahlblech für
eine geschweißte
Dose mit Doppelschichten, die aus einer unteren Schicht aus metallischem
Chrom und einer oberen Schicht aus Chromoxidhydrat besteht, die
auf einem zinnarmen plattierten Stahlblech gebildet sind.
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Als
Hintergrund für
die o. g. Bewegungen besteht eine Situation, in der die LEV-II-Gesetzgebung
in Kalifornien (USA) 2002 in Kraft treten soll und Autohersteller
verpflichtet, die Lebensdauer eines Kraftstofftanks für 15 Nutzungsjahre
oder 150.000 gefahrene Meilen zu garantieren.
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Derzeit
laufen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur Entwicklung eines gesetzkonformen
Kraftstofftanks, die sich auf die folgenden drei alternativen Grundmaterialien
konzentrieren: ein plattiertes Stahlmaterial unter der Voraussetzung,
daß eine
Lackierung wie zuvor erwähnt
aufgetragen wird, ein Harz sowie ein rostfreier bzw. Edelstahl unter
der Voraussetzung, daß keine
Lackierung aufgetragen wird. Unter den drei Grundmaterialien hat
das Harz ein Problem mit dem Recyclingvermögen, und das plattierte Stahlmaterial
erfordert eine starke Lackierung, wodurch die Kosten steigen und
es wiederum zu Umweltproblemen kommt.
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Daher
gilt die Aufmerksamkeit derzeit einem Kraftstofftank, der mit Hilfe
eines Edelstahl-Grundmaterials hergestellt wird, das kein Problem
mit der Korrosionsbeständigkeit
der Innenfläche
hat. Mit diesem Gedankengang versucht man, das Kosten-Leistungsverhältnis zu
minimieren, indem man die Lackierungsarbeit beseitigt, die zur Gewährleistung
der Korrosionsbeständigkeit
der Außenfläche eines
herkömmlichen
plattierten Stahlmaterials als unabdingbar galt, während das
gute Recyclingvermögen
eines Eisenwerkstoffs gewahrt bleibt.
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Der
problemanfällige
Abschnitt bezüglich
der Korrosionsbeständigkeit
einer Außenfläche in einer
Tausalzumgebung ist ein Schweißabschnitt,
den die Fertigung eines Kraftstofftanks zwangsläufig beinhaltet. Wenngleich
nicht geschweißte
Abschnitte gute Korrosionsbeständigkeit
haben, läuft
ein Schweißabschnitt
Gefahr, örtliche
Korrosion zu erzeugen, z. B. Lochfraßkorrosion, Spaltkorrosion
und Spannungsrißkor rosion (SCC),
da die Korrosionsbeständigkeit
eines Edelstahl-Grundmaterials
durch die Zerstörung
eines auf der Oberfläche
des Grundmaterials gebildeten passivierten Films oder die Bildung
von durch Schweißen
verursachten Spaltabschnitten erheblich in Mitleidenschaft gezogen
wird.
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Austenitischer
Mehrzweck-Edelstahl, z. B. SUS304L, gilt als Materialkandidat zur
Lösung
dieser Probleme, aber ein Mangel bei diesem Material ist, daß es unter
Salzschäden
verursachenden Bedingungen zu SCC (Spannungsrisskorrosion) kommt.
Angesichts dieses Problems ist ferritischer Edelstahl als Material
von Nutzen, um das Problem der Spannungsrißkorrosion (SCC) zu umgehen.
Allerdings zeigt ein Material, das kleine Mengen solcher Legierungselemente
wie Cr und Mo enthält,
nicht immer ausreichende Korrosionsbeständigkeit in einer Salzschäden verursachenden
Umgebung.
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Die
zuvor beschriebene verlängerte
Lebensdauer ist nicht nur für
einen Kraftstofftank, sondern auch für eine Kraftstoffleitung erforderlich.
Eine Kraftstoffleitung wird durch Biegen und Aufdehnen umgeformt,
dann hartgelötet
oder geschweißt
und mit Metallformstücken
zusammengebaut, wodurch sich Spaltabschnitte bilden. Wie ein Kraftstofftank
hat somit eine Kraftstoffleitung das Problem örtlicher Korrosion auf der
Außenfläche.
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Kommt
wie zuvor erläutert
Edelstahl für
die mit Kraftstoff in Verbindung stehenden Teile eines Kraftfahrzeugs
zum Einsatz, umgeht man zwar das Korrosionsproblem der einer Kraftstoffumgebung
ausgesetzten Innenfläche,
aber die Beständigkeit
gegen örtliche
Korrosion, z. B. Lochfraßkorrosion ,
Spaltkorrosion und Spannungsrißkorrosion
der Tausalz ausgesetzten Außenfläche stellt
ein zu lösendes
Problem dar.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technologie zur Überwindung
der o. g. Probleme bereitzustellen und insbesondere einen Weg aufzuzeigen,
um das Problem der örtli chen
Korrosion an einem Schweißabschnitt,
einem Hartlötabschnitt,
einem Spaltabschnitt u. ä.
eines Kraftstofftanks oder einer Kraftstoffleitung zu lösen, der
(die) aus Edelstahl hergestellt ist.
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Im
Rahmen der Erfindung wurden Schweißprüflinge hergestellt, wobei die
Fertigung eines Kraftstofftanks unter Verwendung von Blechen aus
verschiedenen Edelstählen
als Grundmaterialien simuliert wurde, und es wurden ihre Korrosionseigenschaften
an den Schweißabschnitten
und Spaltabschnitten bewertet.
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Als
Ergebnis stellte man im Rahmen der Erfindung fest, daß bei Versuchsdurchführung in
einem Schweißzustand
in einer strengen Prüfungsumgebung
solche handelsübliche
Mehrzweck-Edelstähle wie Stähle SUS430
und SUS304 örtliche
Korrosion, z. B. Lochfraßkorrosion,
Spaltkorrosion und Spannungsrißkorrosion,
in kurzer Zeit erzeugten und daß ferner
sogar Stähle
SUS444 und SUS316, in denen die Gehalte von Legierungselementen
der Grundmaterialien erhöht
waren, örtliche
Korrosion nicht vollständig
verhindern konnten, auch wenn der Grad der örtlichen Korrosion in gewissem
Maß abgemildert
war.
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Aufgrund
dieser Feststellung ist es notwendig, eine gewisse Art von Korrosionsschutzmaßnahme zu ergreifen,
um das Korrosionsproblem eines Edelstahl-Kraftstofftanks langfristig
zu vermeiden. Dies gilt nicht nur für einen Kraftstofftank, sondern
auch für
eine Kraftstoffleitung, die der gleichen Umgebung wie der Kraftstofftank
ausgesetzt ist.
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Als
Ergebnis der Untersuchung verschiedener Korrosionsschutzverfahren
wurde im Rahmen der Erfindung geschlußfolgert, daß der einzige
Weg zur Realisierung hoher Zuverlässigkeit eines Kraftstofftanks
und einer Kraftstoffleitung darin bestand, eine Korrosionsschutzbehandlung
nach Fertigung des Kraftstofftanks und der Kraftstoffleitung anzuwenden,
und daß es
am effektivsten und praktischsten war, ein elektrochemisch basischeres
Metall an einem solchen korrodierenden Abschnitt wie einem Schweißabschnitt
und einem Spaltabschnitt in einem Zustand anzubringen, in dem elektrische
Leitfähigkeit
gewährleistet
ist.
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Im
Rahmen der Erfindung stellte man fest, daß Zn, Al, Mg oder eine Legierung
dieser Elemente als anzubringendes Metall wirksam war.
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Bekanntlich
sind Zn, Al und Mg Elemente, die basischer als ein Stahlgrundmaterial
sind, sowie Elemente mit einer Kathodenschutzfunktion, durch die
die Elemente selbst korrodiert werden und damit das Stahlgrundmaterial
vor Korrosion geschützt
wird, und eine Legierung dieser Elemente den gleichen Kathodenschutzeffekt
hat. Seit langem wird der Kathodenschutzeffekt auf Schiffe, Offshore-Bauten
u. ä. angewendet.
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Realisiert
wird ein Kathodenschutzeffekt aber nur, wenn ein geeigneter Kathodenschutzstrom
gewährleistet
ist, und unter der Bedingung, daß ein auf der Oberfläche eines
Kraftstofftanks oder einer Kraftstoffleitung in einer Salzschäden verursachenden
Umgebung gebildeter Flüssigkeitsfilm
sehr dünn
ist, kann der Fall auftreten, in dem ein ausreichender Kathodenschutzstrom
nicht gewährleistet
ist, da der elektrische Widerstand hoch ist. Daher erkannte man
im Rahmen der Erfindung, daß der
kathodische Schutzeffekt allein nicht ausreichte, örtliche
Korrosion völlig
auszuschließen.
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Bestätigt wurde
dies dadurch, daß bei
einer zyklischen Korrosionsprüfung
an gewöhnlichen
Stählen, an
denen Zn, Al und Mg angebracht waren, bei der Benetzen und Trocknen
wiederholt wurden und ein Salzwassertauchversuch erfolgte und die
Ergebnisse der beiden Prüfungen
verglichen wurden, guter Korrosionsschutz in der Salzwassertauchprüfung realisiert
wurde, aber kaum eine Korrosionsschutzwirkung in der zyklischen
Korrosionsprüfung
erhalten wurde, bei der ein ausreichender Kathodenschutzstrom nicht
gewährleistet werden
konnte, weil der Flüssigkeitsfilm
dünn war.
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Bei
Durchführung
der gleichen Vergleichsprüfungen
durch Umstellen der gewöhnlichen
Stahlmaterialien auf Edelstähle
waren jedoch die Korrosionsschutzeffekte im Salzwassertauchversuch
und in der zyklischen Korrosionsprüfung im wesentlichen gleich.
Dies bedeutet, daß in
dem Fall, in dem das Grundmaterial ein Edelstahlmaterial ist, ein
Metall für
den Kathodenschutz einen weiteren Korrosionsschutzeffekt neben dem einfachen
Kathodenschutzeffekt zeigt. Als Ergebnis der Untersuchung und Analyse
der Ursache wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß das durch
die Eigenkorrosion eines angebrachten Metalls erzeugte Korrosionsprodukt
die Funktion hatte, den pH-Wert zu erhöhen, wodurch die Oberfläche eines
Stahlgrundmaterials in einer schwach alkalischen Umgebung gehalten
wurde, und daß im
Gegensatz zu nicht gemilderter Korrosion auch in einer schwach alkalischen
Umgebung, wenn das Grundmaterial ein gewöhnlicher Stahl war, die örtliche
Zerstörung
der passivierten Filme durch einen geringen Anstieg des pH-Werts
erheblich unterdrückt
und die Korrosion abgeschwächt
war, wenn es sich beim Grundmaterial um einen Edelstahl handelte.
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Dies
bedeutet, daß bei
Anbringen eines Metalls zum kathodischen Schutz an einem Edelstahlmaterial zwei
Arten von Korrosionsschutzeffekten erhalten werden, d. h. einer
durch den Kathodenschutzstrom und der andere durch den pH-Wertanstieg,
wodurch Korrosionsschutz durch den Effekt des pH-Wertanstiegs auch
bei einer zyklischen Korrosionsprüfung realisiert wird, bei der
der Flüssigkeitsfilm
dünn und
der Kathodenschutzstrom gering ist. Zusätzlich wurde im Rahmen der
Erfindung festgestellt, daß unter
den Bedingungen, die erforderlich waren, damit ein Edelstahlmaterial
den Effekt des pH-Wertanstiegs
nutzen konnte, der wichtigste Faktor der Cr-Gehalt war.
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Wie
zuvor dargestellt, wurde im Rahmen der Erfindung geklärt, daß unter
der speziellen Umgebungsbedingung, bei der ein Kraftfahrzeug einer
Salzschäden
verursachenden Umgebung ausgesetzt ist, sich das Anbringen von Zn,
Al, Mg oder einer Legierung dieser Elemente nur auf ein Edelstahlmaterial
effektiv auswirkte, das eine ausreichende Cr-Menge enthielt. Geklärt wurde
ferner die Zusammensetzung eines anzubringenden Metalls und die
Art und Weise der Anbringung des Metalls, die zur stabileren Realisierung
der beiden Arten von Korrosionsschutzeffekten geeignet waren.
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Die
Erfindung kam aufgrund der o. g. Feststellungen zustande, und ihr
Kern ist im folgenden zusammengefaßt.
- (1)
Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung, der (die) unter Verwendung
eines 9,0 bis 25,0 Masse-% Cr enthaltenden Edelstahlblechs oder
Edelstahlrohrs als Grundmaterial hergestellt ist; auf seiner (ihrer)
Außenfläche einen
oder mehrere Schweißabschnitte,
Hartlötabschnitte
und/oder bauliche Spaltabschnitte hat, die Komponenten kontaktieren;
und ein oder mehrere Metalle in Form eines Films oder einer Schicht
hat, dessen (deren) Elektrodenpotential in einer 5%igen wäßrigen NaCl-Lösung bei
30°C höchstens –0,4 V relativ
zu einer gesättigten
Kalomelelektrode beträgt
und das (die) mindestens einen oder mehrere Teile des oder der Abschnitte
der Außenfläche elektrisch
leitend abdeckt (abdecken).
- (2) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung nach Punkt (1), dadurch
gekennzeichnet, daß das
an der Außenfläche des
Kraftstofftanks oder der Kraftstoffleitung angebrachte Metall aus
Zn, Al und/oder Mg bezogen auf die wesentlichen chemischen Komponenten
mit Ausnahme unvermeidlicher Verunreinigungen besteht.
- (3) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (1), dadurch gekennzeichnet, daß das an der Außenfläche des
Kraftstofftanks oder der Kraftstoffleitung angebrachte Metall mindestens
10 Masse-% Zn enthält,
wobei der Rest im wesentlichen aus Al besteht.
- (4) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (1), dadurch gekennzeichnet, daß das an der Außenfläche des
Kraftstofftanks oder der Kraftstoffleitung angebrachte Metall massebezogen
mindestens 10% Zn sowie ferner 1 bis 10% Si, 1 bis 10% Sn und/oder
1 bis 10% Mg enthält,
wobei der Rest im wesentlichen aus Al besteht.
- (5) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Metall, das in einem
Stoff bzw. einer Substanz enthalten ist, der/die an der Außenfläche des
Kraftstofftanks oder der Kraftstoffleitung angebracht ist, ferner
eine oder mehrere Arten intermetallischer Verbindungen enthält, die
sich aus Mg und Si oder Mg und Sn zusammensetzen.
- (6) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach einem der Punkte (1) bis (5), dadurch gekennzeichnet, daß ein angebrachtes
Metall die Form von Folie mit mindestens 10 μm Dicke hat.
- (7) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (6), gekennzeichnet durch Bilden einer Schicht aus einem
organischen oder anorganischen Stoff, der die Elution des Metalls
unterdrückt,
auf der Oberfläche
der Metallfolie.
- (8) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach einem der Punkte (1) bis (5), dadurch gekennzeichnet, daß das an
der Außenfläche des
Kraftstofftanks oder der Kraftstoffleitung angebrachte Metall die
Form von thermisch aufgespritzten Teilchen hat und das Metall als
mindestens 10 μm
dicker Film mit einer laminierten Struktur angebracht ist.
- (9) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (8), gekennzeichnet durch Bilden einer Schicht aus einem
organischen oder anorganischen Stoff auf der Oberfläche des
Films, der eine laminierte Struktur hat und sich aus Metallpulver
oder -teilchen zusammensetzt, oder in den Hohlräumen im Film.
- (10) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach einem der Punkte (1) bis (5), gekennzeichnet durch Bilden eines
oder mehrerer Filme mit mindestens 10 μm Dicke, von denen jeder aus
Metallpulver oder -teilchen mit 1 bis 100 μm mittlerer Korngröße und einem
Harz besteht und einen Metallgehalt von mindestens 75 Masse-% hat,
auf der Außenfläche des
Kraftstofftanks oder der Kraftstoffleitung.
- (11) Kraftstofftank oder Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter
Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Harz Urethanbindungen
enthält.
- (12) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung, gekennzeichnet durch: Einwirkenlassen einer plastischen
Kaltumformung auf ein 9,0 bis 25,0 Masse-% Cr enthaltendes Edelstahlblech
oder Edelstahlrohr, das als Grundmaterial verwendet wird; Verbinden
oder Befestigen von Komponenten; und anschließendes Anbringen einer oder
mehrerer Metallfolien mit mindestens 10 μm Dicke und einer chemischen
Zusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (5) an einem oder
mehreren Teilen von Schweißabschnitten,
Hartlötabschnitten
und/oder baulichen Spaltabschnitten, die die Komponenten auf der Außenfläche kontaktieren.
- (13) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (12), gekennzeichnet durch Bilden einer Schicht aus einem
organischen oder anorganischen Stoff, der die Elution des Metalls
unterdrückt,
auf der Oberfläche
der Metallfolie, nachdem die Metallfolie angebracht ist.
- (14) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung, gekennzeichnet durch: Einwirkenlassen einer plastischen
Kaltumformung auf ein 9,0 bis 25,0 Masse-% Cr enthaltendes Edelstahlblech
oder Edelstahl rohr, das als Grundmaterial verwendet wird; Verbinden
oder Befestigen von Komponenten; und anschließendes thermisches Aufspritzen
einer oder mehrerer Metallschichten mit mindestens 10 μm Dicke und
einer chemischen Zusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (5)
auf ein oder mehrere Teile von Schweißabschnitten, Hartlötabschnitten
und/oder baulichen Spaltabschnitten, die die Komponenten auf der
Außenfläche kontaktieren.
- (15) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit
nach Punkt (14), gekennzeichnet durch Bilden einer Schicht aus einem
organischen oder anorganischen Stoff, der die Elution des Metalls
unterdrückt,
auf der Oberfläche
oder innerhalb der thermisch aufgespritzten Metallschicht, nachdem
die Metallschicht thermisch aufgespritzt ist.
- (16) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung, gekennzeichnet durch: Einwirkenlassen einer plastischen
Kaltumformung auf ein 9,0 bis 25,0 Masse-% Cr enthaltendes Edelstahlblech
oder Edelstahlrohr, das als Grundmaterial verwendet wird; Verbinden
oder Befestigen von Komponenten; und anschließendes Beschichten eines oder
mehrerer Teile von Schweißabschnitten,
Hartlötabschnitten
und/oder baulichen Spaltabschnitten, die die Komponenten auf der
Außenfläche kontaktieren,
mit einem oder mehreren Filmen mit mindestens 10 μm Dicke,
von denen jeder aus Metallpulver oder -teilchen mit 1 bis 100 μm mittlerer
Korngröße und einer
chemischen Zusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (5) sowie
einem Harz besteht und einen Metallgehalt von mindestens 75 Masse-%
hat.
- (17) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung, gekennzeichnet durch: Einwirkenlassen einer plastischen
Kaltumformung auf ein 9,0 bis 25,0 Masse-% Cr enthaltendes Edelstahlblech
oder Edelstahlrohr, das als Grundmaterial verwendet wird; Verbinden
oder Befestigen von Komponenten; und anschließendes Bilden eines oder mehrerer
Beschichtungsfilme mit mindestens 10 μm Dicke und einem Metallgehalt
von mindestens 75 Masse-% durch Beschichten eines oder mehrerer
Teile von Schweißabschnitten,
Hartlötabschnitten
und/oder baulichen Spaltabschnitten, die die Komponenten auf der Außenfläche kontaktieren,
mit einem Lack, der aus Metallpulver oder -teilchen mit 1 bis 100 μm mittlerer Korngröße und einer
chemischen Zusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (5) sowie
einem Isocyanatharz besteht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1(a) zeigt ein Beispiel für einen Korrosionsprüfling, der
einen Flanschabschnitt eines Kraftstofftanks nachbildet, wobei die
Schichten eines leitenden Klebers gebildet und Metallfolien angebracht
sind.
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1(b) ist eine Schnittansicht an der Linie A-A' von 1(a).
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2(a) zeigt die Form und Abmessung eines Korrosionsprüflings,
der einen Flanschabschnitt eines Kraftstofftanks nachbildet.
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2(b) ist eine Schnittansicht an der Linie A-A' von 2(a).
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3(a) zeigt ein Beispiel für die Form eines Korrosionsprüflings,
der einen Hartlötabschnitt
einer Kraftstoffleitung nachbildet, die mit einem Entlüftungsrohr
verbunden ist, wobei eine Metallfolie angebracht ist.
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3(b) ist eine Schnittansicht an der Linie A-A' von 3(a).
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4(a) zeigt ein weiteres Beispiel für die Form
eines Korrosionsprüflings,
der einen Hartlötabschnitt einer
Kraftstoffleitung nachbildet, die mit einem Entlüftungsrohr verbunden ist, wobei
eine thermisch aufgespritzte Schicht oder ein Beschichtungsfilm
gebildet ist.
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4(b) ist eine Schnittansicht an der Linie A-A' von 4(a).
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Im
folgenden wird die Erfindung näher
erläutert.
An erster Stelle wird ein 9 bis 25% Cr enthaltendes Stahlblech oder
Stahlrohr als Grundmaterial für
einen Kraftstofftank oder eine Kraftstoffleitung gemäß der Erfindung
verwendet.
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Cr
ist das Hauptelement, das für
die Korrosionsbeständigkeit
eines Grundmaterials maßgebend
ist. Liegt sein Gehalt unter 9%, wird der Effekt eines angebrachten
Metalls auf die Erhöhung
des pH-Werts nicht ausreichend erhalten, und die Korrosionsbeständigkeit
der Außenfläche wird
unzureichend. Da andererseits Cr ein mischkristallhärtendes
Element ist, wird bei einem Gehalt über 25% die Duktilität des Grundmaterials beeinträchtigt,
und ausreichende Kaltumformbarkeit wird nicht erhalten. Aus diesem
Grund ist der Cr-Gehalt eines Grundmaterials auf 9 bis 25% begrenzt.
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Andere
Legierungselemente als Cr, z. B. Ni, Mo und Cu, können gemäß dem Stand
der Technik geeignet zugegeben sein. Aber auch bei Zugabe dieser
Elemente besteht eine notwendige Bedingung darin, daß der Cr-Gehalt
im o. g. Bereich liegt.
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Ein
Cr in einer Menge im o. g. Bereich enthaltendes Stahlblech oder
Stahlrohr wird zu einem Kraftstofftank oder einer Kraftstoffleitung
durch plastische Kaltumformung, z. B. Pressen, Biegen, Rohraufweiten
und Ziehen, danach durch Schweißen,
z. B. Nahtschweißen,
Punktschweißen
und Buckelschweißen,
oder Hartlöten
und schließlich
gewöhnliche
Form- und Montageverfahren,
z. B. Anbringen von Ausrüstungsteilen,
hergestellt. Vorgesehen ist, daß eine
Korrosionsschutzbehandlung auf der Außenfläche des Kraftstofftanks oder
der Kraftstoffleitung angewendet wird, die einer Salzschäden verursachenden
Umgebung ausgesetzt ist, nachdem die o. g. Herstellung abgeschlossen
ist. Da insbesondere die Empfindlichkeit gegenüber örtlicher Korrosion, z. B. Lochfraßkorrosion,
Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion (SCC), an einem Schweißabschnitt,
einem Hartlötabschnitt
und einem baulichen Spaltabschnitt hoch ist, die Ausrüstungsteile
kontaktieren, ist als erforderliche Bedingung vorgesehen, daß eine Korrosionsschutzbehandlung
mindestens auf einen oder mehrere Teile dieser Abschnitte angewendet
wird.
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Ist
an einem baulichen Spaltabschnitt die Öffnung des Spalts ausreichend
groß,
so ist erwünscht,
eine Korrosionsschutzbehandlung nicht nur außen am Spalt, sondern auch
in seinem Inneren anzuwenden. Daneben ist erwünscht, eine Korrosionsschutzbehandlung
auf Nichtschweißabschnitte
anzuwenden, wo die Restzugspannung hoch ist, u. ä. Hierbei erfassen die Begriffe "Schweißabschnitt" und "Hartlötabschnitt" die Abschnitte,
in denen passivierte Filme zerstört
wurden und die Farbe wechselte, was Folge der Wärme beim Schweißen oder
Hartlöten,
der durch Schweißen
oder Hartlöten
gebildeten baulichen Spaltabschnitte und des Hartlotmaterials ist.
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Als
nächstes
wird ein anzubringendes Metall erläutert.
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Beim
Korrosionsschutz einer Außenfläche werden
in der Erfindung zwei Effekte genutzt, d. h. ein Kathodenschutzeffekt
und der Effekt einer Anhebung des pH-Werts an der Oberfläche eines
Grundmaterials. Aus diesem Grund muß ein anzubringendes Metall
mindestens ausreichend basischer als ein Edelstahl-Grundmaterial
sein. Als Richtschnur legt die Erfindung als notwendige Bedingung
fest, daß das
Elektrodenpotential eines anzubringenden Metalls in einer 5%igen
wäßrigen NaCl-Lösung bei
30°C höchstens –0,4 V relativ
zu einer gesättigten
Kalomelelektrode beträgt.
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Hierbei
ist der Wert in der Darstellung durch den Maximalwert des Potentials
eines Metalls, der in einer 24-h-Periode
gemessen wird, als Potential des Metalls definiert. Das Potential
von –0,4
V entspricht dem Potential, bei dem ein korrodierter Spalt eines
Edelstahls wieder passiviert wird. Durch Anbringen eines Metalls mit
einem Potential, das gleich oder kleiner als dieser Wert ist, wird
daher das Potential eines Edelstahl-Grundmaterials auf ein Potential
gesenkt, das gleich oder kleiner als das Potential ist, bei dem
der korrodierte Spalt des Edelstahls wieder passiviert wird, wodurch
als Folge das Wachstum der Spaltkorrosion unterdrückt wird.
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Zn,
Al und Mg sind als typische Metallelemente benannt, die die o. g.
Bedingung erfüllen.
Unter diesen hat Zn einen ausgezeichneten Effekt beim Erhöhen des
pH-Werts auf der Oberfläche
eines Edelstahl-Grundmaterials sowie einen ausgezeichneten kathodischen
Schutzeffekt. Da bei Zn-Anbringung basisches Zinkcarbonat, das durch
die Eigenkorrosion von Zn erzeugt wird, den pH-Wert bis zum alkalischen
Bereich anhebt, wird die Korrosion eines Grundmaterials auch in
den Gebieten jenseits des Bereichs unterdrückt, den der Kathodenschutzstrom
erreichen kann, sofern sich die Rostlauge von Zn bis zu den Gebieten
erstreckt. Aus diesem Grund ist Zn das effektivste Metall als Weg
zur Lösung
der Aufgabe der Erfindung.
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Al
ist ein basischeres Metall als ein Edelstahl in einer Salzschäden verursachenden
Umgebung und gewährleistet
einen kathodischen Schutzeffekt. Da die Eigenkorrosionsgeschwindigkeit
von Al niedriger als die von Zn ist, ist Al als Metall zur langfristigen
Wahrung des Kathodenschutzeffekts von Nutzen. Allerdings ist es Zn
in der Wirkung auf die Erhöhung
des pH-Werts unterlegen, weshalb erwünscht ist, Al in Form einer
Legierung mit solchen Metallen wie Zn und Mg zu verwenden, wenn
die Abschnitte jenseits des Bereichs, den ein Kathodenschutzstrom
erreichen kann, vor Korrosion geschützt werden müssen.
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Mg
ist ein basischeres Metall als Zn und für den kathodischen Schutz unter
der Bedingung eines dünnen
Flüssigkeitsfilms
mit hohem elektrischem Widerstand geeignet. Da aber die Eigenkorrosionsgeschwindigkeit
von Mg höher
als die von Zn ist, wird Mg in kurzer Zeit verbraucht, wenngleich
es einen Kathodenschutzstrom veranlassen kann, ein größeres Gebiet
zu erreichen. Zusätzlich
hat Mg einen schlechteren Effekt als Zn beim Erhöhen eines pH-Werts. Aus diesem
Grund ist erwünscht,
Mg in Form einer Legierung mit solchen Metallen wie Zn und Al zur
Gewährleistung
der langfristigen Effekte des kathodischen Schutzes und der Anhebung
eines pH-Werts zu verwenden.
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Als
metallisches Material, das zur Senkung der Eigenkorrosionsgeschwindigkeit
geeignet ist, während sowohl
der Kathodenschutzeffekt als auch der den pH-Wert anhebende Effekt
maximiert sind, ist eine Legierung wirksam, die mindestens 10% Zn
enthält,
wobei der Rest aus Al, einer Mischung aus Al, Mg und Si, einer aus
Al, Mg und Sn oder einer aus Al, Mg, Si und Sn besteht. Zwecks ausreichender
Gewährleistung
des Kathodenschutzeffekts und des pH-Wert-Steigerungseffekts durch
die Rostlauge von Zn ist es notwendig, daß der Minimalwert des Zn-Gehalts
in der Legierung 10% beträgt.
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In
einer Legierung eines Al-Mg-Si-Zn-Systems, eines Al-Mg-Sn-Zn-Systems
oder eines Al-Mg-Si-Sn-Zn-Systems bildet Mg wasserlösliche intermetallische
Verbindungen mit Si oder Sn, zeigt einen den pH-Wert anhebenden
Effekt, bildet einen Korrosionsschutzfilm auf einem Grundmaterial
und unterdrückt dadurch
die Korrosion. Aus diesem Grund ist festgelegt, daß bei Verwendung
von Mg als Legierungselement es zusammen mit Si, Sn, Al und Zn verwendet
werden muß und
sein Gehalt auf eine Menge begrenzt sein muß, die zur Bildung der intermetallischen
Verbindungen ausreicht. In diesem Sinn ist ein ausreichender Gehalt
von Mg mit 1 bis 10% bestimmt.
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Si
und Sn bilden die wasserlöslichen
intermetallischen Verbindungen Mg2Si bzw.
Mg2Sn zusammen mit Mg und arbeiten korrosionsschutzwirksam.
Aus diesem Grund werden bei Verwendung von Mg Si und Sn zusammen
zugegeben. Festgelegt ist, daß ihre
Gehalte im notwendigen Bereich zur Bildung der intermetallischen
Verbindungen mit Mg begrenzt sind. In diesem Sinn sind die ausreichenden
Gehalte von Si und Sn mit jeweils 1 bis 10% bestimmt.
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Die
Art und Weise der Anbringung eines Metalls oder einer Legierung
mit der zuvor beschriebenen Zusammensetzung ist nicht speziell festgelegt,
und jeder Weg ist akzeptabel, sofern die elektrische Leitfähigkeit
zwischen dem Metall oder der Legierung und der Außenfläche eines
Kraftstofftanks oder einer Kraftstoffleitung gewährleistet ist. Solche Verfahren
wie Verbinden oder Kleben mit einem organischen Kleber, der einen elektrisch
leitenden Stoff enthält,
thermisches Aufspritzen, Beschichten mit einem Metallpulver enthaltenden Lack,
Schweißen,
Hartlöten
und mechanisches Befestigen mit Hilfe von Klemmen oder Schrauben
und Muttern kommen gewöhnlich
zum Einsatz. Als erwünschte
Wege sind folgende nominiert: das Verfahren zum Anbringen eines
Metalls oder einer Legierung in Folienform an einem korrosionsanfälligen Abschnitt;
das Verfahren zum Bilden eines laminierten Films durch Auftragen
eines Metalls oder einer Legierung in Pulver- oder Teilchenform auf einen korrosionsanfälligen Abschnitt;
und das Verfahren zum Bilden eines Beschichtungsfilms durch Auftragen
eines Lacks, der ein Metall oder eine Legierung in hoher Konzentration
enthält.
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Bei
Verwendung einer Metallfolie für
den Korrosionsschutz eines korrosionsanfälligen Abschnitts, z. B. eines
Schweißabschnitts
oder Spaltabschnitts, muß die
Dicke der Folie mindestens 10 μm,
vorteilhaft mindestens 50 μm,
aus Sicht der Gewährleistung
eines langfristigen Korrosionsschutzes betragen. Zur Unterdrückung eines
Korrosionsverlusts ist ferner erwünscht, eine Schicht aus einem
organischen oder anorganischen Stoff zu bilden, der die Folienoberfläche gegenüber der
Umgebung isoliert. Als Schicht aus einem organischen Stoff ist ein
allgemein verwendeter Harzsystemlack akzeptiert, und als Schicht
aus einem anorganischen Stoff ist ein Chromatfilm o. ä. wirksam.
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Bei
Verwendung eines Metalls oder einer Legierung in Pulver- oder Teilchenform
zur Bildung eines Beschichtungsfilms mit einer laminierten Struktur
neigt die spezifische Oberfläche
des angebrachten Metalls relativ zum Grundmaterial dazu, größer als
die in Folienform zu sein, weshalb eine bessere Korrosionsschutzwirkung
erhalten wird. Das thermische Aufspritzverfahren ist zur problemlosen
Bildung eines Films aus Pulver oder Teilchen geeignet. In diesem
Fall ist es notwendig, daß die
Dicke des Films mindestens 10 μm,
vorteilhaft mindestens 50 μm
beträgt.
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Im
vorstehenden Fall ist der Korrosionsverlust des Films proportional
zur großen
spezifischen Oberfläche
groß.
Daher ist aus Sicht der Verlängerung
der Lebensdauer des Films gegen Korrosion erwünscht, eine Schicht aus einem
organischen oder anorganischen Stoff zum Isolieren der Filmoberfläche und
der Teilchen innerhalb des Films gegenüber der Umgebung zu bilden.
Als Schicht aus einem organischen Stoff ist ein allgemein verwendeter
Harzsystemlack akzeptiert, und als Schicht aus einem anorganischen
Stoff ist ein Chromatfilm o. ä.
wirksam. Nicht notwendig ist, die Einrichtung zum thermischen Aufspritzen
festzulegen, und das gewöhnlich
verwendete Flammspritzverfahren o. ä. ist ausreichend akzeptabel.
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Das
Verfahren zur Bildung eines Beschichtungsfilms mit einem Metallpulver
enthaltenden Lack an einem korrosionsanfälligen Abschnitt ist als vereinfachtes
Verfahren zur Gewährleistung
der elektrischen Leitfähigkeit
und Unterdrückung
des Korrosionsverlusts des angebrachten Metalls am besten geeignet.
In diesem Fall ist es notwendig, daß der Gehalt des Metallpulvers
im Beschichtungsfilm zur Gewährleistung
der elektrischen Leitfähigkeit
mindestens 75 Masse-% beträgt.
Ein ausreichender Bereich der Korngröße des im Beschichtungsfilm
enthaltenden Metallpulvers beträgt
1 bis 100 μm
bezogen auf die mittlere Korngröße. Ist
die Korngröße zu groß, sinkt
die Beschichtungsumformbarkeit, und ist sie zu klein, wird das Metallpulver
schnell verbraucht, und die Korrosionsschutzwirkung ist verringert.
Eine stärker
erwünschte
Korngröße des Metallpulvers
beträgt
2 bis 20 μm.
Die Dicke eines Beschichtungsfilms muß mindestens 10 μm, vorzugsweise
mindestens 50 μm
betragen.
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Ein
Harz eines Epoxidsystems oder eines Urethansystems ist als Harzkomponente
eines Lacks aus Sicht der Gewährleistung
der guten Haftfähigkeit
eines Beschichtungsfilms erwünscht,
und von diesen ist das Urethansystemharz, das insbesondere ein ausgezeichnetes
wasserdichtes Haftvermögen
hat, am besten geeignet.
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Bei
Verwendung eines Epoxidsystemharzes ist es notwendig, die Untergrundfläche durch
Abstrahlen, Schleifpapier o. ä.
zur Gewährleistung
eines guten Haftvermögens
aufzurauhen. Bei Gebrauch eines Urethansystemharzes ist das Aufrauhen
der Oberfläche
dagegen unnötig,
da das Urethansystemharz ausgezeichnete Haftfähigkeit hat. Daher ist ein
Urethansystemharz zur Herstellung eines Kraftstofftanks oder einer
Kraftstoffleitung aus Sicht der Produktivität geeignet.
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Hergestellt
wird ein Urethanharz durch die Polymerisation von Isocyanat mit
einer Verbindung, die eine solche Hydroxylgruppe wie Polyol oder
Wasser hat. Aus Sicht der Beschichtungsumformbarkeit ist erwünscht, ein
einzelnes Harz vom Flüssigkeitstyp
zu verwenden, das sich aus einem Isocyanatsystemharz zusammensetzt,
das durch die Polymerisation mit der Feuchtigkeit in der Atmosphäre härtet. In
diesem Fall kann eine geeignete Menge eines Härtungsbeschleunigers, z. B.
Amin, bei Bedarf zugegeben sein, um die Härtezeit zu verkürzen.
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Nicht
notwendig ist die Festlegung der Beschichtungseinrichtung, und gewöhnliches
Spritzbeschichten o. ä.
ist allgemein anwendbar.
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Beispiele
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Im
folgenden wird die Erfindung auf der Grundlage von Beispielen näher erläutert.
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Beispiel 1
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Nahtschweißprüflinge mit
der Form und Abmessung gemäß 1, die einen Flanschabschnitt eines Kraftstofftanks
nachbildeten, wurden mit Hilfe von 0,8 mm dicken Stahlblechen mit
den chemischen Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 hergestellt. In
der Darstellung bezeichnet die Bezugszahl 1 die beiden
Probenstahlbleche und die Bezugszahl 2 die an den Probenstahlblechen 1 angebrachten
Legierungsfolien. Die mit Schräglinien
auf der rechten Seite von 1(a) schraffierte
Fläche
bezeichnet das Gebiet, in dem die Folien angebracht sind. Die Schnittansicht
an der Linie A-A' von 1(a) ist in 1(b) gezeigt.
Die Bezugszahl 3 bezeichnet die Abdichtung der Probenstahlbleche 1,
die Bezugszahl 4 den Schweißabschnitt der Probenstahlbleche 1,
die Bezugszahl 5 den Spaltabschnitt zwischen den beiden
Probenstahlblechen 1 und die Bezugszahl 6 die
Schichten aus elektrisch leitenden Klebern, die die Legierungsfolien 2 mit
den Probenstahlblechen 1 verbinden.
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Legierungsfolien 2 (0,2
mm Dicke) mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen wurden mit
den Schweißabschnitten 4 mit
den elektrisch leitenden Klebern 6 verbunden, und die Prüflinge wurden
den Korrosionsversuchen unterzogen. In einigen der Korrosionsprüfungen wurden
die Prüflinge
verwendet, die durch Bilden von Urethan-Epoxidharzsystem-Beschichtungsfilmen
auf den Oberflächen
der Legierungsfolien 2 hergestellt waren.
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In
jedem der Korrosionsversuche wurde eine zyklische Korrosionsprüfung nach
JASO (ein Zyklus setzte sich zusammen aus 2-stündigem Sprühen von 5%iger wäßriger NaCl-Lösung bei
35°C, 4-stündiger beschleunigter
Trocknung bei 60°C
und 2-stündiger Einwirkung
einer Feuchtatmosphäre
mit 90% relativer Luftfeuchtigkeit bei 50°C) für 300 Zyklen durchgeführt, was
eine Salzschäden
verursachende Umgebung nachbildete, der die Außenfläche eines Kraftstofftanks ausgesetzt
war.
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Nach
Beendigung der Prüfungen
wurden die Grade der örtlichen
Korrosion an den Schweißabschnitten
und im Inneren der Spalte sowie die Korrosionsdickenverluste der
Legierungsfolien bewertet. Betrugen das Verhältnis der Tiefe der örtlichen
Korrosion und das des Dickenverlusts durch den Verbrauch einer Legierungsfolie
zur jeweiligen Anfangsdicke jeweils höchstens 20%, wurde der Prüfling als
gut bewertet, überstieg
jedes der Verhältnisse
60%, wurde der Prüfling
als unbrauchbar bewertet, und betrug jedes der Verhältnisse
20 bis 60%, wurde der Prüfling
als risikobehaftet bewertet.
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Tabelle
2 zeigt die Bedingungen und Ergebnisse der Prüfungen. In den Erfindungsfällen Nr.
1 bis 12 wurden zufriedenstellende Korrosionsschutzeffekte an den
Schweißabschnitten
und Spaltabschnitten erhalten. Obwohl der Verbrauch der Legierung
bei Nr. 8 groß war,
konnte die Korrosionsschutzwirkung durch Auftragen der Oberflächenbeschichtung
und Unterdrücken
des Verbrauchs von Zn wie bei Nr. 1 verlängert werden.
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Dagegen
wurden in den Vergleichsfällen
Nr. 101 bis 104 die Prüflinge
den Prüfungen
in einem Schweißzustand
unterzogen, die Korrosion an den Schweißabschnitten und Spaltabschnitten
war erheblich, und Spannungsrisskorrosion (SCC) trat in den Fällen auf,
in denen Edelstähle
im γ-System
als Grundmaterialien zum Einsatz kamen.
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Beispiel 2
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Nahtschweißprüflinge mit
der Form und Abmessung gemäß 2, die einen Flanschabschnitt eines Kraftstofftanks
nachbildeten, wurden mit Hilfe von 0,8 mm dicken Stahlblechen mit
den chemischen Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 wie im Beispiel
1 hergestellt. In 2 bezeichnet die
Bezugszahl 1 die beiden Probenstahlbleche und die Bezugszahl 2a die
ther misch aufgespritzten Legierungsschichten oder die Beschichtungsfilme
aus einem Legierungspulver enthaltenden Lack, die auf den Probenstahlblechen 1 gebildet wurden.
Die mit Schräglinien
auf der rechten Seite von 2(a) schraffierte
Fläche
bezeichnet das Gebiet, in dem das thermische Aufspritzen oder das
Beschichten zur Anwendung kam. Die Schnittansicht an der Linie A-A' von 2(a) ist in 2(b) gezeigt.
Die Bezugszahl 3 bezeichnet die Abdichtung der Probenstahlbleche 1,
die Bezugszahl 4 den Schweißabschnitt der Probenstahlbleche 1 und
die Bezugszahl 5 den Spaltabschnitt zwischen den beiden
Probenstahlblechen 1.
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Das
thermische Aufspritzen wurde durch das Flammspritzverfahren in einer
Normalatmosphäre
durchgeführt,
und die Dicke der thermisch aufgespritzten Schichten betrug 8 bis
200 μm.
Einige der Prüflinge
wurden der Chromatbehandlung mit einem Chromsäure- und Siliciumoxidsystem
nach dem thermischen Aufspritzen unterzogen. Das Beschichtungsgewicht
betrug 20 mg bezogen auf das Cr-Äquivalent
je 1 m2 der thermisch aufgespritzten Oberfläche.
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Das
Beschichten erfolgte durch Spritzen der Lacke, die sich aus den
Legierungspulvern (3 μm
mittlere Korngröße) mit
unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und Isocyanat zusammensetzten,
und anschließendes
Härten
der Lacke im Inneren bei Raumtemperatur, und 8 bis 100 μm dicke Beschichtungsfilme mit
Legierungsgehalten von 68 bis 85 Masse-% darin wurden gebildet.
Die Verfahren der Korrosionsprüfungen und
die Auswertung entsprachen den in Beispiel 1 verwendeten.
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Tabelle
3 zeigt die Bedingungen und Ergebnisse der Prüfungen für die thermisch aufgespritzten
Prüflinge.
In den Erfindungsfällen
Nr. 21 bis 32 wurden zufriedenstellende Korrosionsschutzeffekte
an den Schweißabschnitten
und Spaltabschnitten erhalten. Obwohl der Verbrauch der thermisch
aufgespritzten Schicht bei Nr. 28 groß war, konnte die Korrosionsschutzwirkung
durch Anwenden der Chromatbehandlung nach dem thermischen Aufspritzen
und Unterdrücken
des Verbrauchs von Zn wie bei Nr. 1 verlängert werden.
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Im
Gegensatz dazu lag im Vergleichsfall Nr. 201 die Dicke der thermisch
aufgespritzten Schicht außerhalb
des Bereichs der Erfindung, und es wurde keine ausreichende Korrosionsschutzwirkung
erhalten. Im Vergleichsfall Nr. 202 lag die chemische Zusammensetzung
des Grundmaterials außerhalb
des Bereichs der Erfindung, und der Korrosionsschutz am Spaltabschnitt
war unzureichend.
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Tabelle
4 zeigt die Bedingungen und Ergebnisse der Prüfungen der beschichteten Prüflinge.
In den Erfindungsfällen
Nr. 41 bis 52 wurden zufriedenstellende Korrosionsschutzwirkungen
an den Schweißabschnitten
und Spaltabschnitten erhalten.
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Dagegen
lagen die Gehalte der Metalle in den Beschichtungsfilmen in den
Vergleichsfällen
Nr. 301 bis 303, die Beschichtungsfilmdicke im Vergleichsfall Nr.
304 und die chemische Zusammensetzung des Grundmaterials im Vergleichsfall
Nr. 305 außerhalb
der jeweiligen erfindungsgemäßen Bereiche,
weshalb der Korrosionsschutz an den Schweißabschnitten oder an den Spaltabschnitten
unzureichend war.
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Beispiel 3
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Durch
Silberhartlöten
und mit den Formen und Abmessungen gemäß 3 und 4 hergestellte Prüflinge, die eine Verbindung
einer Kraftstoffleitung mit einem Entlüftungsrohr nachbildeten, wurden
mit Hilfe der Stahlrohre mit den chemischen Zusammensetzungen gemäß Tabelle
1 als Grundmaterialien hergestellt.
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3 zeigt die Form der Prüflinge,
wenn eine Legierungsfolie am Silberhartlötabschnitt angebracht ist.
In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 7 den Kraftstoffleitungskörper eines
Prüflings,
die Bezugszahl 8 das Entlüftungsrohr aus dem gleichen
Material wie die Kraftstoffleitung 7, die Bezugszahl 9 die
Abdichtungen an den Rohrenden, die Bezugs zahl 10 den Silberhartlötabschnitt
und die Bezugszahl 11 die Legierungsfolie. Die mit Schräglinien
in der Mitte von 3(a) schraffierte Fläche bezeichnet
das Gebiet, in dem die Legierungsfolie angebracht ist. Die Schnittansicht
an der Linie A-A von 3(a) ist
in 3(b) gezeigt. In 3(b) bezeichnet die Bezugszahl 10 das
Silberhartlot, die Bezugszahl 11 die Legierungsfolie und
die Bezugszahl 12 die elektrisch leitende Kleberschicht,
die die Legierungsfolie mit dem Silberhartlötabschnitt verbindet.
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4 zeigt die Form von Prüflingen,
wenn die Legierung am Silberhartlötabschnitt durch thermisches Aufspritzen
oder Lackieren angebracht ist. In der Darstellung bezeichnet die
Bezugszahl 7 den Kraftstoffleitungskörper eines Prüflings,
die Bezugszahl 8 das Entlüftungsrohr aus dem gleichen
Material wie die Kraftstoffleitung 7, die Bezugszahl 9 die
Abdichtungen an den Rohrenden, die Bezugszahl 10 den Silberhartlötabschnitt
und die Bezugszahl 11a den thermisch aufgespritzten oder
lackierten Abschnitt. Die Schnittansicht an der Linie A-A' von 4(a) ist
in 4(b) gezeigt. In 4(b) bezeichnet die Bezugszahl 10 die
Silberhartlötung
und die Bezugszahl 11a die thermisch aufgespritzte Schicht
oder den Beschichtungsfilm.
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Die
folgenden Prüflinge
wurden hergestellt und den Korrosionsprüfungen unterzogen: solche,
bei denen Legierungsfolien (0,2 mm Dicke) mit unterschiedlichen
chemischen Zusammensetzungen mit den Silberhartlötabschnitten mit dem elektrisch
leitenden Kleber verbunden waren; solche, bei denen die Legierungen mit
unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen in einer Dicke von
0,1 mm thermisch aufgespritzt waren; und solche, bei denen die Lacke,
die sich aus dem Pulver (3 μm
mittlere Korngröße) von
Legierungen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und
Isocyanat zusammensetzten, aufgespritzt und 80 μm dicke Beschichtungsfilme mit
einem Legierungsgehalt von 80% darin gebildet waren. In eini gen
der Korrosionsprüfungen
wurden Prüflinge
verwendet, die durch Bilden von Urethan-Epoxidharzsystem-Beschichtungsfilmen
auf den Oberflächen
der Legierungsfolien oder der thermisch aufgespritzten Legierungsschichten
hergestellt waren. Die Verfahren der Korrosionsprüfungen und
die Bewertung waren mit denen in Beispiel 1 identisch.
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Tabelle
5 zeigt die Bedingungen und Ergebnisse der Prüfungen. In den Erfindungsfällen Nr.
61 bis 72 wurden zufriedenstellende Korrosionsschutzwirkungen an
den Schweißabschnitten
und Spaltabschnitten erhalten.
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Dagegen
wurden in den Vergleichsfällen
Nr. 401 bis 405 die Prüflinge
in einem Silberhartlötzustand den
Versuchen unterzogen, und an den Hartlötabschnitten trat örtliche
Korrosion und/oder Spannungsrißkorrosion
auf. Im Vergleichsfall Nr. 405 wurde kein ausreichender Effekt erhalten,
obwohl die Korrosionsschutzbehandlung angewendet wurde, da die chemische
Zusammensetzung des Grundmaterials außerhalb des Bereichs der Erfindung
lag. Tabelle 1 – Chemische Zusammensetzung
des Prüflings
(Masse-%)
| Bezugszeichen | Klassifizierung | C | Si | Mn | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo |
| A | α-System | 0.0051 | 0.05 | 0.05 | 0.015 | 0.0011 | 0.01 | 17.16 | 0.02 | 1.19 |
| B | γ-System | 0.0215 | 0.38 | 0.87 | 0.016 | 0.0012 | 0.01 | 18.08 | 8.37 | 0.11 |
| C | α-System | 0.0041 | 0.17 | 0.14 | 0.023 | 0.0021 | 0.02 | 19.18 | 0.11 | 1.87 |
| D | γ-system | 0.0331 | 1.43 | 1.07 | 0.015 | 0.0011 | 2.06 | 17.25 | 6.85 | 0.21 |
| E | Vergleichsstahl | 0.0023 | 0.02 | 0.01 | 0.001 | 0.0005 | 0.01 | 8.85 | 0.01 | 0.01 |
-
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-
-
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Wie
erläutert
wurde, ermöglicht
die Erfindung, das Problem örtlicher
Korrosion an einem Schweißabschnitt
und einem Spaltabschnitt zu umgehen und einen Kraftstofftank oder
eine Kraftstoffleitung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit
zu erhalten. Das Konzept der Erfindung ist nicht nur auf die einzelnen Komponenten
eines Kraftstofftanks und einer Kraftstoffleitung beschränkt, sondern
kann auf alle Teile und Komponenten für ein Kraftfahrzeug angewendet
werden, deren Außenflächen einer
Salzschäden
verursachenden Umgebung ausgesetzt sind und für die ein die hierin festgelegten
notwendigen Bedingungen erfüllender
Edelstahl Anwendung findet.
