KR20040041304A - 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법에 관한 것으로서, 기존의 아연도금 그리고 다크로 처리 방법이 갖는 문제점을 해결하고자 연료 주입구의 내부 및 외표면에 무전해 니켈 도금을 실시하여, 대형 상용차용 연료 주입구의 내부식성을 크게 향상시키는 동시에 연료주입구를 포함하는 연료탱크의 상품성을 크게 개선시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 연료주입구를 25±5℃의 탈지제 40±10㎖/ℓ와 염산 200±20㎖/ℓ이 혼합된 전처리용액에 담금처리하는 전처리 단계; 전처리 단계후, 연료주입구를 92±2℃의 니켈 클로라이드 용액 250㎖/ℓ과 광택제와 첨가물 용액 13㎖/ℓ가 혼합된 니켈용액에 1시간 동안 담금 처리하여 이루어지는 도금 단계; 이러한 도금 단계후, 연료주입구를 55±5℃의 오븐에 3분 동안 건조시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법을 제공한다.

Description

자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법{Method for preventing erosion of fuel inlet part of fuel tank}

본 발명은 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크 주입구의 내부 및 외표면에 무전해 니켈 도금을 실시하여, 특히 대형 상용차용 연료탱크 주입구의 내부식성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법에 관한 것이다.

통상적으로 버스 또는 트럭과 같은 대형 상용 차량의 경우에는 연료탱크가 외부로 노출되며 설치되어 있는데, 대형 트럭의 연료탱크는 차량 구조상 짐을 적재하는 데크의 일측면 아래쪽에 배치되어 있고, 버스의 경우 차체 외판 바로 안쪽에 배치되어 있다.

또한, 상기 연료탱크의 상단부 소정의 부분에는 연료의 주입을 위한 연료주입구가 돌출되어 일체로 부착되어 있다.

대개, 상기 연료주입구와 연료탱크를 별도로 성형한 후, 중간 가공 공정을 거친 다음, 용접 작업을 통하여 상기 연료주입구를 연료탱크에 일체로 부착시키고 있다.

현재 연료탱크에 적용되는 재질은 전기아연도금 강판이며 판재를 프레스하여 벤딩(BENDING)을 한 후, 양쪽 측면에 4각 패널(PANEL)을 용접하여 제작하고 있으며, 이러한 연료탱크에 용접으로 부착되는 상기 연료주입구는 그 길이가 300mm 이내이며 재질은 연료탱크 본체와의 용접성 등을 고려하여 SECE 20/20 소재가 적용되고 있다.

그러나, 상기 연료주입구는 외부에 그대로 노출되어 있기 때문에, 빗물이나 공기와의 접촉이 빈번히 일어나고, 그에따라 부식이 단시간에 일어나는 문제점이있다.

따라서, 연료탱크의 연료주입구의 부식을 방지하기 위하여 여러가지 방법으로 연료주입구의 표면 처리를 시행하였는 바, 기존의 방법중 하나는 연료주입구의 표면에 아연도금을 실시하여 부식을 방지하고 있다.

그러나, 현재 연료주입구에 사용중인 SECE 20/20소재는 아연 도금두께가 3㎛로 매우 얇으며, 에지(EDGE)부에 원소재(Fe)가 노출되어 있고, 또한 드로잉 공정에서 도금층 두께가 추가로 감소되어 부식에 매우 열악한 조건을 가지고 있다.

이에, 도금층의 두께를 증가시키기 위하여 성형 후 전기아연 도금을 추가로 처리하나 전기도금 방법은 그 공법상 연료주입구 내표면에는 전혀 도금이 되지 않는다.(주입구 외표면은 도장을 하기 때문에 문제가 되지 않음)

또한, 연료탱크 본체와의 결합을 위한 용접의 높은 열을 받게 되면, 연료주입구의 용접부 주위에 분포한 도금층이 손상되어 대기중에 노출시 단기간 내 심각한 부식이 발생하고 있다.

더욱이, 이와 같은 아연도금층은 표면경도가 낮아 주유시 주유기 건(GUN)에 의한 마찰로 국부적인 추가 손상의 우려가 있고, 그에따른 부식이 촉진되는 문제점도 있다.

위와 같이 아연도금이 이루어진 연료주입구에 대하여 염수를 이용하여 부식성 시험을 실시하였는 바, 그 결과 첨부한 도 3의 사진에서 보는 바와 같이 전체적으로 부식이 상당히 진행됨을 알 수 있었다.

즉, 염수를 연료주입구에 분무한 후, 20시간, 64시간, 480시간 경과후 연료주입구를 관찰한 결과, 내표면에까지 부식이 과다하게 진행되었음을 알 수 있었다.

따라서, 상기 아연도금된 연료주입구의 부식이 발생하는 현상을 방지하기 위한 개선 방안으로 연료주입구를 연료탱크에 용접하기 전에 그 표면에 아연말 크롬산 화성피막 처리[다크로(DACRO)처리]를 적용하였다.(부착중량 200 mg/dm²이상, 도금 두께 6㎛ 이상)

상기 다크로 처리는 주입구 내부도 도금처리가 가능하여 전체적인 내부식성의 향상을 기대할 수 있으나, 전기 아연도금과 마찬가지로 용접열에 매우 약하여 용접선을 따라 부식이 시작되는 현상이 일어났다.

다크로 처리한 연료주입구에 대하여 염수를 이용하여 부식성 시험을 실시하였는 바, 첨부한 도 4 내지 도 5의 사진에서 보는 바와 같이 용접선을 따라 부식이 상당히 진행됨을 알 수 있었다.

즉, 염수를 연료주입구에 분무한 후, 20시간, 64시간, 480시간 경과후 연료주입구를 관찰한 결과, 연료탱크와의 용접선을 따라 부식이 진행되었음을 알 수 있었다.

또한, 다크로 처리한 연료주입구는 용접탱크와의 조립시 용접성이 좋지 않아 주입구 외부 표면을 그라인딩(GRINDING)하거나 다크로 처리시 마스킹(MASKING)을 하여야 하는 작업공수가 더 들어갔고, 그라인딩한 후 용접하여도 용접 비드가 커져 외관이 매끄럽지 못하였으며, 기존 사양에 비해 더 많은 열과 용접봉이 소모되고 작업 시간이 더 소요되는 단점이 있었다.

또한, 다크로 처리 원가는 기존 전기아연도금에 비해 약 350원/개 상승하나 상기 언급한 마스킹(MASKING), 그리고 그라인딩(GRINDING)비용 및 용접봉 소모량, 사이클 작업 시간등을 고려할 경우 비용이 추가로 드는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 기존의 아연도금 그리고 다크로 처리 방법이 갖는 문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 연료 주입구의 내부 및 외표면에 무전해 니켈 도금을 실시하여, 대형 상용차용 연료 주입구의 내부식성을 크게 향상시키는 동시에 연료주입구를 포함하는 연료탱크의 상품성을 크게 개선시킬 수 있도록 한 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 연료주입구를 25±5℃의 탈지제 40±10㎖/ℓ와 염산 200±20㎖/ℓ이 혼합된 전처리용액에 담금처리하는 전처리 단계; 전처리 단계후, 연료주입구를 92±2℃의 니켈 클로라이드 용액 250㎖/ℓ과 광택제와 첨가물 용액 13㎖/ℓ가 혼합된 니켈용액에 1시간 동안 담금 처리하여 이루어지는 도금 단계; 이러한 도금 단계후, 연료주입구를 55±5℃의 오븐에 3분 동안 건조시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법을 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 연료주입구의 표면에 도금된 니켈 도금두께는 20㎛인 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성을 향상시키기 위하여 연료탱크 주입구의 내부 및 외표면에 무전해 니켈도금을 한 후, 부식성 시험을 실시한 한 후의 결과 사진,

도 2는 본 발명의 니켈 도금된 연료탱크 주입구의 용접상태를 보여주는 사진,

도 3은 종래의 아연도금으로 제조된 연료탱크 주입구에 대하여 부식성 시험을 실시한 후의 결과 사진,

도 4는 다크로 처리된 연료탱크 주입구에 대하여 부식성 시험을 실시한 후의 결과 사진,

도 5는 다크로 처리된 연료탱크 주입구의 용접후 상태를 보여주는 사진.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예로서 상세하게 설명한다.

본 발명은 대형 상용차의 연료탱크 주입구 녹 발생을 방지하기 위해 적용되고 있는 기존의 전기아연도금이나 다크로 처리법의 단점을 감안하여 연료탱크 주입구의 내부식성을 향상시키고, 또한 제품의 상품성을 높이기 위한 새로운 도금 방법 에 주된 특징이 있다.

연료탱크 주입구는 기본 형상이 TUBE 구조이므로 전기 도금을 적용할 경우 내표면 도금이 까다로운 단점이 있는데, 본 발명의 니켈을 이용한 무전해 도금을 적용하면 내외부 표면의 균일한 도금성능을 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법, 즉 연료탱크 주입구의 내외표면에 무전해 니켈 도금을 실시하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연료주입구를 25±5℃의 탈지제 40±10㎖/ℓ와 염산 200±20㎖/ℓ이 혼합된 전처리용액에 담금 처리하는 전처리 단계를 실행한다.

이때, 전처리 시간은 육안으로 확인하여 전처리가 종료되는 시점을 산정하면 되고, 상기 전처리 용액의 비중은 20이다.

다음으로, 상기 전처리 단계후의 연료주입구를 92±2℃의 니켈 클로라이드 용액 250㎖/ℓ과 광택제와 첨가물 용액 13㎖/ℓ가 혼합된 니켈용액에 1시간 동안 담금 처리하는 도금 단계를 실행한다.

이때, 상기 니켈 용액의 ph는 4.5∼5.5이다.

이와 같은 전처리 단계와 도금 단계후, 연료주입구에 대한 수세과정을 더 진행한다.

마지막으로, 상기 도금 단계후의 연료주입구를 55±5℃의 오븐에 넣어 3분 동안 건조시키는 단계를 실행한다.

이렇게 이루어지는 본 발명의 연료주입구 도금 공정을 도금 성능의 비교를 위하여 여러회 실시하고, 니켈 도금 두께를 6㎛, 10㎛, 20㎛의 3종으로 제작하여 염수분무 시험을 수행하였는 바, 첨부한 도 1의 사진에서 보는 바와 같이 부식이 거의 일어나지 않음을 알 수 있었다.

즉, 염수를 연료주입구에 분무한 후, 20시간, 64시간, 480시간 경과후 연료주입구를 관찰한 결과, 연료탱크와의 용접선을 따라 부식이 진행되었음을 알 수 있었고, 다만 연료탱크와의 용접선을 따라 용접열에 의한 표면 손상이 관찰되었으나, 염수분무 480시간 이후에도 추가의 녹 발생이나 번짐 현상이 전혀 관찰되지 않았다.

특히, 연료주입구의 내외부 표면 모두 시험전과 같이 은백색을 그대로 유지하고 있어, 연료주입구 부품에 대한 상품성을 크게 증대시킬 수 있다.

한편, 연료주입구에 대한 니켈 도금 두께를 6㎛, 10㎛, 20㎛의 3종으로 제작하여 염수분무 시험을 수행하였는 바, 시험 결과 20㎛ 도금 적용시 가장 내부식성이 뛰어난 것으로 확인되었다.

따라서, 상기 연료주입구의 표면에 니켈 도금을 20㎛ 두께로 도금하는 것이 바람직하다.

이와 같은 니켈 도금은 도금층 자체의 경도가 높아 내마모성이 우수하므로 실제 필드(FIELD)사용시 주유건 또는 연료주입구 캡등에 의한 반복적 마찰에도 기존의 전기아연도금이나 다크로에 비해 그 저항성이 매우 강한 장점을 갖는다.

또한, 니켈 도금한 연료 주입구는 연료탱크와의 용접성이 매우 우수하여 추가의 그라인딩이나 마스킹 작업없이 깨끗한 용접 비드와 좋은 작업성을 유지할 수 있는 장점도 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법에 의하면, 연료 주입구의 내부 및 외표면에 무전해 니켈 도금을 실시하여 대형 상용차용 연료 주입구의 내부식성을 크게 향상시키는 동시에 연료주입구를 포함하는 연료탱크의 상품성을 크게 개선할 수 있는 장점이 있다.

또한, 연료 주입구의 니켈 도금층은 자체 경도가 높아 내마모성이 우수하므로, 실제 필드(FIELD)사용시 주유건 또는 연료주입구 캡등에 의한 반복적 마찰에도 기존의 전기아연도금이나 다크로 처리 방법에 비해 그 저항성이 매우 강한 장점을 있다.

또한, 본 발명의 니켈 도금된 연료 주입구는 연료탱크와의 용접성이 매우 우수하여 기존에 연료탱크 주입구 및 연료탱크 표면을 추가의 그라인딩이나 마스킹 하는 작업없이 깨끗한 용접 비드와 좋은 작업성을 유지할 수 있는 장점도 있다.

Claims (2)

1. 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법에 있어서,

   연료주입구를 25±5℃의 탈지제 40±10㎖/ℓ와 염산 200±20㎖/ℓ이 혼합된 전처리용액에 담금처리하는 전처리 단계;

   전처리 단계후, 연료주입구를 92±2℃의 니켈 클로라이드 용액 250㎖/ℓ과 광택제와 첨가물 용액 13㎖/ℓ가 혼합된 니켈용액에 1시간 동안 담금 처리하여 이루어지는 도금 단계;

   이러한 도금 단계후, 연료주입구를 55±5℃의 오븐에 3분 동안 건조시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료주입구의 표면에 도금된 니켈 도금두께는 20㎛인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 주입구의 내부식성 향상 방법.