JP3941762B2 - 自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

Description

本発明は、ガソリン、メタノール等の有機燃料の容器、配管部材として使用して好適なフェライト系ステンレス鋼に関し、特に自動車の燃料タンクや燃料パイプ、タンクバンドなどの燃料タンク周辺部材用のステンレス鋼に、Ｚｎ含有塗料を部材全体または主に隙間部の耐食性向上を目的として部分的に塗布してなるＺｎ含有塗料塗布型自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼に関する。なお、ここで隙間部とは、フェライト系ステンレス鋼の燃料タンクやその周辺部材の組立てで生じる隙間部のほか、燃料タンクやその周辺部材の溶接で生じる隙間部、燃料タンクやその周辺部材におけるフェライト系ステンレス鋼と異種金属との接合で生じる隙間部などを含めたものをいう。また、燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼とは、燃料タンクまたは燃料タンク周辺部材に使用されるフェライト系ステンレス鋼であって、燃料タンクかつ燃料タンク周辺部材として、常に同時に使用することには限定されない。

自動車用燃料タンクおよびその周辺部材には、従来、軟鋼板の表面上に鉛を含むめっきを施したターンシート（Ternes steel sheet(Pb-Sn))を成形加工および溶接したものが広く用いられてきた。しかし、近年の環境問題の高まりにより、鉛を含む材料は使用が厳しく制限される方向にある。このため、ターンシートに代わる代替材料の開発が模索されている。

例えば、塩害耐食性の向上のため、無鉛めっき材として、Ａｌ−Ｓｉ系合金めっきを施し、さらに化成処理した鋼板が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、これの溶接性や長期の耐食性には不安があり、広範囲に適用されるには至っていない。また該鋼板を得るための設備が大型化されると、コスト高になり、生産性が劣ることは否めないので、大量供給の要望に十分に応えられるものではない。

さらに、加工前の鋼板にＺｎあるいはＺｎを含有する潤滑皮膜を塗布することで、抵抗溶接性、潤滑硬化によるプレス成形性、耐食性を確保した燃料タンク用ステンレス鋼が提案されている（例えば、特許文献２）。
しかし、Ｚｎ含有潤滑皮膜を施したままの鋼板を抵抗溶接するため、該皮膜の樹脂成分から炭素が溶接部に混入し、鋭敏化により耐食性を低下させる可能性がある。また、Ｚｎ含有潤滑皮膜を有する状態でプレス成形すると、Ｚｎを含有しない潤滑皮膜に比べプレス時に剥離粉の発生が著しく金型の手入れが難しくなるといった問題があった。

さらに、ライニング等を施さずに使用できる鋼として、ＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼を使用する試みもなされているが、燃料タンク用としては応力腐食割れ（ＳＣＣ）の懸念があるため、やはり実用化に至っていない。

また、多層構造の合成樹脂製燃料タンクを使用する試みもなされているが、燃料がわずかながら燃料タンクの壁面などを透過することが避けられず、燃料蒸散という本質的な問題がある。また、合成樹脂の使用は、燃料の蒸散規制の動きや合成樹脂のリサイクル規制もあって、実用化には自ずと限界があった。

一方、フェライト系ステンレス鋼は、前記オーステナイト系ステンレス鋼に比べ、応力腐食割れの感受性が低く、しかも高価なＮｉ含有量が少ないので、コスト的に有利である。しかし、燃料タンクや燃料パイプへ適用するに際しては、主に外面の塩害腐食に関する耐食性が不足する欠点があった。そのため、Ｃｒ、Ｍｏなどの合金元素を多量に含有させる必要があった。ところが、鋼の高合金化に伴い、加工性が低下するため、例えば、燃料パイプとしての厳しい拡管や曲げ加工に耐えられず、加工形状に制限が生じた。

特開２００２−１４６５５３公報 特開２００２−１４６５５７公報

したがって、本発明は、従来の高Ｃｒのフェライト系ステンレス鋼より、さらに優れた耐食性と加工性を有し、かつ低Ｃｒの自動車の燃料系統部材用に適したフェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とするものである。
すなわち、本発明の目的は、フェライト系ステンレス鋼を自動車の燃料タンクや燃料パイプなどに加工、溶接して用いる際に、従来技術が抱えていた塩害による外面耐食性に関する問題を一挙に解決した、低Ｃｒ、すなわち安価なフェライト系ステンレス鋼を提供することにある。なお、本発明の自動車の燃料系統部材用フェライト系ステンレス鋼の耐食性の基準は、塩乾湿複合サイクル試験（ＣＣＴ；アメリカ自動車技術者協会（ＳＡＥＪ ２３３４）において１２０サイクル後も軽微な赤錆やしみ錆すら発生しないことを目安とする。

本発明者は、Ｚｎの犠牲防食効果に注目し、Ｚｎ含有塗料の活用に着眼し、フェライト系ステンレス鋼の加工品の隙間部（溶接部、異種金属接合部を含む）に部分的または全面的にＺｎ含有塗料を塗布し、Ｚｎの犠牲防食作用により、耐食性の最も劣る部位の腐食を防止し、さらに他の部位の腐食をも防止することに成功し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、特定組成の合金元素を含有するフェライト系ステンレス鋼に、Ｚｎ含有塗料を塗布してなるＺｎ含有塗料塗布型フェライト系ステンレス鋼であり、これは自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用として、塩害環境下においても外面耐食性を十分に確保することができるものである。

本発明は、質量でＣ：０．１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｐ：０．０６％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％以上１．０％以下、Ｃｒ：１１〜２０％、Ｎ：０．０４％以下、Ｎｂ：０．００２〜０．８％および／またはＴｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下ならびにＮｉ：２．０％以下を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼に、平均粒子径が３μｍ以下のＺｎ粒子とバインダー、添加剤および溶剤または希釈剤からなるＺｎ含有塗料を、塗膜中のＺｎ含有量が５質量％以上５０質量％未満で、該塗膜の膜厚が５〜５０μｍになるように塗付したことを特徴とするＺｎ含有塗料塗布型自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼である。

前記ステンレス鋼は、また質量％でＢ：０．０００３〜０．００５％を含有することが好ましい。

前記ステンレス鋼は、また質量％でＣｏ：０．３％以下を含有することが好ましい。

前記ステンレス鋼は、また質量％でＭｇ：０．００３２％以下を含有することが好ましい。

本発明によると、隙間部の耐食性を塗料中のＺｎの犠牲防食により補うことで、高価なＣｒ、Ｎｉなどを多量に含有させたステンレス鋼に代わり、Ｃｒ、Ｎｉ含有量を低めに抑えた安価なフェライト系ステンレス鋼を得ることができる。その結果、該ステンレス鋼は、塩害環境下での外面耐食性とガソリン耐食性に優れ、高強度および良好な加工性と、それらの良好なバランスが要求される自動車などの燃料タンクおよびその周辺部材として使用することが可能になった。

本発明の自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼の好適成分とその含有量（質量％）は下記の通りである。

Ｃｒ： 含有量１１〜２０％
Ｃｒは、耐酸化性および耐食性の向上に有効な元素であり、Ｃｒ含有量が１１％未満であると無塗装使用された場合、赤錆の発生が著しく、塗料を塗布しても隙間部、端面での十分な耐食性確保が難しい。十分な耐酸化性および耐食性を得るためには１１％以上が必要である。一方、２０％を越えて含有すると、鋼そのものの耐食性が向上し、赤錆の発生が見られず、塗料塗布の必要性が少なくなる。そして、例えｒ値が高い場合でも、強度の増大や延性の低下などのために加工性が低下する。このため、Ｃｒ量を１１〜２０％の範囲と規定する。加工性を考慮すると１２％〜１８％とするのが好ましく、さらに、溶接部の耐食性を考慮すると、１４〜１８％とするのがより好ましい。

Ｃ： 含有量０．１％以下
Ｃは、粒界を強化し、耐二次加工脆性を向上させるので０．０００５％以上含有させることが好ましいが、一方、多過ぎると炭化物となって粒界に析出して、耐二次加工脆性および粒界腐食性に悪影響を及ぼす元素である。特にＣの含有量が０．１％を超えると、この悪影響が顕著に現れるので、０．１％以下に限定する。なお、耐二次加工脆性の向上の観点からは、０．００２％超、０．００８％以下とするのが好ましい。

Ｓｉ： 含有量１．０％以下
Ｓｉは、耐酸化性および耐食性の向上に有効な元素であり、０．２％以上含有されるのが好ましい。一方、１．０％を超えて含むと鋼が脆化し、溶接部の耐二次加工脆性も劣化するので、１．０％以下の範囲で含有させる。より好適なのは０．７５％以下である。

Ｍｎ： 含有量１．５％以下
Ｍｎは、耐酸化性を改善するのに有効な元素であり、０．５％以上の含有が好ましいが、過剰に含有すると鋼の靭性を劣化させ、また溶接部の耐二次加工脆性をも劣化させる。よって、その含有量は１．５％以下とする。より好適なのは１．３％以下である。

Ｐ： 含有量０．０６％以下
Ｐは、粒界に偏析しやすく、燃料タンクの深絞り成形等の強加工を施した後の粒界の強度を低減させる元素である。したがって、耐二次加工脆性（強加工した後にわずかな衝撃により割れる現象）の向上のためには、できる限り少なくするのが望ましいが、余りに低く制限すると製鋼コストの上昇を招く。このため、Ｐ含有量は０．０６％以下とする。より好適なのは０．０３％以下である。

Ｓ： 含有量０．０３％以下
Ｓは、ステンレス鋼の耐食性に有害な元素であるが、製鋼時の脱硫コストを考慮して、０．０３％を上限として許容することができる。より好適なのは、ＭｎやＴｉで固定できる０．０１％以下である。

Ａｌ： 含有量１．０％以下
Ａｌは、製鋼上の脱酸剤として必要な元素である。その効果を得るためには、０．０１％以上の含有が好ましいが、過度に含有されると介在物に起因する表面外観や耐食性の劣化を招くので、１．０％以下とする。より好適なのは０．５０％以下である。

Ｎ： 含有量０．０４％以下
Ｎは、粒界を強化してタンク等に加工した際の耐二次加工脆性を向上させる。その効果を得るためには、０．０００５％以上の含有が好ましいが、過度に含有すると、窒化物となって粒界に析出し、耐食性に悪影響を及ぼす元素である。このため、Ｎの含有量は０．０４％以下とする。より好適なのは０．０２％以下である。

Ｎｂ： 含有量０．００２〜０．８％、
Ｔｉ： 含有量０．０１〜１．０％
ＮｂおよびＴｉは、固溶状態のＣおよびＮを化合物として固定することによりｒ値を向上させる元素である。これらの効果はＮｂの含有量を０．００２％以上、Ｔｉの含有量を０．０１％以上として、単独含有または複合含有することにより発現する。一方、Ｎｂが０．８％を超えると靭性の劣化が顕著となり、また、Ｔｉが１．０％を超えると表面外観および靭性の劣化を招くので、これらの値を上限とする。より好適なのはＮｂは０．００３〜０．４％であり、Ｔｉは０．０５〜０．４％である。

上記の主要成分に加えて、下記成分をさらに単独または複合で含有するのが好ましい。
Ｍｏ： 含有量３．０％以下
Ｍｏは、耐食性向上に有効な元素であり、外面塩害腐食性を向上させる。そのためには、Ｍｏ含有量は０．５％以上とするのが好ましいが、３．０％を超えると、加工性の劣化を招く。このため、Ｍｏ含有量は３．０％以下とする。好適範囲は、加工性および耐食性の観点から０．５〜１．６％である。

Ｎｉ： 含有量２．０％以下
Ｎｉは、ステンレス鋼の耐食性を向上させる元素であり、０．２％以上の含有が好ましい。２．０％を超えて含有すると、鋼が硬質化し、またオーステナイト相の生成により、応力腐食割れが発生しやすくなる。このため、Ｎｉの含有量は２．０％以下である。より好適なのは０．２〜０．８％である。

Ｃｕ： 含有量２．０％以下
Ｃｕは、耐食性向上に有効な元素である。その効果を得るためには、０．０５％以上の含有が好ましいが、鋼を硬質化するとともに生産性を低下させるので２．０％を上限とする。なお、加工性、耐食性の観点から好適範囲は０．５％未満である。

Ｂ： 含有量０．０００３〜０．００５％
Ｂは、二次加工脆性改善に有効な元素である。特に燃料タンク周辺部材は複雑な成形加工が施され、しかも氷点下の寒冷地で使用されることも多い。また、Ｂは粒界強度を高めることにも有効である。ただし、その効果を得るには０．０００３％以上の含有が必要である。一方、０．００５％超の含有は鋼の加工性、靭性を損なうのでその範囲は０．０００３〜０．００５％である。好ましいのは０．０００５〜０．００１０％である。

Ｃｏ： 含有量０．３％以下
Ｃｏは、二次加工脆性、鋼板の靭性改善に有効な元素である。特に燃料タンクやフィラーパイプ、燃料タンクバンドなどの燃料系周辺部材は複雑な成形加工が施され、しかも氷点下の寒冷地で使用されることも多い。ただし、その効果は含有量が０．３％以上になると鋼が硬質化し、特に加工性が低下するので、上限を０．３％とした。好ましいのは０．０５〜０．２％である。

Ｍｇ： 含有量０．００３２％以下
Ｍｇは、酸化物系介在物となりＴｉＮの晶出核として働き、ＴｉＮがδ−フェライトの晶出核として働くため、スラブの等軸結晶率に有効に働く。その結果、鋼板の加工性、靭性、リジングの改善に有効な元素である。しかし、含有量が０．００３２％超になると過剰Ｍｇが酸化物系介在物として鋼中に分散し、耐食性や加工性を損なうため、その上限を０．００３２％とした。好ましいのは０．００１５〜０．００３０％である。

なお、本発明のステンレス鋼においては、上記の各成分のほかに、不可避的不純物として、Ｚｒを０．５％以下、Ｃａを０．１％以下、Ｔａを０．３％以下、Ｗを０．３％以下、Ｓｎを０．３％以下の範囲で含有していても本発明の効果が特に減じることはない。

本発明の自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼の一般的な製造方法をそのまま適用して製造することができるが、熱間圧延工程および冷間圧延工程の一部条件を特定条件とするのが好ましい。製鋼においては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、転炉あるいは電気炉等で溶製し、ＶＯＤ法により二次精錬を行うのが好ましい。溶製した溶鋼は、公知の製造方法に従って鋼素材とすることができるが、生産性および品質の観点から、連続鋳造法によるのが好ましい。連続鋳造して得られた鋼素材は、例えば、１０００〜１２５０℃に加熱され、熱間圧延により所望の板厚の熱延板とされる。もちろん、板材以外として加工することもできる。

得られた熱延板は、要求される強度レベルに応じて６００〜９００℃の温度範囲で箱焼鈍または８００〜１１００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度範囲で連続焼鈍（熱延板焼鈍）した後、酸洗、冷間圧延工程を経て冷延板とされる。この冷間圧延工程では、生産上の都合により、必要に応じて中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延を行ってもよい。この場合、ｒ値の高い鋼板を得るには、前述した熱間圧延の最終パスの線圧を確保するとともに、１回または２回以上の冷間圧延からなる冷延工程の総圧下率を７５％以上、好ましくは８２％以上とする。
冷延板は７００〜１０５０℃、より好ましくは８５０〜１０００℃の連続焼鈍（冷延板焼鈍）、次いで酸洗を施されて、冷延焼鈍板となる。また、用途によっては、冷延焼鈍後に軽度の圧延を加えて、鋼板の形状、品質調整を行うこともできる。冷延焼鈍板または品質調整された冷延焼鈍板が、Ｚｎ含有塗料の塗布に供される。

本発明に使用されるＺｎ含有塗料は、通常、バインダー、添加剤および溶剤または希釈剤からなるが、その組成、調製方法は特に限定されない。Ｚｎ含有塗料を塗布して常温放置または必要に応じて加熱（焼付け）して乾燥すると、バインダー、添加剤とＺｎとからなる硬化した塗膜が形成される。前記添加剤は、塗料の分散または塗膜の乾燥、硬化、諸物性の改良のために添加されるものであり、乾燥剤、硬化剤、可塑剤、乳化剤等である。

Ｚｎ含有塗料には、硬化剤の種類によって常温硬化型と加熱硬化型がある。
バインダーとしては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ビニルアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等やこれらの樹脂の組合わせ等が用いられる。無機バインダーとしては、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、ケイ酸ソーダ等が用いられる。

Ｚｎ粒子： 平均粒子径３μｍ以下
Ｚｎは、犠牲防食によりステンレス鋼等のＦｅ−Ｃｒ系合金の耐食性を確保するために、特に重要な元素である。その平均粒子径は３μｍ以下である。平均粒子径が３μｍを超えると、塗膜が薄い場合には、塗膜のステンレス鋼への密着性が悪くなる。またＺｎ粒子が塗膜中に微細に分散していた方が、Ｚｎの犠牲防食性能が向上する傾向にあり、この点からも平均粒子径が３μｍ以下であるのが好ましい。より好ましい平均粒子径は０．５〜２．５μｍであり、さらに好ましい平均粒子径は１．０〜２．０μｍである。
なお、Ｚｎ粒子の粒子径は、１個のＺｎ粒子の最大粒子径と最小粒子径を測定し、これを加算して２で除した数値である。平均粒子径はＺｎ含有塗料の塗布後の乾燥塗膜の断面を顕微鏡観察（倍率４００倍）で各５視野観察し、視野中の全てのＺｎ粒子の粒子径を前記に従って測定し、これらの粒子径を算術平均して求めた数値である。

ステンレス鋼の耐食性は、孔食指数（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ）と正の相関があることが知られている。そこで、本発明者は、塗膜中のＺｎ含有量とステンレス鋼の孔食指数の関係を調査した結果から、図１に示すように、塗膜中のＺｎ含有量が、７０−｛２．７×（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ）｝以上である場合に、耐食性が十分に発揮され、ステンレス鋼の加工品の隙間部に要求される塩害外面耐食性をも十分満足できることを見出した。

一方、Ｚｎ含有量が、塗膜全体の質量で７０％を超えるとステンレス鋼表面への一次密着性が乏しくなる。特に飛び石等を受けた場合、塗膜そのものが剥離しやすく、また密着性も乏しくなり有効Ｚｎ量を確保することが難しい。また、Ｚｎ含有量が多くなると、塗料の調製時にＺｎが塗料の下に沈殿し、絶えず攪拌しないと塗料が不均一になるため、塗布作業の効率が悪くなる。そこで、効率よくＺｎを用いるためにＺｎ含有量は耐食性と密着性の観点からその上限を７０％と決定し、合わせて７０−｛２．７×（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ）｝以上を満たす範囲に決定した。

以上の状況から、塗膜中のＺｎ含有量（Ｘ）は下記の実験式（１）式で規定される範囲であることが重要である。
７０≧Ｘ≧７０−｛２．７×（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ）｝・・・・・（１）
ただし、Ｘは塗膜中のＺｎの含有量（質量％）で、
Ｃｒはステンレス鋼のＣｒ含有量（質量％）であり、
Ｍｏはステンレス鋼のＭｏ含有量（質量％）である。

塗膜中のＺｎ含有量は、前記したように孔食指数、換言すれば、ステンレス鋼（Ｆｅ−Ｃｒ系合金）の耐食性に依存するので、耐食性の高い場合には、塗膜中のＺｎ含有量をより少なくできるが、耐食性の低い場合には、塗膜中のＺｎ含有量をより多くする必要がある。塗膜中のＺｎ含有量を低減することができれば塗料の比重が軽くなり、作業性やコスト面でも有利であるのは言うまでもない。好適なＺｎ含有量は５質量％以上５０質量％未満の範囲である。
ただし、ステンレス鋼中のＣｒ含有量が２０質量％を超えると、中性塩化物環境での耐食性が十分となり、塗膜が不要となるので、本発明が対象とするステンレス鋼は、前述したように、Ｃｒ含有量が２０質量％以下の場合に限られる。

なお、乾燥塗膜中のＺｎ含有量は、乾燥塗膜が鋼板に付着した状態で鋼板の質量Ｗ₁ を測定した後、塗膜剥離剤：ネオリバー（登録商標；関西ペイント株式会社製）を用いて、塗膜を鋼板から剥離し、鋼板を乾燥させた。その後、再び鋼板の質量Ｗ₂ を測定した。続いて、除却した塗膜を硫酸または過塩素酸に溶解し、その溶液を原子吸光法で分析し、Ｚｎ含有量Ｗ₃ を求めた。Ｗ₃ ／（Ｗ₁ −Ｗ₂ ）×１００（質量％）から乾燥塗膜中のＺｎ含有量が計算される。

塗膜： 膜厚５〜５０μｍ
塗膜の膜厚は乾燥膜厚で５〜５０μｍである。これは、ステンレス鋼の耐食性とＺｎ含有塗料の塗膜のステンレス鋼に対する密着性の観点から決定される。すなわち、膜厚が５μｍ未満だとＺｎ含有量が多くなるのに伴い密着性を確保することが難しくなる。また、Ｚｎの犠牲防食能力は塗膜の単位面積当たりのＺｎ含有量に依存するが、膜厚が５μｍ以下であると有効Ｚｎ含有量を十分確保できない。一方、膜厚が５０μｍを超えると、品質過剰になるとともに、塗膜の乾燥時間が長くなり作業効率を低下させる。なお、過度な膜厚は密着性にも悪影響を及ぼすことがある。好ましい膜厚は１０〜３０μｍ、特に好ましい膜厚は１５〜２５μｍである。
なお、乾燥膜厚は、塗布後の乾燥塗膜の断面を顕微鏡（倍率４００倍）で各５視野観察し、各視野について３箇所の膜厚を求め、これらを平均したものを平均膜厚とし、さらに５視野の平均膜厚を平均して求めた。

本発明に使用される塗料のステンレス鋼への塗布方法は、スプレー塗装、刷毛塗り、塗料中への浸漬など、特に限定されない。具体的には、フィラーパイプや燃料タンクなどの加工品の生産ラインに合わせて適宜選択すればよい。
例えば、鋼板を燃料タンクや、燃料パイプ、燃料バンド等の燃料タンク周辺部材に油圧プレス、対向液圧成形、スピニング加工、パイプ加工等所定の手法で成形加工し、その後、シーム溶接、レーザー溶接、スポット溶接等により所定の構造形状に組み立てた部材に部分的もしくは全面的にＺｎ含有塗料を塗布する。
常温硬化型の場合は、塗料を塗布後、常温放置する。また加熱硬化型の場合は、塗料を塗布後、加熱して乾燥（焼付け）する。その結果、バインダーとＺｎ粒子と添加剤からなる硬化膜、すなわち、耐食性に優れる塗膜が形成される。

本発明においては、Ｚｎ粒子を含有する塗膜をステンレス鋼の加工品表面に形成するが、その範囲は加工品に形成された隙間部を全て含む範囲であれば、加工品の局部の面であっても、加工品の全面であっても構わない。前記塗膜によって耐食性を高める必要があるのは隙間部であるから、その部分が最低限被覆されていれば、ステンレス鋼の加工品全体の耐食性も十分保持できる。

このように、Ｚｎ含有塗料をステンレス鋼に塗布して得られたＺｎ含有塗料塗布型ステンレス鋼は、強度、溶接部特性、加工性および耐食性に優れ、かつこれらのバランスがよいので、自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材への適用が可能である。

以下、発明例、参考例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
（例１〜３７）
表１に示す成分組成の１２種類のステンレス鋼を連続鋳造し、通常の熱間圧延条件で５．０mm厚の熱延板を製造した。この熱延板を９８０℃で１時間連続焼鈍した後、酸洗し、板厚２．３mmまで冷延し、９００℃の中間焼鈍−酸洗後、０．８ｍｍまで冷間圧延し、９２０℃の仕上げ焼鈍−酸洗を施した冷延焼鈍板を得た。

この冷延焼鈍板を、図２に示すＬ字型試験片１（幅８０mm、長辺１５０mm、短辺５０mm）にプレス加工し、試験片２枚の短辺から構成される面（幅８０mm、短辺５０mm）の上部から２０mmを中心としてシーム溶接し、シーム溶接部７を有する試験片１を調製した。この試験片１の全面に、乾燥塗膜中のＺｎ含有量が表２に示す量になる塗料を表２に示す乾燥平均膜厚になるようにスプレー塗布し、１時間放置し乾燥して、塗膜を硬化させ、Ｚｎ含有塗料塗布型ステンレス鋼の試験片１を得た。なお、乾燥塗膜の膜厚とＺｎ含有量および平均粒子径の測定は前述した通りである。
次に、試験片２枚を突き合せた部分に、隙間部２を形成するために、プラスチッククリップ３を被せた。

この試験片１に、耐食性などを測定するための加工、処理を下記の要領で実施した。
隙間部２の耐食性は、試験片１の表面（塗料の塗布あり）に、プラスチックと金属の隙間部を形成するために、プラスチッククリップ３を被せて評価した。
エリクセン試験は、試験片１の底面表面に、ＪＩＳ Ｂ７７２９およびＪＩＳ Ｂ７７７７に規定されたエリクセン試験機と試験方法に準拠し、直径１５mm、高さ８mmのポンチを使用して、ドーム状の張出し４を設けて、評価した。

また、クロスカット試験は、試験片１の底面表面に、図２に示すように、長さ６０mm、幅８０mmの矩形の中に描いた長さ１１５mmの対角線上に、両端から２０mm空けて、クロスカットし、クロスカット部５を設けて評価した。
グラベロ試験は、試験片１の底面の表面（幅４０mm、長さ１００mm）に、玄武岩（平均砕石、平均粒子径８〜１２mm）１００ｇを、常温（２０℃）、圧力７kgf/cm² で、垂直に投石して、底面の表面に飛び石による傷を付け、グラベロ試験部６を設けて評価した。グラベロ試験部６の形成はＡＳＴＭ Ｄ３１７０に準じた装置を用いて実施した。

次に、試験片１の６部分、すなわち、飛び石試験（常温）によるグラベロ試験部６、１５mmφの張出し（エリクセン）４、クロスカット部５、プラスチッククリップ３による隙間部２および端面を対象に、ＳＡＥ Ｊ２３３４に準拠した塩乾湿複合サイクル試験（ＣＣＴ）により、図３に示す条件のサイクルを１２０サイクル繰返した後の、錆発生状況を目視観察し、下記のような５段階で耐食性（腐食性）を評価した。結果を表２に示した。
１： 赤錆（直径２mmを超える点錆）・・・・・不合格
２： 軽微な赤錆（直径２mm以下の点錆）・・・不合格
３： しみ錆（直径２mmを超える点錆）・・・・合格
４： 軽微なしみ錆（直径２mm以下の点錆）・・合格
５： 錆なし・・・・・・・・・・・・・・・・合格

成形加工性の調査は、ＪＩＳ １３Ｂ号試験片を用いる引張試験を、ＪＩＳ Ｚ２２５４に準拠して行い、深絞り性の指標であるｒ値、張出し性の指標である伸びＥｌで評価した。
さらに、ポンチ径３３mmφ、ブランク径７０mmの条件で円筒深絞り加工し、割れの有無を観察した。
また、前記深絞り加工品を１２００ppm の蟻酸と４５０ppm の酢酸を含む劣化ガソリンに２０日間浸漬する腐食試験を行い、試験後の表面外観および質量変化から、質量変化が０．０５g/m²以下で、外観に赤変のない場合を合格○、それ以外を不合格×として評価した。
耐食性試験において不合格が３個以上ある場合、またはガソリン腐食試験が不合格の場合を総合評価で不合格とした。

得られた試験結果を、表２に併せて示す。その結果、発明例はすべて、特に塩害環境下での外面耐食性に優れるのみならず、合金元素低減により加工性に優れる上に、さらに劣化ガソリン中における耐食性も十分であることがわかる。

耐食性の合否判定に及ぼす鋼板の孔食指数（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ）と塗膜中のＺｎ含有量との関係を示すグラフ。 試験片の表面に耐食性等の評価のために施した前処理状況を示す説明図（ｂ）と側面図（ａ）。 試験片の塩乾湿複合サイクル試験のフローと条件を示す図。

符号の説明

１： Ｌ字型試験片
２： 隙間部
３： プラスチッククリップ
４： エリクセンによるドーム状張出し
５： クロスカット部
６： グラベロ試験部
７： シーム溶接部

Claims (4)

1. 質量でＣ：０．１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｐ：０．０６％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％以上１．０％以下、Ｃｒ：１１〜２０％、Ｎ：０．０４％以下、Ｎｂ：０．００２〜０．８％および／またはＴｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下ならびにＮｉ：２．０％以下を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼に、平均粒子径が３μｍ以下のＺｎ粒子とバインダー、添加剤および溶剤または希釈剤からなるＺｎ含有塗料を、塗膜中のＺｎ含有量が５質量％以上５０質量％未満で、該塗膜の膜厚が５〜５０μｍになるように塗付したことを特徴とするＺｎ含有塗料塗布型自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼。
2. 前記ステンレス鋼が、さらに質量％でＢ：０．０００３〜０．００５％を含有することを特徴とする請求項１に記載のＺｎ含有塗料塗布型自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼。
3. 前記ステンレス鋼が、さらに質量％でＣｏ：０．３％以下を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のＺｎ含有塗料塗布型自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼。
4. 前記ステンレス鋼が、さらに質量％でＭｇ：０．００３２％以下を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＺｎ含有塗料塗布型自動車燃料タンクおよび燃料タンク周辺部材用フェライト系ステンレス鋼。

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