KR100689758B1 - Method of preparing stainless steel for fuel cell and fuel cell prepared by the same - Google Patents

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이석현
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Abstract

A method for producing a stainless steel material useful for producing a separator for a fuel cell is provided to need no chrome carbide and a coating step, and to obtain a stainless steel material having high anti-corrosive property and low contact resistance. The method for producing a stainless steel material for a fuel cell comprises the steps of: forming an alloy by mixing metal elements in such a manner that the resultant alloy has the same metal composition as Type 316 ostenite stainless steel except Fe and containing 0.3-0.8 wt% of Ti substituting for a part of Fe; melting the alloy at 1250-1350 deg.C for 1-2 hours; cooling the alloy to 950-1050 deg.C; aging the alloy at 950-1050 deg.C for 1.5-2.5 hours to form precipitate of TiC; cooling the aged alloy to room temperature; and subjecting the alloy to surface treatment including (1) shot blasting, (2) acid washing, or (3) shot blasting followed by acid washing.

Description

연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 연료전지 {METHOD OF PREPARING STAINLESS STEEL FOR FUEL CELL AND FUEL CELL PREPARED BY THE SAME} Method of producing a stainless steel material for a fuel cell and hence the fuel cell is produced by {METHOD OF PREPARING STAINLESS STEEL FOR FUEL CELL AND FUEL CELL PREPARED BY THE SAME}

도 1은 본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에 대한 일 실시예의 흐름도를 도시한 블록선도이다. 1 is a diagram illustrating one embodiment of a flow diagram for a method of producing a fuel cell Stainless steel of the present invention.

도 2는 본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에서 Ti을 0.6 중량% 포함하고, 이를 시효처리 한 이후의 강재 표면을 촬영한 사진이다. Figure 2 is a photograph taken after the steel material surface, including the Ti 0.6% by weight, in the manufacturing method of a fuel cell Stainless steel of the present invention, and the aging process it.

도 3은 본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에서 Ti을 0.6 중량% 포함하는 경우와 316 스테인리스 강재의 표면처리 전과 후의 접촉저항 측정결과를 도시한 그래프이다. Figure 3 is a graph showing the fuel cell, the stainless steel Ti in the production method of the steel if it contains 0.6 wt.% And 316 contact resistance measured before and after the surface treatment of the stainless steel material of the present invention result graph.

도 4는 본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에서 Ti을 0.6 중량% 포함하는 경우와 316 스테인리스 강재를 시효처리하고, 표면처리 하여 각각의 강재 표면을 촬영한 사진이다.((a) 316 스테인리스 강재, (b) 본 발명-0.6 중량% Ti) Figure 4 is a picture taken of each of the steel material surface and those containing Ti 0.6% by weight, in the manufacturing method and processes the 316 stainless steel aging, and surface treatment of the fuel cell, stainless steel material of the present invention. ((A) 316 stainless steel steel, (b) the invention -0.6% by weight of Ti)

도 5는 본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에서 Ti의 함량을 변화시킨 경우(시효 및 표면처리 완료)의 스테인리스 강재의 접촉저항 측정결과를 도시한 그래프이다. Figure 5 is a graph illustrating the measurement results of the contact resistance of stainless steel when the content of Ti was changed in the preparation method of the fuel cell, stainless steel material of the present invention (age and finish surface treatment) graph.

도 6은 본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에서 Ti의 함량을 변화시킨 경우(시효 및 표면처리 완료)의 스테인리스 강재 표면을 촬영한 사진이다.((a) 0.2 중량% Ti, (b) 2.0 중량% Ti) Figure 6 is a picture taking a stainless steel surface of a case for changing the content of Ti in the manufacturing method of a fuel cell Stainless steel of the present invention (aging and complete the surface treatment). ((A) 0.2 wt.% Ti, (b) 2.0 wt.% Ti)

본 발명은 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저가로 용이하게 제조가 가능하면서도, 높은 내식성 및 낮은 접촉저항을 가져, 연료전지 분리판에 적용이 가능한 스테인리스 강재를 제공할 수 있는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 연료전지에 관한 것이다. The invention is applied to a method of producing a fuel cell, stainless steel and therefore relates to a fuel cell which is produced by, and more particularly, but can be easily produced at a low cost, bring high corrosion resistance and low contact resistance, the fuel cell bipolar plate It relates to a method of producing a stainless steel material for a fuel cell that can provide the available stainless steel material and thus the fuel cell is produced by.

연료전지는 발전효율이 50% 정도로 내연기관에 비해 효율이 높고 유해가스(NOx, SOx 등)배출은 1%이하로 낮아 미래의 환경 및 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 대안으로 평가되고 있다. The fuel cell has a high power generation efficiency is efficiency than internal combustion engine with 50% is evaluated as an alternative that can solve the toxic gases (NOx, SOx, etc.) emissions are environmental and energy issues in the future as low as 1% or less at the same time. 이러한 연료전지는 전해질의 종류에 따라 PEMFC(고분자 전해질 연료전지), PAFC(인산형 연료전지), MCFC(용융탄산염 연료전지), SOFC(고체산화물 연료전지), DMFC(직접메탄올 연료전지) 등으로 나뉜다. These fuel cells are in such PEMFC (polymer electrolyte fuel cell), PAFC (phosphoric acid fuel cell), MCFC (molten carbonate fuel cell), SOFC (solid oxide fuel cell), DMFC (direct methanol fuel cell) according to the type of electrolyte divided. 이 가운데 분산형 전원 또는 대형 발전시스템용으로는 MCFC와 SOFC, 현지 설치형 열병합 발전에는 PAFC와 PEMFC 또는 SOFC, 자동차 동력원으로는 PEMFC, 휴대용 전원으로는 DMFC가 적용되고 있다. The middle or large, distributed power generation systems in the MCFC and SOFC, local cogeneration standing there is a PAFC and PEMFC or SOFC, automotive power source is a PEMFC, DMFC is a portable power source for being applied.

현재 국내 기업이나 연구기관에서 개발, 제작되고 있는 대부분의 연료전지 (특히 고분자형 연료전지) stack 에는 수입된 graphite plate를 적절한 크기로 절단한 후, 연료가스(수소, 개질가스 등)와 반응기체(산소 혹은 공기)의 통로인 유로(flow field)를 기계 가공하여 분리판으로 채택하고 있다. Cutting the current has a graphite plate import developed by domestic companies or research institutions, most of the fuel cell (in particular a polymer electrolyte fuel cell) that is manufactured stack to the appropriate size and then, the fuel gas (hydrogen, reformed gas, etc.) and reaction gas ( and by processing a flow path (flow field), the passage of oxygen or air) machines employ a distribution plate. 현재 이용되고 있는 자동차용 graphite plate의 단가는 160 $/장으로, 이는 매우 높은 가공비로 인해 기인한 것이며, 이러한 높은 분리판의 단가는 전체 stack 가격에서 분리판이 차지하는 비율이 70~80 % 정도나 되는 실정이다. Cost of the graphite plate for automobiles currently used are 160 $ ​​/ sheet, which would caused due to the very high processing cost, unit cost of such a high separation plate is the ratio of the plate is separated from a complete stack price 70-80% degree and that is the actual circumstances.

이러한 분리판의 고 가공비는 결국 연료전지 상용화의 가장 큰 걸림돌이 되므로, 이에 대한 개발이 요구되고 있으며, 이러한 복합소재 성형판 및 금속재 분리판이 연료전지 분리판으로서의 기능을 갖기 위해서는 높은 전도도와 함께 우수한 기계적 특성을 동시에 지녀야 한다. And processing cost of the separation plate, so the biggest obstacle of the end fuel cell commercialization, so this has been demanded development, these composites molding plate and the metal separating plate has a function as a fuel cell bipolar plate to excellent mechanical with high conductivity It should have the characteristic at the same time. 즉, 연료전지 분리판은 반응기체의 제공 경로 뿐 아니라 집전체로서의 기능을 가져야 하므로 고전도도를 갖춤과 동시에 얇고 가볍게 만들어 질 수 있도록 높은 강도와 유연성을 지녀야 한다. That is, the fuel cell bipolar plate shall have a high strength and flexibility, as well as providing the path of the reaction gas, so as to have the whole house function to be simultaneously made thin and lightweight and the classical matching conductivity. 금속재 분리판은 복합소재 성형 분리판과 비교할 때 높은 강도 및 유연성 등으로 인하여 복합소재 성형 분리판과 유사한 정도의 제조비용을 가지면서도 전기전도성이 훨씬 우수한 장점을 가진다. Metallic bipolar plate has high strength and flexibility, such as a composite electrical conductivity while having a manufacturing cost of approximately similar to the molded separator plates is much superior when compared to the advantages due to the composite material forming the distribution plate. 그러나 금속재 분리판은 고분자 전해질 연료전지에 이용되는 양이온 교환막이 고분자 구조 내에 양이온이 교환능력이 있는 작용기인 술폰산(sulfonic acid)기가 존재하여 연료전지 운전 중 약 1 mole의 황산으로 작용하게 됨으로써 금속의 부식이 촉진되는 것으로 알려져 있다. However, metallic separating plate is corrosion of the metal whereby the cation exchange membrane acts in the sulfuric acid of about 1 mole of the fuel cell operating with the cation is present group exchange capacity of the sulfonic acid (sulfonic acid) functional groups in the polymer structure for use in a polymer electrolyte fuel cell it is known that the promotion. 이때 표면에 생성된 금속산화물이 전기절연체로 작용하여 전기전도성을 낮추며, 또한 이때 해리되어 나오는 금속 양이온이 촉매층 및 고분자 전해질을 오염시킴으로써 연료전지의 성능을 감소시키는 것으 로 알려져 있다. At this time, the metal oxide formed on the surface lowering the electrical conductivity and acts as an electrical insulator, and wherein the metal cation is dissociated out by contamination of the catalyst layer and the polymer electrolyte is known as geoteu to reduce the performance of the fuel cell. 따라서 이러한 금속재 분리판의 단점을 보완하기 위한 새로운 연료전지용 금속재 분리판 재료개발이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a fuel cell is a new metal bipolar plate materials developed to complement the disadvantage of the metal separator plates.

지금까지 연구된 대부분의 연구는 접촉저항을 감소시키고, 금속 양이온의 해리를 막기 위하여 코팅기술을 사용하는 방법에 관한 연구가 주를 이루었다. Most of the research studies so far, and reduce the contact resistance, in order to prevent the dissociation of the metal cation in the study on the how to use the coating technology, the finished state. 이에는 유럽의 항공기 개발 연합체인 European Aeronautic Defence and Space Company가 Stainless 316L합금에 gold을 코팅하여 새로운 금속재 분리판을 개발한 바가 있으며, 대한민국 특허출원 제2002-0035363호에서는 카본분말에 페놀수지 코팅한 소성재료를 양면에 도금된 금속판 위에 가열 소성한 분리판으로 고강도, 가스 차폐성 및 표면에 산화물이 없어 고유저항치가 적은 분리판을 제시한 바 있다. This is the association of aircraft development Defence European Aeronautic and Space Company in Europe, and have developed a new metal bar separating plate by coating the gold on Stainless 316L alloy, the Republic of Korea Patent Application No. 2002-0035363 the arc firing a phenol resin coating the carbon powder do not have the oxide to a high strength, a gas shielding property and the surface of the heated plastic over a separation plate a metal plate coated on both surfaces of the material is presented to the distribution plate has resistivity less bar. 또한 대한민국 특허출원 제2002-0001999호에서는 SUS 또는 Al에 전도성 고분자 층을 형성한 수 그 위에 전도성 고분자소재로 가스유로를 형성하거나 분리판과 가스유로를 일체로 성형한 후 그 위에 전도성 고분자층을 형성시키는 코팅용 금속재 분리판을 개발하기도 하였다. In addition, Republic of Korea Patent Application No. 2002-0001999 the arc forming the conductive polymer layer thereon and then can form a conductive polymer layer on a SUS or Al to form a gas flow channel of a conductive polymer material thereon, or the distribution plate and forming a gas flow path integrally which it was also developed a metal separator for coating. 그러나 코팅 공정을 새로이 도입함에 따라 발생하는 비용의 증가는 금속재 분리판의 장점을 감소시키는 역효과를 나타내며, 또한 내식성이 우수한 금 등의 귀금속을 금속재 분리판에 코팅하는 경우는 이의 높은 가격 때문에 전체 stack의 가격 중에서 분리판이 차지하는 비율을 더욱 증가시키는 단점이 있고, 기타 코팅 방법의 경우도 코팅막의 안정성 및 제조의 어려움 등이 문제가 되고 있다. However, the increase of the cost arising from the newly introduced into the coating process of the entire stack shows the adverse effect of reducing the benefits of the metal separating plate, also when coating the noble metal, such as excellent corrosion resistance of gold in the metal bipolar plate because of its high price has the disadvantage of further increasing the ratio of the plate is separated from the price, in the case of other coating methods also include the stability and manufacturing difficulty of the coating film to be a problem.

따라서 금속재 분리판의 높은 전도성 및 가공성을 가지며, 코팅을 통한 내식성 확보가 아닌 금속 재료 자체가 우수한 내식성을 나타내는 고분자 연료전지용의 새로운 무코팅용 내부식성 신합금의 개발이 요구되고 있다. Therefore, having a high conductivity, and processability of the metallic separating plate, a new non-coated development of new corrosion-resistant alloy for a polymer fuel cell, showing a metal material having excellent corrosion resistance, rather than to secure the corrosion resistance is required through the coating.

이러한 무코팅용 금속재 분리판 기술로는 대한민국 특허출원 제2000-0017853호에서 금속재 분리판으로 내식성이 우수한 스테인리스강을 사용하고, 강중에 다수의 전도성 금속 석출물을 분산 석출하여 내식성이 우수한 스테인리스의 부동태피막을 손상시키지 않고 도전성을 확보하는 방법이 제시되어 있으나, 낮은 접촉저항을 얻기 위해서는 높은 압력을 요구하고,(여기서 낮은 접촉저항을 위하여 높은 압력이 요구되는 경우에는 단자와 분리판의 결합시에는 높은 압력으로 서로를 연결하여 요구되는 높은 압력을 제공하여 낮은 접촉저항을 얻을 수 있으나, 전해질과 분리판 사이의 경우에는 접촉시에 별도의 압력이 가해지지 않으므로 분리판은 낮은 접촉압력에서도 낮은 접촉저항을 가지는 것이 요구되는데 이러한 조건을 만족하지 못하는 경우에는 실 These non-coated metallic bipolar plate described in the passive film of the Republic of Korea Patent Application No. 2000-0017853, and excellent corrosion resistance of stainless steel using stainless steel excellent in corrosion resistance to the metal separator plates in the call, and distributes the plurality of conductive deposited metal precipitate in steel for an intact, but is given a method of securing an electrically conductive, in order to obtain a low contact resistance and require a high pressure, (wherein when requiring a high pressure to a low contact resistance is, the higher pressure during bonding of the terminal and the separating plate to provide the high pressure required to connect with each other, but to obtain a low contact resistance, in the case between the electrolyte and separator plate, does not add any extra pressure on contact separation plate having a low contact resistance at low contact pressure room in case that does not meet these conditions, there is not required 적으로는 높은 성능의 분리판으로 적용이 어려운 문제점이 있다.) 그 석출물의 생성에 있어서 Cr의 감소에 따른 내식성의 감소를 가져오고, 입계 석출이 주를 이루며, 전기전도도가 높지 않은 크롬탄화물을 석출물로 하므로 전기전도도의 개선이 적으므로 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. Ideally it is difficult to apply to the bipolar plate of high performance problems.) Results in a reduction of the corrosion resistance due to the reduction of Cr in the formation of the precipitates, the grain boundary precipitation constitutes the main, the chromium carbides have an electrical conductivity not higher to precipitate, so the situation since the improvement of the electrical conductivity ever need of improvement for it.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 내식성에 영향을 주는 크롬탄화물을 이용하지 않으면서도 무코팅을 통하여 저가로 용이하게 제조가 가능하고, 높은 내식성 및 낮은 접촉저항을 가져, 연료전지 분리판에 적용이 가능한 스테인리스 강재를 제공하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 연료전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art, the present invention is through the non-coated while not using the chromium carbide that affect the corrosion resistance can be easily manufactured at a low cost, and obtain the high corrosion resistance and low contact resistance, the fuel cell and an object thereof is to provide a method of the fuel cell of stainless steel to provide a stainless steel as possible applied to a bipolar plate produced and hence the fuel cell is produced by.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object, the present invention

타입 316 오스테나이트 스테인리스강의 Fe를 제외한 합금원소 성분은 동일하고 Fe의 일부를 대신하여 Ti을 0.3 내지 0.8 중량% 포함하도록 합금원소를 혼합하여 합금을 제조하는 단계; Type 316 is the same alloy element component other than the austenitic stainless steels and Fe alloy to prepare a mixture of the alloying elements in place of a portion of Fe to contain 0.3 to 0.8% by weight of Ti;

상기 제조된 합금을 1300 ± 50 ℃에서 1 내지 2시간 용체화 처리하는 단계; The method comprising the alloy thus prepared solution treatment for 1 to 2 hours at 1300 ± 50 ℃;

상기 용체화 처리 이후에 이를 950 내지 1050 ℃로 냉각하는 단계; Step of cooling it to 950 to 1050 ℃ after the solution treatment;

상기 냉각 이후에 950 내지 1050 ℃에서 1.5 내지 2.5 시간 TiC 석출물 형성을 위한 시효처리를 하는 단계; Step of the aging treatment for 1.5 to 2.5 hours at 950 to 1050 ℃ TiC precipitates formed after the cooling;

상기 시효처리 이후에 상온으로 냉각하는 단계; Step of cooling to room temperature after the aging treatment; 및, And,

상기 과정을 거친 합금의 표면에 1)샷 블라스팅 또는 2)산세처리 또는 3)샷 블라스팅 이후에 산세처리를 진행하는 표면처리를 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법을 제공한다. On the surface of the alloy to the process via 1) shot blasting or 2) the pickling treatment or the third) shot blasting after pickling method for a fuel cell of stainless steel comprising the steps of: proceeding to a surface treatment to proceed to the to provide.

또한 본 발명은 In another aspect, the present invention

모재는 스테인리스강을 기지로 하여 이에 침입형 탄화물이 석출 분산된 기지로 이루어진 합금이고, The base material is an alloy consisting of the stainless steel as a base, this interstitial carbide precipitates dispersed base,

이의 표면은 크롬 산화물을 포함하는 부동태 피막으로 이루어지고, Its surface is made of a passive film containing chromium oxide,

상기 부동태 피막은 상기 부동태 피막을 관통하여 외부표면과 부동태 피막 하부의 합금기지를 연결하는 다수의 상기 침입형 탄화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재를 제공한다. The passive film is a fuel cell stainless steel comprises a plurality of interstitial carbide which connect the outer surface and the base alloy of the lower passive film through said passivation film.

이외에 본 발명은 상기 기재된 연료전지용 스테인리스 강재로 이루어지는 것 을 특징으로 하는 연료전지용 분리판 및 이를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 제공한다. In addition the invention provides a fuel cell which is characterized in that a fuel cell bipolar plate and having the same, characterized by being made of the stainless steel material for a fuel cell described.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter reference to the drawings the present invention will be described in detail.

본 발명은 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에 관한 것으로 타입 316 오스테나이트 스테인리스강의 Fe를 제외한 합금원소 성분은 동일하고 Fe의 일부를 대신하여 Ti을 0.3 내지 0.8 중량% 포함하도록 합금원소를 혼합하여 합금을 제조하는 단계, 상기 제조된 합금을 1300 ± 50 ℃에서 1 내지 2시간 용체화 처리하는 단계, 상기 용체화 처리 이후에 이를 950 내지 1050 ℃로 냉각하는 단계, 상기 냉각 이후에 950 내지 1050 ℃에서 1.5 내지 2.5 시간 TiC 석출물 형성을 위한 시효처리를 하는 단계, 상기 시효처리 이후에 상온으로 냉각하는 단계 및, 상기 과정을 거친 합금의 표면에 1)샷 블라스팅 또는 2)산세처리 또는 3)샷 블라스팅 이후에 산세처리를 진행하는 표면처리를 진행하는 단계를 포함하여 구성된다. The invention alloys by mixing the alloying elements as alloying elements, components, except for the type 316 austenitic stainless steel, Fe relates to a method for producing a fuel cell Stainless steel is the same, and in place of a portion of Fe to contain 0.3 to 0.8% by weight of Ti to prepare, the alloy thus prepared in 950 to 1050 ℃ after 1300 ± steps of solution treatment at 50 ℃ for 1 to 2 hours, further cooling it to 950 to 1050 ℃ after the solution treatment, the cooling 1.5 the to step of 2.5 hours aging treatment for TiC precipitates formed, comprising the steps of cooling to room temperature after the aging, and the process on the surface of the coarse alloy 1) shot blasting or 2) pickling, or 3) after a shot blasting It is configured to include a step of proceeding to the surface treatment proceeds to a pickling treatment.

즉, 본 발명은 우수한 내식성을 갖는 type 316 오스테나이트 스테인리스강을 이용하고, 모합금에 Ti 합금원소를 첨가하여 전도성이 우수하고 안정한 상인 TiC 탄화물을 석출시키고 표면처리를 수행함으로써 부동태막에 의한 전도성 감소의 문제점을 해결하려고 한다. That is, the present invention reduces conductivity due to the passivation film by conducting a solid by using a type 316 austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance, and addition of Ti alloy elements in the master alloy to precipitate a stable merchant TiC carbides and performing a surface treatment try to solve the problem. 즉, 열처리 공정과 표면처리 공정 등의 간단한 공정을 통해 우수한 내식성 및 전도성을 갖는 연료전지의 금속분리판에 적용할 수 있는 강재를 제공하는 것이다. That is, to provide a steel material that can be applied to a metal separator of excellent corrosion resistance and fuel cell having conductivity through a simple process such as a heat treatment step and a surface treatment process.

상기 타입 316 오스테나이트 스테인리스강은 공지의 강재로서 AISI 316으로도 알려져 있고, 이에 대한 합금 원소의 성분은 기 공지된 바와 같다. The Type 316 austenitic stainless steels and the AISI 316 steel, also known as a well-known ingredient of alloying elements for it are as well known groups. 본 발명에 사용되는 합금은 이러한 타입 316에서 기존의 합금원소 함량은 그대로 유지하고 Fe만 0.3 내지 0.8 중량%를 제외하고 이를 대신하여 Ti을 넣은 합금성분을 가진다. Alloy to be used in the present invention has the alloy component into the Ti In this type of conventional 316 alloy element content is maintained, except for the 0.3 to 0.8% by weight Fe, and instead, only. 즉, 일반적으로 철계 합금의 조성을 정의할 때, 다양한 합금원소와 이의 잔부로 Fe가 포함되는 형태로 정의하는데, 본 발명의 합금은 타입 316의 Fe를 제외란 모든 합금원소는 동일한 중량 %로 포함하고, 여기에 0.3 내지 0.8 중량%의 Ti이 합금원소로 더 들어가고 잔부로 Fe가 포함되는 것이다. That is, in general, to to define the composition of the iron-based alloy, defined in the form that includes the Fe parts of various alloying elements and their cups, and all alloying elements alloy of the invention is, except for Fe of the type 316 are included in the same wt% , it is here between 0.3 and 0.8% by weight of Ti to further include into the Fe portion to the cup of the alloying elements. 이를 통하여 상기 기술한 시효처리 단계에서 기지내의 탄소와 티타늄이 반응하여 전기전도도가 우수한 TiC가 기지내에 고르게 석출되도록 한다. To the carbon and titanium in the base reacted with the above-described aging treatment step is such that the electrical conductivity through fine TiC precipitates in the base evenly.

상기 합금의 조성은 타입 316의 합금원소에 Ti을 포함하는 범위 중에서 바람직하게는 Cr: 17 중량%, Ni: 12 중량%, C: 0.08 중량%, Mo: 2.5 중량%, Si: 0.8 중량%, Mn: 1.5 중량%, Cu: 0.2 중량%, Ti: 0.3 ~ 0.8 중량% 및 나머지 잔부로 Fe 및 불순물인 형태가 좋다. The composition of the alloy is preferably Cr in a range including the Ti to the alloy elements of the type 316: 17% by weight, Ni: 12% by weight, C: 0.08 wt%, Mo: 2.5 wt%, Si: 0.8% by weight, Mn: 1.5 wt%, Cu: 0.2 wt%, Ti: 0.3 ~ 0.8% by weight, and the rest are good glass portion Fe and impurities in the form. (여기서 Cu는 제외가능하다.) (Where Cu can be excluded.)

상기 Ti의 함량은 상기 범위보다 작은 경우에는 TiC 석출량이 적어 전기전도도 개선효과가 적고, 이보다 많은 경우에는 Ti의 고용한계를 넘어가므로 금속간 화합물인 σ-상이 형성되는데 이는 전기전도도가 낮아 강재의 전기전도도 개선에 영향을 주지 못한다. If the content of the Ti is less than the above range, the less write improved electrical conductivity effective amount of TiC precipitates in many cases than this, is beyond the solubility limit of Ti electrical steel which lower the electrical conductivity is formed between the metal compound different from the σ- It does not affect the conductivity improvement.

이와 같은 합금원소를 혼합한 것은 적절한 용융방법으로 용융하여 합금을 형성한다. It is a mixture of these alloying elements to form a molten alloy to a suitable melting method. 이에 대한 구체적인 예는 도 1에 도시한 바와 같다. Thus for the specific example are as shown in Fig. 즉, 상기 성분의 합금원소를 용융하여 잉곳을 형성한 후 도 1에 도시한 조건으로 용체화 처리하고, 이를 가공하여 도 1에 도시한 바와 같은 치수의 판상을 제조하고 이를 냉간 압연하여 판 상재를 얻는다. That is, the plate merchandise and after the formation of the ingot by melting the alloying elements of the component solution treatment for the condition shown in Figure 1, and producing a pulp plate of the same them shown in Figure 1 by processing and cold-rolling this, obtained. 이에 따라 얻어진 판상은 가공경화를 통하여 잔류응력이 남아 있고, 석출물 등의 편석이 존재하는 상태이므로 이를 1300 ± 50 ℃에서 1 내지 2시간 동안 용체화 처리하여 균질하고, Cr탄화물(Cr 23 C 6 등) 등의 입계 편석이 존재하지 않는 상태로 만든다. The plate thus obtained may have a residual stress left by the work hardening, precipitates, etc. Because the state that exists segregation, and this homogeneous by solution treatment for a period of 1 to 2 hours at 1300 ± 50 ℃, Cr carbide (Cr 23 C 6, etc. ) creates a state that does not exist in the grain boundary segregation and the like.

이와 같은 용체화 처리 이후에 합금은 이를 950 내지 1050 ℃로 냉각하는 단계를 거친다. In this way after the solution treatment of the alloy is subjected to a step of cooling it to 950 to 1050 ℃. 상기 냉각은 석출물의 조절 및 잔류응력의 최소화를 위하여 바람직하게는 노냉으로 진행하는 것이 좋다. The cooling is preferably conducted to the furnace cooling in order to minimize and control the residual stress of the precipitate.

상기 온도는 TiC 석출을 위한 시효처리 온도로서 상기 냉각 이후에 바로 시효처리가 이어진다. The temperature is immediately followed by the aging treatment, after the aging treatment, a cooling temperature for the TiC precipitation. 상기 온도에서는 Cr탄화물(Cr 23 C 6 )의 입계 석출이 없고 TiC의 석출만이 이루어지므로 강재의 내식성을 해치지 않으면서, 전도성을 가지는 탄화물의 고른 석출이 가능하다. The temperature is no grain boundary precipitation of Cr carbide (Cr 23 C 6) to precipitate only because of TiC is achieved without compromising the corrosion resistance of the steel, it is possible to even the precipitation of carbides having a conductivity. 또한 상기 냉각온도는 바람직하게는 980 ± 20 ℃인 것이 석출물의 입내 고른 석출을 이룰 수 있으므로 좋다. In addition, the cooling temperature is preferably, so that the 980 ± 20 ℃ to achieve a uniform deposition of the precipitate halitosis. 상기 시효처리는 일반적으로는 950 내지 1050 ℃에서 1.5 내지 2.5 시간 진행하여 기지의 입내 및 입계에 고른 TiC의 석출이 이루어지도록 한다. The aging treatment is generally goes from 1.5 to 2.5 hours at 950 to 1050 ℃ to ensure the precipitation of TiC in the picked halitosis and the grain boundaries of the base place.

상기 시효처리 이후에 상기 합금은 상온으로 냉각되어지며, 바람직하게는 석출물의 안정 및 안정한 오스테나이트 구조의 유지를 위하여 상기 냉각은 노냉으로 이루어지는 것이 좋다. It becomes cooled after the aging treatment in the alloy at room temperature, preferably the cooling to the austenite stability and stable maintenance of the nitro structure of the precipitate is preferably made of a furnace cooling.

이와 같이 제조된 합금은 스테인리스강이므로 상온에서 크롬산화물로 이루어진 부동태 피막이 덮여 있고, 이러한 부동태 피막은 강재의 접촉저항을 높이는 역 할을 하는데 상기 열처리과정에서 형성된 부동태 피막은 그 두께가 두꺼워 미세입자인 TiC보다 더 두꺼울 수 있으므로 부동태 피막을 관통하는 TiC를 통한 전기전도도 개선효과를 얻을 수 없으므로 이러한 부동태 피막의 1차적인 제거가 필요하다. The alloy thus produced is covered film passivation consisting of chromium oxide in because stainless steel at room temperature, such a passive film is a passive film formed by the heat treatment in the station to increase the contact resistance of the steel it is a fine particle has a thickness thick TiC it may be thicker than can not be obtained through the effect of improving the electrical conductivity TiC penetrating through the passivation film is required primary removal of such passive film.

이를 위하여 상기 상온까지 냉각된 합금은 합금의 표면에 공지의 다양한 부동태 피막 제거용 표면처리를 수행할 수 있고, 바람직하게는 1)샷 블라스팅(shot blasting) 또는 2)산세처리 또는 3)샷 블라스팅 이후에 산세처리를 진행하는 표면처리를 진행하는 단계를 거친다. Cooled to it to the room temperature, the alloy being capable of performing a variety of passive film removing surface treatment for a known on the surface of the alloy, and preferably 1) shot blasting (shot blasting) or 2) pickling or 3) shot after blasting to go through the step of: proceeding to a surface treatment to proceed with the pickling treatment. 이를 통하여 후막으로 형성된 부동태 피막을 제거하고, 상온에서 형성되는 얇은 부동태 피막이 다시 생성되도록 한다. Remove this passive film formed through a thick film, and to produce thin film passivation which is formed at room temperature again.

상기 샷 블라스팅은 공지의 다양한 방법이 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 100㎛ 크기의 알루미나 입자를 통하여 이루어지는 것이 고른 표면형성 및 적절한 조도를 얻는데 좋고 더욱 바람직하게는 50㎛ 크기 내외의 입자를 사용하는 것이 좋다. The shot blasting has a variety of known methods can be applied to, preferably from 10 to obtain a good surface roughness formation and proper even be formed by alumina particles of size 100㎛ using particles of size outside more preferably 50㎛ good to.

또한 상기 산세처리는 공지의 다양한 산세처리를 이에 적용할 수 있으며, 바람직하게는 60 ℃의 질산 8 ± 2 부피%, 염산 3 ± 1 부피% 및 잔부로 물을 포함하는 수용액에 상기 합금을 3 내지 5분간 피클링(pickling) 하는 것이 시간의 단축 및 316 스테인리스강의 피클링에 좋다. In addition to 3 of the alloy in an aqueous solution wherein the pickling treatment may be applied to a variety of pickling treatment known to, and preferably comprises a water portion 8 ± 2% by volume of nitric acid of 60 ℃, hydrochloric 3 ± 1% by volume and the balance it is good to shorten and 316 stainless steel pickling time of 5 minutes to pickling (pickling).

또한 상기 표면처리는 상기 각각의 방법을 단독으로 진행할 수도 있고, 이를 조합하여 진행할 수도 있다. Further, the surface treatment may proceed to each of the methods alone, or by combining it may proceed. 조합하는 경우에는 블라스팅으로 조도 확보 및 부동태 피막을 1차 제거하는 효과를 얻을 수 있고, 이후의 산세처리를 통하여 고른 부동태 피막의 제거를 얻을 수 있어서 가장 바람직하다. When combined, it is most preferable to obtain the removal of the passive film even can be obtained the effect of removing the first roughness and secure the passive film as blasting, pickling through the subsequent processing.

또한 이와 같은 상기 산세처리 단계는 적어도 상기 시효처리 단계를 통하여 석출된 TiC 직경의 절반에 해당하는 모재(부동태 피막을 제외한)를 식각하는 것이 바람직하다. Also this the pickling treatment step is preferable to etch the base metal (with the exception of the passive film) corresponding to half of the precipitated TiC diameter at least through the aging step. 이를 통하여 산세처리를 통하여 표면에 노출된 TiC가 부동태 피막을 관통하여 외부와 모재를 연결할 수 있도록 하여 전기전도도를 갖도록 할 수 있다. The TiC expose it to the surface through pickling treatment through to allow through the passivation film to connect the outside and the base material can have electrical conductivity.

또한 본 발명은 모재는 스테인리스강을 기지로 하여 이에 침입형 탄화물이 석출 분산된 기지로 이루어진 합금이고, 이의 표면은 크롬 산화물을 포함하는 부동태 피막으로 이루어지고, 상기 부동태 피막은 상기 부동태 피막을 관통하여 외부표면과 부동태 피막 하부의 합금기지를 연결하는 다수의 상기 침입형 탄화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재를 제공한다. In addition, the present invention is the base material is an alloy consisting of the stainless steel as a base, whereby the interstitial carbide precipitates distributed base, its surface is made of a passive film containing chromium oxide, the passive film is passing through the passive film It provides a fuel cell stainless steel comprises a plurality of interstitial carbide which connect the outer surface and the base alloy of the passive film lower.

즉, 탄화물의 경우에 있어서 침입형 탄화물(interstitial carbide)이 전기전도도가 우수하고, 높은 융점과 높은 경도를 가지며, 안정한 상을 이루므로 이와 같은 탄화물이 상기 기술한 방법 등을 통하여 내식강인 스테인리스강에 석출 분산되는 경우에는 상기 기지의 표면은 항상 일정한 부분은 침입형 탄화물이 표면에 노출되게 되고, 나머지 부분은 기지가 공기중에 노출됨에 따라 크롬 산화물을 포함하는 부동태 피막이 형성된다. In other words, the interstitial carbide (interstitial carbide) is corrosion-resistant tough stainless steel through the electrical conductivity is excellent, and a high melting point and has a high hardness, and therefore achieve a stable phase method is described above such carbides such as in the case of carbide when the precipitation dispersion, the surface is always a certain part of the base is to be the interstitial carbide exposed on the surface, and the other portions are formed the passivation film to the base comprises a chromium oxide in accordance with the exposure in the air. 그러나 상기 탄화물이 존재하는 부분은 기지가 공기중에 노출되지 않으므로 부동태 피막의 형성이 이루어지지 않고 외부에 노출되므로 상기 부동태 피막은 상기 부동태 피막을 관통하여 외부표면과 부동태 피막 하부의 합금기지를 연결하는 다수의 상기 침입형 탄화물을 포함하는 형태로 구성된다. However, a number of portions in which the carbides present are bases and so is not exposed to air is exposed to the outside without being made of the formation of passive film the passive film is passing through the passive film connected to the external surface of the alloy base of the passive film lower It is of a type that includes the interstitial carbide.

이를 통하여 표면에 화학적으로 안정하며, 전기전도도가 우수한 침입형 탄화물과 이를 제외한 부분에는 부동태 피막이 형성된 복합피막이 형성되고 이는 우수 한 내식성 및 전기전도도를 가지게 된다. This chemically stable to the surface via, and portions other than this, the electric conductivity and excellent interstitial carbide is formed on the composite film formed of a passive film which is to have a superior corrosion resistance and electrical conductivity.

바람직하게는 상기 모재는 타입 316 오스테나이트 스테인리스강의 Fe를 제외한 합금원소 성분은 동일하고 Fe의 일부를 대신하여 Ti을 0.3 내지 0.8 중량% 포함하도록 합금원소를 혼합하여 이를 시효처리 하여 TiC가 석출 분산된 기지로 이루어진 합금이고, 이의 표면은 크롬 산화물을 포함하는 부동태 피막으로 이루어지고, 상기 부동태 피막은 상기 부동태 피막을 관통하여 외부표면과 부동태 피막 하부의 합금기지를 연결하는 다수의 상기 TiC를 포함하는 것이 좋다. Preferably the base material is the same as the alloy element composition, except for the type 316 austenitic stainless steel, Fe, and in place of a part of Fe by mixing the alloying elements so as to contain 0.3 to 0.8% by weight of Ti handle this aging the TiC precipitates distributed an alloy made of a base, the surface thereof is to made of a passive film containing chromium oxide, the passivation film comprises a plurality of TiC to connect the external surface and the alloy base of passive film the bottom passing through the passive film good. 즉, 상기 침입형 탄화물로 TiC를 제공하는 것으로 이를 통하여 타입 316 오스테나이트 스테인리스강의 내식성 및 TiC의 전기전도도를 이용할 수 있는 복합피막이 표면에 형성되는 연료전지용 스테인리스 강재를 제공할 수 있다. That is, through this, to provide the TiC in the interstitial carbide type 316 austenitic stainless steel, corrosion-resistant and composite film that can be used for electrical conductivity of the TiC is possible to provide a fuel cell Stainless steel is formed on the surface.

더욱 바람직하게는 상기 연료전지용 스테인리스 강재는 상기 기술한 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법에 의하여 제조되는 것이 가장 우수한 내식성 및 전기전도도를 가지므로 좋다. More preferably the stainless steel material for a fuel cell is good, because it is produced by the production method of the above-described fuel cell, the stainless steel material of the excellent corrosion resistance and electrical conductivity.

또한 본 발명은 상기 기재된 연료전지용 스테인리스 강재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a fuel cell bipolar plate, characterized in that a fuel cell composed of the stainless steel described. 이와 같은 연료전지용 스테인리스 강재는 내식성 및 전기전도도를 갖춘 강재이므로 이를 연료전지용 분리판에 적용할 수 있다. In this fuel cell, such as stainless steel because it is the steel material with corrosion resistance and electrical conductivity can be applied to this fuel cell bipolar plate.

또한 이와 같은 연료전지용 분리판은 이를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지에 적용될 수 있음은 물론이다. In addition, such a fuel cell bipolar plate that is applicable to the fuel cell as well as characterized by having the same.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실 시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, one present preferred embodiment to help understanding of the invention, to seal time is it is not limited to the following embodiments are intended as the scope of the invention to illustrate the invention.

[실시예] EXAMPLES

아래 표 1에 도시한 바와 같이 합금조성을 준비하였다. Down, as shown in Table 1 were prepared alloy composition.

합금 종류 Alloy type Cr Cr Ni Ni C C Mo Mo Si Si Mn Mn Cu Cu Ti Ti Fe+불순물 Fe + impurities 타입316 Type 316 17 17 12 12 0.08 0.08 2.5 2.5 0.8 0.8 1.5 1.5 0.2 0.2 - - balance balance 316+0.2Ti 316 + 0.2Ti 17 17 12 12 0.08 0.08 2.5 2.5 0.8 0.8 1.5 1.5 0.2 0.2 0.2 0.2 balance balance 316+0.6Ti 316 + 0.6Ti 17 17 12 12 0.08 0.08 2.5 2.5 0.8 0.8 1.5 1.5 0.2 0.2 0.6 0.6 balance balance 316+2.0Ti 316 + 2.0Ti 17 17 12 12 0.08 0.08 2.5 2.5 0.8 0.8 1.5 1.5 0.2 0.2 2.0 2.0 balance balance

타입 316 합금은 1100 ℃에서 1.5시간 용체화 처리후에 840 ℃로 노냉하고, 이후에 840 ℃에서 2시간 시효처리후 상온으로 노냉하는 열처리를 하여 Cr 23 C 6 탄화물이 형성되도록 하였다. Type 316 alloy was such that in 1100 ℃ 1.5 hours after the solution treatment, and furnace cooling to 840 ℃, after 2 hours aging at 840 ℃ after the heat treatment by furnace cooling to room temperature to form a Cr 23 C 6 carbide.

316+0.2Ti, 316+0.6Ti, 316+2.0Ti 합금은 1300 ℃에서 1.5시간 용체화 처리후에 980 ℃로 노냉하고, 이후에 980 ℃에서 2시간 시효처리 후 상온으로 노냉하는 열처리하여 TiC 탄화물이 형성되도록 하였다. 316 + 0.2Ti, the 0.6Ti + 316, 316 + 2.0Ti alloy is heat-treated to at 1300 ℃ after solution treatment for 1.5 hours and furnace cooling to 980 ℃, furnace cooling from 980 to room temperature after 2 hours ℃ after aging carbides TiC It was to be formed.

도 2는 시효처리 후 상온으로 냉각한 상기 316+0.6Ti 합금의 미세구조를 나타낸 사진이다. Figure 2 is a photomicrograph showing the microstructure of the 316 + 0.6Ti alloy after aging allowed to cool to room temperature. 이에 나타난 바와 같이 시효처리에 따라 TiC 석출이 입계 및 입내에 고르게 석출된 것을 확인할 수 있으며, 높은 시효처리 온도에 따라 Cr탄화물은 형성되지 않음을 확인할 수 있었다. Accordingly, the aging treatment, as shown to check that the TiC precipitates evenly precipitated in the grain boundaries and the mouth, Cr carbide in accordance with the high temperature aging treatment was confirmed to not formed.

이후에 표면처리전과 표면처리(46㎛ 크기의 알루미나 입자를 통하여 이루어지는 샷 블라스팅 + 60 ℃의 질산 8 부피%, 염산 3 부피% 및 잔부로 물을 포함하는 수용액에 4분간 피클링하는 산세처리)후의 접촉저항을 측정한 결과는 도 3에 도시한 바와 같다. After the surface treatment prior to the surface treatment (8% by volume of nitric acid of shot blasting + 60 ℃ formed by alumina particles of size 46㎛, pickling treatment to the ring 4 minutes pickle in an aqueous solution containing hydrochloric acid and 3 parts of water by volume%, and glasses) after as a result of measuring the contact resistance is as shown in Fig. 즉, 본 발명의 합금의 경우에는 표면처리 전에는 타입 316보다 더 높은 접촉저항을 나타내나 상기 표면처리 후에는 훨씬 낮은 접촉저항을 나타내고, 100N/㎠의 하중이상에서는 5 ×10 -3 ℃㎠의 안정적이고 낮은 접촉저항을 나타내었다. That is, in the case of the alloy of the present invention, before the surface treatment exhibit a higher contact resistance than Type 316, or after the surface treatment is much indicates a low contact resistance, a stable 100N / the load over the ㎠ 5 × 10 -3 ℃ ㎠ and it exhibited a low contact resistance. 또한 표면처리후의 타입316 합금(도4의 (a))과 316+0.6Ti 합금(도 4의 (b))의 미세구조를 도 4에 도시하였다. In addition, the microstructure of the surface of Type 316 alloy after the treatment (Fig. 4 (a)) and 316 + 0.6Ti alloy ((b) in Fig. 4) is shown in FIG. 도4에 나타낸 바와 같이 Cr탄화물에 비하여 TiC 탄화물이 보다 크고 고르게 분포함을 알 수 있고, 도 2보다 더 많은 탄화물을 관찰할 수 있음을 알 수 있다. Fig than the Cr carbides, as shown in Figure 4 it can be seen including a large and evenly than the minute carbides TiC, it can be seen that it can also be observed for more than two carbide. 즉, Cr탄화물의 경우는 Ti탄화물에 비하여 전기전도도가 낮고, 그 입자또한 작아 부동태 피막을 관통하는 탄화물이 적으므로 전기전도도가 상대적으로 낮아짐을 알 수 있다. That is, in the case of the Cr carbide has a low electrical conductivity as compared with Ti carbide, it can be seen that the particle is also relatively lowered electrical conductivity is smaller carbides through a passive film ever since. 또한 표면처리를 통하여 탄화물의 전기전도도 기여도를 높일 수 있음도 알 수 있다. It can also be seen that to improve the electrical conductivity contribution of the carbides through the surface treatment.

도 5는 Ti의 함량에 따른 접촉저항 측정결과를 도시한 것으로 316+0.2Ti의 경우는 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 탄화물의 양이 상대적으로 적어 전기전도도 향상효과가 크지 않으며, 316+2.0Ti의 경우는 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 Ti의 함량이 과다하면 σ-상의 생성에 따라 전기전도도가 낮아지므로 도 6의 (a)에 도시한 바와 같은 316+0.6Ti의 경우가 적절함을 알 수 있었다. 5 is a case of 316 + 0.2Ti by showing the contact resistance measurements according to the content of Ti is no greater that one, the amount of carbide is relatively less improves electric conductivity, as shown in effect (a) of Fig. 6, 316 for + 2.0Ti + 0.6Ti 316 is the same as shown in (a) of FIG. since the electrical conductivity decreases in accordance with generation of σ- if the content of Ti over as shown in (b) of Figure 66 If it was found that the appropriateness. 따라서 Ti의 함량은 고용한계인 0.6 중량% 부근인 것이 가장 바람직한 것으로 판단된다. Therefore, the content of Ti is determined to be the most desirable in the vicinity of the solubility limit of 0.6% by weight.

본 발명의 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 연료전지에 따르면, 낮은 접촉압력(하중)에서도 낮은 접촉저항을 얻을 수 있어 연 료전지의 단자와 연결되는 부분뿐만 아니라 전해질과 접촉하는 부분에서도 높은 전기전도도를 가지며, 별도의 코팅을 하지 않고 단순히 새로운 합금조성만을 적용함으로써 저가로 용이하게 제조가 가능하고, 높은 내식성 및 낮은 접촉저항을 가져, 연료전지 분리판에 적용이 가능한 스테인리스강재를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조되는 강재를 제공할 수 있는 장점이 있다. Parts according to the fuel cell manufacturing method producing a fuel cell, stainless steel material of the invention and this, even at a low contact pressure (load) it is possible to obtain a low contact resistance as well as a part that is connected to the terminals of the fuel cells in contact with the electrolyte also has a high electrical conductivity, without a separate coating by simply applying a new alloy joseongman manufacture is possible to facilitate a low-cost, and high corrosion resistance, and obtain the low contact resistance, manufacturing a stainless steel material is applicable to a fuel cell bipolar plate a method and hence the advantage of being able to provide the steel material to be produced by that.

특히 전기전도도 확보를 위한 석출물의 생성에 있어서 기지의 내식성에 영향을 주는 Cr의 감소를 가져오지 않고, 입계 및 입내에 고른 석출이 이루어지며, 간단한 열처리로 적절한 크기의 탄화물을 형성할 수 있어 내식성 및 전기전도도를 모두 개선하는 장점이 있다. In particular, rather than obtaining the reduction of Cr that affect the corrosion resistance of the base in the generation of the precipitate to secure electric conductivity, it becomes a uniform precipitation occurs within the grain boundaries and the mouth, it is possible to form a carbide of a suitable size with a simple heat treatment-resistant and there are advantages to both improve the electrical conductivity.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다. The present invention described above are embodiments described above and to those skilled in the art vary in the range without departing from the spirit and scope of the invention modifications set forth in the appended claims it is to, instead of being limited by the accompanying figures and that was changed is also included as well within the scope of the invention.

Claims (11)

  1. 타입 316 오스테나이트 스테인리스강의 Fe를 제외한 합금원소 성분은 동일하고 Fe의 일부를 대신하여 Ti을 0.3 내지 0.8 중량% 포함하도록 합금원소를 혼합하여 합금을 제조하는 단계; Type 316 is the same alloy element component other than the austenitic stainless steels and Fe alloy to prepare a mixture of the alloying elements in place of a portion of Fe to contain 0.3 to 0.8% by weight of Ti;
    상기 제조된 합금을 1300 ± 50 ℃에서 1 내지 2시간 용체화 처리하는 단계; The method comprising the alloy thus prepared solution treatment for 1 to 2 hours at 1300 ± 50 ℃;
    상기 용체화 처리 이후에 이를 950 내지 1050 ℃로 냉각하는 단계; Step of cooling it to 950 to 1050 ℃ after the solution treatment;
    상기 냉각 이후에 950 내지 1050 ℃에서 1.5 내지 2.5 시간 TiC 석출물 형성을 위한 시효처리를 하는 단계; Step of the aging treatment for 1.5 to 2.5 hours at 950 to 1050 ℃ TiC precipitates formed after the cooling;
    상기 시효처리 이후에 상온으로 냉각하는 단계; Step of cooling to room temperature after the aging treatment; 및, And,
    상기 과정을 거친 합금의 표면에 1)샷 블라스팅 또는 2)산세처리 또는 3)샷 블라스팅 이후에 산세처리를 진행하는 표면처리를 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법. Method of producing a fuel cell stainless steel comprising the steps of: proceeding to a surface treatment to proceed with the pickling treatment after the surface of the alloy to the process via 1) shot blasting or 2) pickling or 3) shot blasting.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 합금의 조성은 Cr: 17 중량%, Ni: 12 중량%, C: 0.08 중량%, Mo: 2.5 중량%, Si: 0.8 중량%, Mn: 1.5 중량%, Cu: 0.2 중량%, Ti: 0.3 ~ 0.8 중량% 및 나머지 잔부로 Fe 및 불순물인 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법. The composition of the alloy is Cr: 17 wt%, Ni: 12 weight%, C: 0.08 wt%, Mo: 2.5 wt%, Si: 0.8 wt%, Mn: 1.5 wt%, Cu: 0.2 wt%, Ti: 0.3 to 0.8% by weight and a method of producing a stainless steel material for a fuel cell, characterized in that the remaining portion Fe and impurities glass.
  3. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    용체화 처리 이후의 냉각온도는 980 ± 20 ℃이고, 상기 용체화 처리 이후의 냉각 및 시효처리 이후의 냉각은 모두 노냉인 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법. Cooling temperature after the solution treatment is 980 ± 20 ℃ for a method of producing a stainless steel material for a fuel cell, characterized in that all cooling subsequent cooling and aging treatment after the solution treatment is a furnace cooling.
  4. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 샷 블라스팅은 10 내지 100㎛ 크기의 알루미나 입자를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법. The shot blasting method of producing a stainless steel material for a fuel cell, characterized in that formed through the alumina particle size of 10 to 100㎛.
  5. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 산세처리는 60 ℃의 질산 8 ± 2 부피%, 염산 3 ± 1 부피% 및 잔부로 물을 포함하는 수용액에 상기 합금을 3 내지 5분간 피클링 하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법. Manufacturing method for a fuel cell of stainless steel characterized in that the ring wherein the pickling treatment is 3 to 5 minutes for the alloy to an aqueous solution including a water part 8 ± 2% by volume of nitric acid of 60 ℃, hydrochloric 3 ± 1% by volume and the balance pickle .
  6. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 시효처리에 따라 기지내에 TiC가 석출하고, And TiC precipitates in a base in accordance with the aging treatment,
    상기 산세처리 단계는 적어도 상기 석출된 TiC 직경의 절반에 해당하는 모재를 식각하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재의 제조방법. Method of producing a stainless steel material for a fuel cell, characterized in that the pickling step is etched at least a base material corresponding to half of the diameter of the precipitated TiC.
  7. 모재는 스테인리스강을 기지로 하여 이에 침입형 탄화물이 석출 분산된 기지 로 이루어진 합금이고, The base material is an alloy consisting of the stainless steel as a base, this interstitial carbide precipitates dispersed base,
    이의 표면은 크롬 산화물을 포함하는 부동태 피막으로 이루어지고, Its surface is made of a passive film containing chromium oxide,
    상기 부동태 피막은 상기 부동태 피막을 관통하여 외부표면과 부동태 피막 하부의 합금기지를 연결하는 다수의 상기 침입형 탄화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재. The passive film is a fuel cell Stainless steel comprises a plurality of interstitial carbide which connect the outer surface and the base alloy of the lower passive film through said passivation film.
  8. 제7항에 있어서, The method of claim 7,
    상기 모재는 타입 316 오스테나이트 스테인리스강의 Fe를 제외한 합금원소 성분은 동일하고 Fe의 일부를 대신하여 Ti을 0.3 내지 0.8 중량% 포함하도록 합금원소를 혼합하여 이를 시효처리 하여 TiC가 석출 분산된 기지로 이루어진 합금이고, The base material is TiC is made of a precipitated dispersion base, the same silver alloy element component other than the type 316 austenitic stainless steel, Fe, and in place of a part of Fe by mixing the alloying elements so as to contain 0.3 to 0.8% by weight of Ti handle this aging and the alloy,
    이의 표면은 크롬 산화물을 포함하는 부동태 피막으로 이루어지고, Its surface is made of a passive film containing chromium oxide,
    상기 부동태 피막은 상기 부동태 피막을 관통하여 외부표면과 부동태 피막 하부의 합금기지를 연결하는 다수의 상기 TiC를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재. The passive film is a fuel cell Stainless steel comprises a plurality of TiC to connect the external surface and the alloy base of the lower passive film through said passivation film.
  9. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 연료전지용 스테인리스 강재는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 스테인리스 강재. The fuel cell Stainless steel is a stainless steel material for a fuel cell, characterized in that as produced according to any one of the methods of claim 1 to claim 6.
  10. 제7항 또는 제8항에 기재된 연료전지용 스테인리스 강재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판. Claim 7 or 8 for a fuel cell bipolar plate of stainless steel material for a fuel cell which comprises as described.
  11. 제10항에 기재된 연료전지용 분리판을 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지. Claim 10, wherein a fuel comprising: a fuel cell bipolar plate according to the battery.
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