JPS63143241A - エンジン排ガス用マフラ−管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、実用に際して、特にアルカリ性から酸性に
変る排ガス凝縮液、並びに道路凍結防止の散布塩化物に
対してすぐれた耐食性を示す自動車やオートハイなどの
エンジン排ガス用のマフラーや、その周辺部の排気管（
以下、これらを総称してマフラー管という）に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、自動車の場合、エンジンで発生した排ガスはコ
ンバーターなどを通過した後、マフラー管から車外に排
出されるが、エンジン始動時には、マフラー管の温度が
低いために排ガス中の湿分が凝縮してドレーンがマフラ
ー管中に付着滞留するようになシ、一方この凝縮液は、
マフラー管の温度が上昇すると、これよシアンモニアな
どの揮発成分が抜けるために、アルカリ性から酸性に変
るようになる。このため７７ラー管の製造には、アルカ
リ性液と酸性液の両方に対して耐食性を示すＭメッキ鋼
板やＣｒ含有鋼板などが用いられている。

また、冬期に道路が凍結する地域においては、ＣａＣｌ
２などの塩化物を散布する場合があり、この場合には、
排ガスによって加熱されることに加えて、７７ラー管の
内側がアンモニア、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウ
ム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、およびアル
デヒド類を含む排ガス凝縮液、その外側が散布塩化物の
Ｃｔイオンによる腐食環境にさらされることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、近年の排ガス規制の強化に伴い、マフラー管の
使用条件も苛酷となシ、このような苛酷な使用条件に対
しては、上記の各種鋼板で構成されたマフラー管は、十
分な耐食性を示さず、ましてや道路散布の塩化物による
Ｃｔイオンの腐食環境にさらされる場合は腐食が著しく
促進されるものであり、驚くほど短時間の使用寿命しか
示さないのが現状である。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、不発明者等は、上述のような観点から、従来の
エンジン排ガス用マフラー管に比して一段とすぐれた耐
食性を示すマフラー管を開発すべく研究を行なった結果
、エンジン排ガス用マフラー管を、重量％で（以下チは
重あ−チを示す）、Ｃ：０．０３％以下、　Ｓｉ　：　
０．０１〜０．５％、Ｍｎ：　０．０１〜０．５　％、
Ｐ：０．０３〜０．１％、Ｓ：０．０２％以下、　Ｃｕ
　：　０．０３　％以下、Ｎｉ：Ｏ，ｌ−〜１％、　　
Ｃｒ：５〜１０％、Ｔｉ：０．０５〜０６％、Ａｌ：０
．００１〜０．１５％、Ｎ：０．０３％以下、 を含有し、残りがＦｅとその他の不可避不純物からなる
組成、並びにクロム酸含有溶液や重クロム酸含有溶液、
さらにこれらの混合溶液などに浸漬することにより形成
した、望ましくは厚さ２１〜１００μｍのｃｒ酸化物を
主成分とする表面酸化物層を有する鋼板で構成すると、
この結果のマフラー管は、前記鋼板組成が凝縮液および
散布塩に対してすぐれた耐食性を示すと共に、前記表面
酸化物層が特に散布塩に対して著しくすぐれた耐食性を
示し、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するという知見
を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、マフラー管を構成する鋼板の成分組成を上記の通り
に限定した理由を以下に説明する。

（ａｌ　　Ｃ Ｃ成分は、その含有量が０．０３％を越えると、Ｃｒ炭
化物が析出し易くなって鋼板の機械的性質および耐食性
が劣化するようになることから、０．０３％を越えて含
有させてはならず、望ましくは０．０１５％以下の含有
がよい。

（ｂ）　　５ｉ Ｓｌ成分は脱酸のため製鋼上必要な成分であるが、その
含有量がｏ、　Ｏｌ　１未満では所望の脱酸作用を確保
することができず、一方その含有量が０．５％を越える
と、加工性が低下するようになることから、その含有量
を０．０１〜０．５チと定めた。

（ｃ）　　Ｍｎ Ｍｎ成分には、Ｓｌと同様に脱酸作用があるので、製鋼
上必要な成分であるが、その含有量が０．０１チ未満で
は所望の脱酸効果が得られず、一方その含有量が０．５
％を越えると、加工性が劣化するようになるほか、Ｃｔ
イオンによる孔食発生の起点となるＭｎＳを生成するよ
うになることから、その含有量を０．０１〜０．５チと
定めた。

（ａ）　　ｐ Ｐ成分は、一旦溶解して、シん酸根を生成し、このりん
酸根の存在下で緻密な鉄・クロム酸化物被膜が形成され
、この被膜によって耐食性向上効果、特にＣｔイオンに
よる全面腐食に対する抑制効果が得られるようになる作
用をもつが、その含有量が０．０３％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が０．１％を
越えると、溶接性が低下するようになることから、その
含有量を０．０３〜０．１％と定めた。

（ｅ）　　Ｓ Ｓ成分は、その含有量が０．０２％を越えると、Ｍｎと
結合して孔食発生の起点となるＭｎＳを形成し、耐食性
を劣化させることから、０．０２　％を越えて含有させ
てはならず、それもその含有量は低ければ低いほど望ま
しい。

（ｆ）　　Ｃｕ Ｃｕ成分には、排ガス凝縮液中に含まれるアンモニアに
よる腐食を加速する作用があるので、通常の不純物含有
レベルより一段と低減した含有量にする必要があるので
あって、この点から、その含有量を０．０３％以下とし
、腐食の抑制をはかった。

（ｇ）　　Ｎｉ Ｎ１成分には、排ガス凝縮液並びに塩化物散布環境に対
する耐食性を向上させ、特にマフラー内面の凝縮液によ
る乾湿の繰り返しとなる環境下での耐食性を向上させる
作用があるが、その含有量が０、１１未満では前記作用
に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が１％を
越えても、より一層の耐食性向上効果が得られないこと
から、経済性を考慮して、その含有量を０．１〜１チと
定めた。

（ｈ）　　Ｃｒ Ｃｒ成分は、耐食性を向上させる基本成分であシ、した
がって、その含有量が５％未満ではマフラー管使用環境
で所望のすぐれた耐食性を確保することはできず、一方
その含有量が１０チを越えても、耐食性向上効果は飽和
するだけで、一段の改善効果は得られないことから、経
済性を考慮して、その含有量を５〜１０％と定めた。

（ｉ）　　　Ｔｉ Ｔ１成分には、鋼中のＣおよびＮ成分を固定して鋼の鋭
敏化を抑制するほか、孔食発生の起点となるＭｎＳを形
成し易いＳ成分をＴｉＳの型で固定して耐食性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０．０５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方ｏ、　６％を越え
て含有させても前記作用は飽和するだけで、一段の向上
効果は表われないことから、その含有量を０．０５〜０
．６チと定めた。

（ｊ）　　Ａ１１ Ｍ成分には、脱酸作用のほかに、鋼板の成形性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０００１チ未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量がＯ，
１５％を越えると、介在物の生成が多くなって表面欠陥
が発生し易くなることから、その含有量を０．００１〜
０．１５％と定めた。

（ｋ）　　Ｎ Ｎ成分は、その含有量が０．０３％を越えると、Ｃｒ窒
化物が生成するようになって、機械的性質が劣化するよ
うになることから、０．０３％を越えて含有させてはな
らない。

なお、この発明のマフラー管における表面酸化物層は、
前処理として、鋼板表面に脱脂や酸洗などの表面清浄化
処理、さらに表面活性化処理などを施した後、例えば、 （１）　　ＣｒＯ３：　２５０９／ｌ、　Ｈ２ＳＯ４：
　５ｏｏＩＩ／ｚを含有する温度：９０℃σ溶液中に３
０〜５０分間浸漬、 （２）　　　　ＣｒＯ３二　２　５　０１／ｌ、　　Ｈ
２ＳＯ４：　　５　０　０１１／ｌ　　を含有する溶液
中、０．　Ｉ　Ａ／ｄｍ２の電流密度で、１０〜２０分
間の陽極処理、 （３）　　　　Ｎａ　２　Ｃｒ　２０７　　二　１　０
　０　１／ｌ　、　Ｈ２ＳＯ４：　　ａｏｏ＃／を含有
の温度：９５℃の溶液中に３０〜６０分間浸漬、 （４）　　Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７：　１００　Ｅ　／　ｌ−、
Ｃｒ０５　：　１００１　／Ｌ　。

Ｈ２ＳＯ４：　８００　ｇ　／　Ｌ含有の温度二５０℃
の溶液中に３０〜６０分浸漬、 （５）上記（１）の処理後、ＣｒＯ３：３ｏｏＩＩ／ｚ
％Ｈ２ＳＯ４：１０１／ｌを含有する温度：５０℃の溶
液中、ＩＡ／　ａｍ２の電流密度で１０〜２０分間の陰
極処理、以上（１）〜（５）のいずれかの手段によって
形成することができ、この結果形成された表面酸化物層
は、Ｃｒ酸化物を主成分とするものである。

〔実施例〕

つぎに、この発明のエンジン排ガス用マフラー管を実施
例によシ具体的に説明する。

通常の真空溶解炉を用い、それぞれ第１表に示される成
分組成をもった溶鋼を調製し、インゴットに鋳造した後
、通常の条件で熱間鍛造し、熱間圧延し、ついで冷間圧
延と焼鈍とを行ない、厚さ二１．２１ｊｌの鋼板とし、
さらにこの鋼板に上記（１）の表面酸化物層形成手段に
て、それぞれ第１茨に示される平均層厚の表面酸化物層
を形成することによって本発明マフラー管素材１〜１０
および比較７７ラー管素材１〜８をそれぞれ製造した。

なお、比較マフラー管素材１〜８は、いずれもこれを構
成する鋼板の成分組成のうちのいずれかの成分含有量（
第１表に※印を付したもの）がこの発明の範囲から外れ
た組成をもつものである。

つぎに、この結果得られた各種のマフラー管素材につい
て、幅：５０ａｍＸ長さ二１００朋×厚さ：１．２Ｕの
寸法をもった試験片を用い、模擬凝縮液浸漬腐食試験お
よび塩水噴霧試験を行なった。

なお、模擬凝縮液浸漬腐食試験は、塩化アンモニウム：
　３　ｇ／ｌ　、硝酸アンモニウム二０．０５ｇ／ｌ。

硫酸アンモニウム：０．２ｇ／ｌ、炭酸アンモニウム：
　３　ｇ／ｌ、およびホルマリン＝１００ｐｐｍを含有
する模擬凝縮液をガラス製容器内に装入し、前記試験片
をガラス製吊り下げフックにて、試験片の上方部を露出
させた状態で前記模擬凝縮液中に浸漬し、シリコンゴム
製の蓋をし、前記フックの上方端部を前記ゴム蓋上でガ
ラス製冷却用コンデンサーに接続し、液温：５０℃、浸
漬時間ニア２０時間の条件で行ない、試験後の試験片の
赤錆発生状況を観察すると共に、最大腐食深さを測定し
た。

赤錆発生状況は、全く赤錆発生のないもの二〇印、わず
かにあるもの二〇印、赤錆発生が比戟的多いもの：Δ印
、著しいもの：×印で評価した。

また、塩水噴霧試験は、３５℃の環境下で５チＮａＣ２
＠液を１０時間噴霧の条件で行ない、試験後の試験片の
赤錆発生状況を観察した。この評価は上記の腐食試験と
同じとした。これらの結果を第１表に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明マフラー管素材１〜
１０は、いずれもエンジン排ガス凝縮液に対する耐食性
を評価する目的で行なった模擬凝縮液浸漬試験、並びに
道路凍結防止のために散布される塩化物（Ｃｔイオン含
有液）に対する耐食性を評価する目的で行なった塩水噴
霧試験において、すぐれた耐食性を示すのに対して、比
較マフラー管素材１〜８に見られるように、鋼板の構成
成分のうちのいずれかの成分含有量がこの発明の範囲か
ら外れると、これらの両試験のうちの少なくともいずれ
かの試験で満足する耐食性を示さないことが明らかであ
る。

上述のように、この発明のエンジン排ガスマフラー管は
、排ガス凝縮液およびａｔイオン含有液に対してすぐれ
た耐食性を示すので、苛酷な条件下での実用に際しても
著しく長期に亘る使用を可能とするものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ
   ：０．０１〜０．５％、Ｐ：０．０３〜０．１％、Ｓ：
   ０．０２％以下、Ｃｕ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．１
   〜１％、Ｃｒ：５〜１０％、 Ｔｉ：０．０１〜０．６％、Ａｌ：０．００１〜０．１
   ５％、Ｎ：０．０３％以下、 を含有し、残りがＦｅとその他の不可避不純物からなる
   組成（以上重量％）、並びにＣｒ酸化物を主成分とする
   表面酸化物層を有する鋼板で構成したことを特徴とする
   エンジン排ガス用マフラー管。