JP2668419B2 - 耐熱耐食性重層被覆鋼管 - Google Patents

耐熱耐食性重層被覆鋼管

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自動車その他各種機械装置に流体の移送路
として配設される径が20mm程度以下の比較的小径の配管
でとくに苛酷な腐食環境に耐え得る保護層を有する耐熱
耐食性被覆鋼管に関するものである。
[従来の技術] 従来から、自動車その他の各種機械装置に使用される
配管として耐熱耐食性であることが望まれることが多
く、鋼管の外表面にZnめっき層を形成し、さらにクロメ
ート皮膜を形成した製品が多用されている。
しかるに、たとえば、自動車の制動用あるいは燃料用
などの配管は、その使用条件が厳しく、高度な耐食性は
勿論のこと、エンジン周りなどの高温環境下では、さら
に耐熱性が望まれ、又車体の床下配管のように外傷を受
け易い配管では、耐スクラッチ性、耐衝撃性などの機械
的外力に耐え得るものであることが望まれている。
このような要望に対しては、前記のようなZnめっき層
にクロメート皮膜を形成した鋼管では不十分であって、
Znめっき層上へさらにプラスチックの保護皮膜を形成し
たものが使用されるようになって来ている。
すなわち、金属物体の表面に、電解法によってZnめっ
きを施し、次に、このZnめっき層にギ酸を含むクロム酸
液中で比較的厚いオリーブ色をした特殊なクロメート皮
膜を形成し、このクロメート皮膜上にフッ素系樹脂の皮
膜を形成する方法が提案されている。(特公昭57−6043
4号公報、特公昭61−23271号公報) [発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記方法で形成される保護層は、金属
めっき層の耐食性を増すためにZnめっき層を25μm以上
のように厚く形成する必要があり、そのために生産性を
大きく低下させるものであり、又、フッ素樹脂との密接
な結合を図るためにギ酸を含む比較的高い濃度のクロム
酸溶液を使用してクロメート皮膜を形成する必要があ
り、処理液の薬品消耗量が多く、かつ有害物質である6
価クロムを含む老廃液が排出されるためにその処理費が
嵩さむなどという問題があった。
本発明は、前記問題を解決し、鋼管表面に形成する金
属めっき層と樹脂皮膜とを重層した耐食性保護皮膜にお
いて、金属めっき層の耐熱耐食性の向上を図り、この金
属めっき層に樹脂皮膜を密着性よく形成せしめて機械的
外力を含む苛酷な腐食環境において耐久性がある耐熱耐
食性重層鋼管を得ることを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明者は、前記問題を解決し、前記目的を解決する
ために、金属めっき層を形成し、その上へのフッ素系樹
脂の密接な被着手段について鋭意研究を重ねた結果、特
定層厚のNiめっき層とZn−Ni合金めっき層とを重合した
金属めっき層上にクロメート処理を施し又施さずにフッ
素系樹脂皮膜をエポキシ系樹脂を中間層として介在させ
て形成した重層鋼管とすることによって目的を達し得る
ことを見出して本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、鋼管の外表面に形成した層厚0.2〜10μmのN
iめっき層と、該Niめっき層上に被着したZn−Ni合金め
っき層と、該Zn−Ni合金めっき層上にエポキシ系樹脂を
中間層として形成したポリフッ化ビニル皮膜とからなる
耐熱耐食性重層鋼管であり、また鋼管の外表面に形成し
た層厚0.2〜10μmのNiめっき層と、該Niめっき層上に
被着したZn−Ni合金めっき層と、該Zn−Ni合金めっき層
上に形成したクロメート皮膜と、該クロメート皮膜上に
エポキシ系樹脂を中間層として形成したポリフッ化ビニ
ル皮膜とからなる耐熱耐食性重層鋼管である。
次に、添付の図面に基づいて本発明を説明する。
第1図は、本発明の耐熱耐食性重層被覆鋼管の一実施
例を示す一部切欠直径方向の要部断面図、第2図は、本
発明の耐熱耐食性重層被覆鋼管の別の実施例を示す直径
方向の断面図である。
1は、鋼管であって、たとえば、STPG材からなる外径
20mm程度以下、肉厚0.5〜1mmの電縫鋼管である。なお、
鋼管1としては、第2図に示すように帯鋼材をもって二
重巻きに形成し、あらかじめ表面に施したCuめっき層に
より重ね合わせ面をろう溶着して造管し、外周面にも3
μm程度の銅めっき層2を有する二重巻鋼管も使用し得
る。3は、Niめっき層であって、鋼管1の外表面に下層
として被着され、電気めっき浴として一般に知られてい
るワット浴を使用して電着して形成される。その層厚
は、0.2〜10μmの範囲とするのがよく、層厚が0.2μm
未満では、鉄鋼素地に対する被覆能力が劣り、耐食性の
改善効果があまりみられなく、又、層厚が10μmを超え
るとプレス、曲げ加工などの後加工を施す際に剥離、亀
裂などをおこす可能性があり、かえって耐食性を劣化さ
せることになる。4は、Zn−Ni合金めっき層であって、
Niめっき層3上に被着重層され、公知の塩化浴又は硫酸
浴を使用して電気めっき法によって形成される。Niの含
有率は、めっき浴の組成、電流密度などによって左右さ
れるが、2〜20%とすることが耐食性、後述するクロメ
ート皮膜の形成の容易性及び曲げ加工等の後加工性の点
から好ましく、耐食性の観点からは12〜15%がより好ま
しい。5は、クロメート皮膜であって、Zn−Ni合金めっ
き層上に形成され、低濃度のクロム酸又は重クロム酸に
硫酸を加えた処理液あるいは市販のZn−Niめっき用のク
ロメート処理液を使用して形成される。このクロメート
皮膜は、耐食性の向上にきわめて効果的ではあるが、ク
ロメート皮膜を形成せずに後述の樹脂皮膜を被着させる
こともできる。6は、エポキシ系樹脂中間層であって、
Zn−Ni合金めっき層上に直接被着するか、クロメート皮
膜5を形成した場合には、クロメート皮膜5上に被着さ
れ、エポキシ樹脂を基剤としたプライマを使用して浸漬
又は噴霧によって塗布し、加熱乾燥して形成される。こ
の中間層6は、下層の金属めっき層と上層のポリフッ化
ビニル皮膜との間に介在して両層に強く接着するもので
ある。7は、ポリフッ化ビニル皮膜であって、高沸点溶
剤たとえばジメチルフタレート又はジエチレンフタレー
ト中にポリフッ化ビニルの固体が認められない状態に分
散された液を使用して浸漬又は噴霧によって塗布した
後、350℃程度まで加熱して乾燥し固定して形成され
る。
本発明の耐熱耐食性重層被覆鋼管はこのように構成さ
れているので、金属めっき層としてのNiめっき層とZn−
Ni合金めっき層との重ね合わされた層が、従来のZnめっ
き単層に比較して薄い層厚で、より優れた耐食性と、高
温環境下でも劣化をみない耐熱耐食性を有することにな
り、さらに、接着性のよいエポキシ系樹脂を中間層とし
て上層に、機械的に強靭で耐熱温度が高い、耐候性、耐
薬品性に優れているポリフッ化ビニル樹脂が被着されて
いるので、耐スクラッチ性、耐衝撃性に優れ、苛酷な環
境下での保護層として、きわめて優れた性能を発揮する
ことになるものである。
[実施例] 次に、本発明の実施例を述べる。
実施例1 1) 鋼管aの調製 STPG−38材を使用して、外径8mm、肉厚0.7mm、長さ33
0mmの電縫鋼管を製作した。
2) 金属めっき層の形成 ワット浴を用いて電流密度3A/dm2、液温55℃で層厚5
μmとなるようにNiめっき層を形成し、ついで、塩化浴
からなるZn−Ni合金めっき浴(たとえば荏原ユージライ
ト製ZN−10MU)を用いて層厚5μmのZn−Ni合金めっき
層をNiめっき層上に形成し、Niめっき層、Zn−Ni合金め
っき層からなる金属めっき層を、1)で調製した鋼管a
上に形成した。
3) 樹脂皮膜の形成 2)で金属めっき層を形成した鋼管を、エポキシ樹脂
と顔料を溶剤により調整した塗料中に浸漬して塗布し35
0℃で60秒間加熱処理して膜厚約5μmのエポキシ樹脂
の中間層を形成した。ついで、ジエチルフタレートにポ
リフッ化ビニルを分散させた液に浸漬して塗布し、350
℃で60秒間加熱乾燥して上層として膜厚約15μmのポリ
フッ化ビニル皮膜を形成した。
4) 諸試験 得られた重層被覆鋼管の一端側を25Rで180゜にステッ
キ状に曲げ加工して次の諸試験の試料とした。
イ)耐熱耐食性試験 加温雰囲気150℃にて24時間連続して加熱した後、大
気中にて放冷し、JIS Z 2371による塩水噴霧試験を140
時間行なうことを1サイクル(1週間)として繰返し行
ない、赤銹発生までのサイクル数を測定して耐熱耐食性
能を求めた。
ロ)耐衝撃耐食性試験 粒径9〜15mmの砂利850gを空気圧力5Kgで試料への噴
射吹付けを行なった後、JIS Z 2371に基づく塩水噴霧試
験を140時間行なうことを1サイクル(1週間)として
繰返し行ない、赤銹発生までのサイクル数を測定して耐
衝撃耐食性能を求めた。
これらの結果を次表に示す。
実施例2 1) 鋼管bの調製 表裏両面の層厚3μmの銅めっき層を有したSPCC材の
帯鋼板を使用して、外径8mm、肉厚0.7mm、長さ330mmの
二重巻鋼管を調製した。
2) 諸皮膜の形成及び各試験 1)で調製した鋼管b上に、実施例1と同様にして、
金属めっき層を形成し、その上にエポキシ系樹脂を中間
層として介在させてポリフッ化ビニル皮膜を被着させ、
Niめっき層、Zn−Ni合金めっき層、エポキシ系樹脂中間
層ポリフッ化ビニル皮膜からなる重層被覆鋼管を製作
し、実施例1と同様にして諸試験を行なった。これらの
結果を次表に示す。
実施例3 鋼管aを使用して、実施例1と同様にして、Niめっき
層、Zn−Ni合金めっき層を形成した後、クロメート処理
液(荏原ユージライト製ZN−80YMU)を使用して、液温5
0℃で20秒間浸漬してZn−Ni合金めっき層上にクロメー
ト皮膜を形成させ、以後は実施例1と同様にしてエポキ
シ樹脂を中間層としてポリフッ化ビニル皮膜を被着して
重層被覆鋼管を製作し、実施例1と同様にして諸試験を
行なった。これらの結果を次表に示す。
実施例4 鋼管bを使用して実施例3と同様にして重層被覆鋼管
を製作し、実施例1と同様にして諸試験を行なった。こ
れらの結果を次表に示す。
比較例1 鋼管aを使用して、従来のようにしてZnめっき(層厚
25μm)を形成した後、クロメート処理を行なって被覆
鋼管を製作し、実施例1と同様にして諸試験を行なっ
た。これらの結果を次表に示す。
比較例2 鋼管bを使用した以外は、比較例1と同様にして被覆
鋼管を製作し、実施例1と同様にして諸試験を行なっ
た。これらの結果を次表に示す。
比較例3 鋼管aを使用して、比較例1と同様にして、Znめっき
層を形成した後、ギ酸を含むクロム酸処理液によりオリ
ーブ色をしたクロメート皮膜を形成した。その後ポリフ
ッ化ビニル皮膜をエポキシ樹脂中間層を介在させずに実
施例1と同様にして被着して重層被覆鋼管を製作し、実
施例1と同様にして諸試験を行なった。これらの結果を
次表に示す。
比較例4 鋼管bを使用した以外は、比較例3と同様にして重層
被覆鋼管を製作し、実施例1と同様にして諸試験を行な
った。これらの結果を次表に示す。
[発明の効果] 本発明は、特定層厚のNiめっき層、その上にZn−Ni合
金めっき層を被着させた金属めっき層上に、エポキシ系
樹脂を中間層として介在させてポリフッ化ビニル皮膜を
形成した重層被覆鋼管であるから、従来のZnめっき単層
にクロメート皮膜を形成した鋼管に比較して、耐熱に優
れ、全体の層厚を薄くしても同等以上に耐食性を有し、
又、Zn−Ni合金めっき層上にクロメート皮膜の形成の有
無にかかわりなく密着性のよい樹脂皮膜を形成し得、製
造コストの低減を図り得、上層のポリフッ化ビニルは機
械的に強靭で耐熱耐薬品性に優れたものであり下層の金
属めっき層を十分に保護し、機械的外力を含む厳しい腐
食環境下で使用する配管としてきわめて有用であるなど
優れた効果が認められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の耐熱耐食性重層被覆鋼管の一実施例
を示す一部切欠直径方向の要部断面図、第2図は、本発
明の別の実施例を示す直径方向の断面図である。 1……鋼管、2……Cuめっき層、3……Niめっき層、4
……Zn−Niめっき層、5……クロメート皮膜、6……エ
ポキシ系樹脂中間層、7……ポリフッ化ビニル皮膜

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼管の外表面に形成した層厚0.2〜10μm
    のNiめっき層と、該Niめっき層上に被着したZn−Ni合金
    めっき層と、該Zn−Ni合金めっき層上にエポキシ系樹脂
    を中間層として形成したポリフッ化ビニル皮膜とからな
    ることを特徴とする耐熱耐食性重層被覆鋼管。
  2. 【請求項2】鋼管の外表面に形成した層厚0.2〜10μm
    のNiめっき層と、該Niめっき層上に被着したZn−Ni合金
    めっき層と、該Zn−Ni合金めっき層上に形成したクロメ
    ート皮膜と、該クロメート皮膜上にエポキシ系樹脂を中
    間層として形成したポリフッ化ビニル皮膜とからなるこ
    とを特徴とする耐熱耐食性重層被覆鋼管。
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