KR20130027524A

KR20130027524A - 급유관 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130027524A
Application number: KR20127031230A
Authority: KR
Inventors: ?지 사카모토; 도시오 다노우에
Original assignee: 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2013-03-15
Also published as: US20130074971A1; CN102947116B; US9249901B2; KR101436711B1; WO2011152537A9; CN102947116A; WO2011152537A1; JP2012012005A

Abstract

염가이고 염해 내식성이 우수한 급유관이며, 질량％로, C:0.015％ 이하, Si:0.01 내지 0.50％, Mn:0.01 내지 0.50％, P:0.050％ 이하, S:0.010％ 이하, N:0.015％ 이하, Al:0.010 내지 0.100％ 및 Cr:13.0 내지 18.0％를 함유하고, 또한 Ti:0.03 내지 0.30％ 및 Nb:0.03 내지 0.30％ 중 1종 또는 2종을 함유하는 페라이트계 스테인리스강을 소재로 한 강관 부재와 금속 부재 부품으로 이루어지고, 금속 부재 부품과 강관 부재 사이의 염해 환경에 노출되는 표면에 간극 구조부를 갖고, 간극 구조부의 간극부에 있어서의 개구량이 0.2㎜ 이상이고, 간극부의 내부를 전착 도장으로 피복한 것을 특징으로 한다.

Description

급유관 및 그 제조 방법{OIL FEED PIPE AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 자동차용 급유관 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 현용(現用)의 SUS436L보다 염가의 소재로 이루어지고, 또한 현용재 상당의 내식성을 갖는 급유관에 관한 것이다.

자동차용 급유관에는, 미국의 법 규제로 15년간, 또는 15만 마일 주행의 수명 보증이 의무화되어 있고, 스테인리스강(SUS436L:17Cr-1.2Mo)을 소재로 한 급유관이 이미 실용화되어 있다.

북미 지구를 주행하는 자동차는 융설염 환경에 노출되므로, 급유관에 적용되는 소재에는 우수한 염해 내식성이 요구되고, 종래 SUS436L이 적용되어 왔다. 그러나 근래의 자원 가격의 앙등을 배경으로 하여, 소재 비용 저감의 요구가 발생하고 있다. SUS436L은 고가의 Mo을 1％ 정도 함유하고 있으므로, Mo을 포함하지 않는 AISI439 강(17Cr)으로 대체하는 것만으로도, 큰 비용 저감 효과가 얻어진다.

그러나 소재의 합금 원소를 삭감하면, 내식성이 열화된다. 따라서 소재의 저급화에 의한 약점을, 다른 방법으로 보충할 필요가 있다.

급유관에 있어서의 부식이 염려되는 부위는, 염해 환경에 노출되는 급유관의 외면측의 간극 구조부이다. 종래, 간극 구조부의 간극부의 염해 내식성을 향상시키는 수단으로서, 양이온 전착 도장이 사용되어 왔다.

특허문헌 1에서는, SUS436 파이프를 소재로 하여 프로젝션 용접을 사용하여 조립한 급유관에, 양이온 전착 도장을 실시하는 제조 방법이 개시되어 있다. 그러나 본 발명자들의 지식에 의하면, 이 기술로는 SUS436에 있어서도 방청이 완전하다고는 할 수 없다. 따라서 보다 저급의 소재를 사용한 경우에, 이 기술로 충분한 방청 효과가 얻어진다고는 추인할 수 없다.

특허문헌 2에서는, SUS436을 소재로 하여 조립한 급유관에, 정전 도장을 실시하여 간극 부식을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 3에서는, 스테인리스강제 급유관에 내칩도장을 실시하여, 칩핑을 받아도 충분한 방청성을 확보하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 이들 기술은, 전착 도장의 경우보다도 도장 비용이 든다. 한편, 간극 내부에는 도장할 수 없기 때문에, 충분한 방청 효과는 얻어지지 않는다.

도장 이외의 방청 방법에 대해서도, 다양한 제안이 이루어져 있다.

특허문헌 4에서는, 스테인리스강제 급유관의 조립에 있어서의 용접, 브레이징, 소성 가공 등에 의해 부동태 피막이 손상된 부위나 간극 부위에, 아연의 희생 양극을 배치하여 희생 방식하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 부식이 염려되는 부위 전체에 아연을 배치하는 것은 번잡하고, 수고가 많이 든다. 또한, 아연은 고가의 금속이다. 또한, 아연은 염해 환경에서 소모되기 쉽기 때문에 필요량이 늘어난다. 따라서 급유관에 있어서, 희생 방식은 현실적인 기술이라고 하기는 어렵다.

일본 특허 출원 공개 제2002-242779호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-21003호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-231207호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-206064호 공보

본 발명은, SUS436L보다 저급의 소재를 사용하는 것을 전제로 하고, 스테인리스강의 약점인 염해 내식성, 특히 간극 구조부에 있어서의 내식성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 염가의 방식법으로서는, 종래부터도 실적이 있는 양이온 전착 도장이 최적임을 상기하고, 전착 도장 및 그 대상을 고안함으로써, 방식성을 높이고, 그 효과를 소재 저급화에 환부할 수 있다고 생각하였다.

따라서, 우선 전착 도장을 실시한 SUS436L제 급유관의 간극 내부의 도막 형성 상황을 조사하는 동시에, 급유관 전체를 염해 부식 시험에 제공하여 부식 상황을 상세하게 관찰하였다.

그 결과, 간극 내부에 도막이 형성되어 있지 않았던 부위는, 약간이라도 도막이 형성된 부위보다도, 부식 손상이 심한 것을 발견하였다.

이 간극 내부의 도막 형성 상황의 차이는, 간극 형상에 의존한다고 상정되었다. 따라서, 다음에 이 영향을 보다 명확화하기 위해, 간극 형상을 다양하게 변화시킨 쿠폰 샘플을 사용하여 실험을 행하였다.

그 결과, 본 발명자들은, 간극의 개구량을 크게 하면, 간극 내부에도 도막이 형성되어 부식이 억제되는 것을 발견하고, 개구량의 한계값을 설정하는 동시에, 이 조건을 만족시키기 위한 수단을 구체화하였다.

본 발명은, 상기 지식에 기초하여 구성한 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 질량％로, C:0.015％ 이하, Si:0.01 내지 0.50％, Mn:0.01 내지 0.50％, P:0.050％ 이하, S:0.010％ 이하, N:0.015％ 이하, Al:0.010 내지 0.100％ 및 Cr:13.0 내지 18.0％를 함유하고, 또한 Ti:0.03 내지 0.30％ 및 Nb:0.03 내지 0.30％ 중 1종 또는 2종을 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강을 소재로 한 강관으로 성형한 강관 부재와, 상기 강관 부재에 설치된 금속 부재 부품으로 이루어지는 급유관이며, 상기 금속 부재 부품과 상기 강관 부재 사이에 있어서, 염해 환경에 노출되는 표면에 간극 구조부를 갖고, 상기 간극 구조부의 간극부에 있어서의 개구량이 0.2㎜ 이상이고, 상기 간극부의 내부를 전착 도장으로 피복한 것을 특징으로 하는 급유관.

(2) 질량％로, B:0.0002 내지 0.0050％ 및 Sn:0.01 내지 0.50％ 중 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 급유관.

(3) 상기 금속 부재 부품의 소재의 성분 조성이, 청구항 1 또는 2에 기재된 강관 부재의 성분 조성의 범위 내인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 급유관.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 급유관을 제조하는 방법이며, 강관 부재에 설치해야 하는 금속 부재 부품의 강관 부재에 대향하는 면에, 높이 0.2㎜ 이상의 돌기를 형성하고, 상기 돌기를 간극 내부에 배치한 상태에서 금속 부재를 급유관 본체에 설치하는 것을 특징으로 하는 급유관의 제조 방법.

(5) 상기 금속 부재 부품의 상기 강관 부재에의 설치 방법이, 용접 또는 브레이징인 것을 특징으로 하는 상기 (4)의 급유관의 제조 방법.

본 발명에 의해, 염해 내식성을 안정적으로 확보하면서, 염가의 급유관을 제공할 수 있다.

도 1은 급유관에 존재하는 간극 구조부의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 간극의 개구량을 변화시킨 스폿 용접 시험편의 형상을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 간극의 개구량과 간극 내부의 도막 형성 상황의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 간극의 개구량과 간극 부식의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 돌기가 형성된 간극 시험편의 형상을 모식적으로 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

급유관에는, 도 1에 예시한 바와 같이 간극 구조부가 포함된다.

도 1의 (a)는, 메인 파이프(11)(강관 부재)와 브리더 튜브(12)(강관 부재)를 결속하여 차체에 고정하기 위한 금속 부재 부품(13)이 용접에 의해 설치되고, 간극 구조부를 형성하고 있는 모습을 도시하고 있다. 금속 부재 부품(13)과 메인 파이프(11), 또는 브리더 튜브(12)의 용접부의 근방에는, 간극(15)이 형성되어 있다.

도 1의 (b)는, (a)의 메인 파이프에의 금속 부재 설치 부분의 단면을, 모식적으로 도시하는 도면이다.

또한, 도 1의 (b)에서, 좌우의 간극(15)의 사이, 바꿔 말하면, 메인 파이프(11) 및 금속 부재 부품(13)의 중심 부근에서도, 메인 파이프(11)와 금속 부재 부품(13)은 접하고 있지 않아, 사이에 공간이 존재하지만, 본 발명에 있어서 「간극」이라 함은, 용접부의 근방의 간극(15)을 가리키고, 「간극부」라 함은, 용접부 근방의 간극(15)이 있는 부근의 부위를 가리키는 것으로 한다.

이와 같은 간극의 내부에 전착 도막을 형성시키는 것은, 통상은 곤란하다. 간극 개구량이 지나치게 작으므로, 전착 도료액이 간극 내부에 침입할 수 없기 때문이다.

그러나 개구량을 크게 하면, 도료액이 내부에 침입할 수 있어, 간극에는 도막이 형성되게 되고, 도막이 형성되면 내식성도 확보할 수 있다. 이것은, 이하의 시험에 의해 검증하였다.

우선, 간극 개구량을 다양하게 변화시킨 샘플을 사용하여 전착 도장을 실시하고, 간극 내부의 도막 형성 상황과 간극 개구량의 관계를 상세하게 조사하였다.

간극 샘플은, t0.8×70×70㎜ 사이즈의 금속판에, t0.8×40×40㎜ 사이즈의 금속판을 겹치고, 중앙부를 스폿 용접하여 제작하였다.

간극 샘플의 간극 개구량은, 도 2에 도시한 바와 같이, 용접 전에 판 두께 0.1 내지 1.0㎜의 박 또는 판을 스페이서(일본어 コ자형)로서 1매 또는 복수매 삽입해 두고, 용접 후에 이 스페이서를 발취함으로써 변화시켰다.

여기서 말하는 간극 개구량이라 함은, 최소 단위 두께가 10㎛인 폭 5㎜의 금속박을 0.5㎜의 침입 깊이로 간극 내에 삽입하는 방법으로 측정된 침입 가능 금속박 두께로서 정의하고, 4회의 측정값의 평균값으로 하였다.

전착 도장으로서는, 양이온 전착 도장을 실시하였다. 도료에는, 니혼 페인트(주)제 PN-110을 사용하고, 욕 온도 28℃, 도장 전압 170V로 통전하고, 도막 두께가 일반부에 있어서 20 내지 25㎛로 되도록 조건을 선정하였다. 베이킹 조건은, 170℃×20분으로 하였다.

도장 종료 후, 간극 내부를 육안 관찰하고, 도막의 형성 상황을 평가하였다. 간극 내의 50％ 이상의 면적이 도장되어 있는 경우를 「B」, 도장 면적이 50％ 미만인 경우를 「C」, 간극 내의 전체 면적이 도장되어 있는 경우를 「A」로 평점 부여하였다.

시험 결과의 일례를, 도 3에 나타낸다. 이 결과로부터, 개구량 0.2㎜ 이상에서, 간극 내에는 얇은 도막이 형성되고, 0.4㎜ 이상으로 되면 간극 내부에서도 일반부와 동등한 도막이 형성되는 것을 알 수 있다.

다음에, 이 전착 도장한 간극 샘플의 내식성을 조사하였다. 소재는, 강 성분을 다양하게 변화시킨 판 두께 0.8㎜의 페라이트계 스테인리스 강판으로 하고, 강 성분의 영향에도 배려하였다.

상술한 것과 동일한 방법으로 간극 샘플을 제작하고, 전착 도장을 실시한 후에 복합 사이클 부식 시험에 제공하였다.

부식 시험으로서는, 염해 환경을 상정하고, JASO 모드의 복합 사이클 부식 시험[JASO-M609-91 규정의 사이클 부식 시험(염수 분무:5％ NaCl 분무, 35℃×2Hr, 건조:상대 습도 20％, 60℃×4Hr, 습윤:상대 습도 90％, 50℃×2Hr의 반복)]을 300사이클에 걸쳐 실시하였다.

시험 종료 후, 간극 내부의 부식 깊이를, 현미경 초점 심도법에 의해 측정하였다.

시험 결과의 일례를, 도 4에 나타낸다. 이 결과로부터, 간극 개구량이 0.2㎜ 이상에서 간극 내부에 도막이 형성된 경우에는, 현저하게 내식성이 뒤떨어지는 소재를 사용하지 않는 한, 충분한 내식성이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 4 중의 화살표는, 최대 부식 깊이가 800㎛보다도 큰 것을 나타낸다.

특히, 간극 개구량이 0.4㎜ 이상의 경우에는, 현저한 내식성 향상 효과가 얻어진다.

또한, SUS436L과 같은 고급 소재이어도, 도막 형성이 불충분하면, 간극 내는 적잖이 부식되므로, 저급재를 사용하여 간극 내에 충분한 도막 형성을 실시하는 쪽이 상책인 것이 검증되었다.

이 결과로부터, 본 발명의 급유관에서는, 간극부의 개구량을 0.2㎜ 이상으로 한다. 바람직한 개구량은 0.4㎜ 이상이다.

다음에, 강관 부재의 소재에 대해 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서 급유관 본체라 함은, 강관 부재인, 내부에 연료 가스가 가득차는 메인 파이프와 브리더 튜브를 의미한다.

본 발명에서는, SUS436L보다 합금 원소 함유량이 적고, Mo은 물론, Ni, Cu 등의 내식성 향상 원소를 함유하지 않고, 염가의 소재인 것이 특징이다. 구체적으로는, 이하의 성분 조성으로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강을 소재로 한다.

C, N:

C 및 N는, 용접 열영향부에 있어서의 입계 부식의 원인으로 되는 원소로, 내식성을 열화시킨다. 또한, 냉간 가공성을 열화시킨다. 이로 인해, C, N의 함유량은, 가급적 저레벨로 제한해야 하고, C, N는 0.015％ 이하로 할 필요가 있다. 보다 바람직하게는, 0.010％ 이하이다. 또한, 하한은 특별히 규정하는 것은 아니지만, 정련 비용을 고려하여, C:0.0010％ 이상, N:0.0050％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Si:

Si는, 정련 공정에 있어서의 탈산 원소로서 유용하고, 0.01％ 이상 함유시킨다. 한편, 가공성을 열화시키므로 다량으로 함유시켜서는 안 되고, 0.50％ 이하로 한다. 바람직한 범위는, 0.10 내지 0.30％이다.

Mn:

Mn도, 탈산 원소, S 고정 원소로서 0.01％ 이상을 함유시킨다. Mn도 가공성을 열화시키므로 다량으로 함유시켜서는 안 되고, 0.50％ 이하로 한다. 바람직한 범위는, 0.10 내지 0.30％이다.

P:

P은, 가공성을 현저하게 열화시키는 원소이다. 이로 인해, P의 함유량은 가급적 저레벨이 바람직하다. 허용 가능한 함유량은 0.050％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.030％ 이하이다.

S:

S은, 내식성을 열화시키는 원소이므로, S의 함유량은 가급적 저레벨이 바람직하다. 허용 가능한 함유량은 0.010％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0050％ 이하이다.

Cr:

Cr은, 내식성을 확보하는 기본적 원소로, 적당량의 함유가 필수적이므로, 13.0％ 이상을 함유시킨다. Cr은, 가공성을 열화시키는 원소이고, 또한 합금 비용 억제의 관점에서, 함유량은 18.0％ 이하로 한다. Cr 함유량의 바람직한 범위는, 15.0 내지 17.5％이고, 보다 바람직하게는 16.5 내지 17.5％이다.

Al:

Al은, 탈산 원소로서 유용하고, 0.010％ 이상을 함유시킨다. 가공성을 열화시키므로 다량으로 함유시켜서는 안 되고, 0.100％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.070％ 이하이다.

본 발명의 급유관의 강관 부재는, Ti과 Nb 중 1종 또는 2종을 함유한다.

Ti:

Ti은, C, N를 탄질화물로서 고정하여, 입계 부식을 억제하는 작용을 갖는다. 이로 인해, 0.03％ 이상 함유시킨다. 그러나 과잉으로 함유시켜도 그 효과는 포화되어, 가공성을 손상시키므로, 함유량은 0.30％ 이하로 한다. Ti의 함유량은, C와 N의 합계 함유량의 5 내지 30배가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, C와 N의 합계 함유량의 10 내지 25배이다.

Nb:

Nb는, Ti과 마찬가지로, C, N를 탄질화물로서 고정하여 입계 부식을 억제하는 작용을 가지므로, 0.03％ 이상 함유시킨다. 그러나 과잉으로 함유시키면 가공성을 손상시키므로, 함유량은 0.30％ 이하로 한다. Nb의 함유량은, C와 N의 합계 함유량의 5 내지 30배가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, C와 N의 합계 함유량의 10 내지 20배이다.

B:

B는, 2차 가공 취화나 열간 가공성 열화를 방지하는 데 유용한 원소이고, 내식성에는 영향을 미치지 않는 원소이다. 이로 인해 필요에 따라, 0.0002％ 이상 함유시킨다. 0.0050％ 이상 함유시키면, 오히려 열간 가공성이 열화되므로, 함유량은 0.0050％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0020％ 이하이다.

Sn:

Sn은, 미량의 함유로 내식성을 향상시키는 데 유용한 원소로, 필요에 따라 염가성을 손상시키지 않는 범위에서 함유시킨다. 함유량이 0.01％ 미만에서는 내식성 향상 효과는 발현되지 않고, 0.50％를 초과하면 비용 증가가 현재화하는 동시에, 가공성도 저하되므로, 함유량은 0.01 내지 0.50％로 한다. 바람직하게는, 0.05 내지 0.40％이다.

상기한 성분 조성으로 이루어지는 스테인리스강은, 전로나 전기로 등에서 용제, 정련된 강편을 열간 압연, 산세, 냉연, 어닐링, 마무리 산세 등을 실시하는 통상의 스테인리스 강판의 제조 방법에 의해 강판으로서 제조되고, 또한 이 강판을 소재로 하여 전기 저항 용접, TIG 용접, 레이저 용접 등의 통상의 스테인리스 강관의 제조 방법에 의해 용접관으로서 제조된다.

이 스테인리스 강관은, 굽힘 가공, 확관 가공, 교축 가공 등의 냉간에서의 소성 가공이나 스폿 용접, 프로젝션 용접, MIG 용접, TIG 용접 등의 용접이나 브레이징, 또는 볼트 너트에 의한 다양한 금속 부재의 설치 등의 통상의 성형, 조립 공정을 거쳐 급유관으로 성형된다.

금속 부재 부품의 소재는, 강관 부재와 동일 소재인 것이 바람직하다. 금속 부재 부품이 부식되어도 급유관 내부의 연료가 누설되는 일은 없다고 생각되는 경향이 있지만, 금속 부재 부품의 부식은 간극 내부의 환경을 과혹화시키고, 그 결과 강관 부재측의 간극 부식을 유기, 가속시키게 되기 때문이다.

다음에, 본 발명의 급유관의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명자들은, 간극 개구량을 0.2㎜ 이상 확보하는 방법에 대해 검토하였다. 개구량 확보의 방법으로서는, 상술한 스페이서 삽입, 발취에 의한 방법이라도 되지만, 번잡하기 때문에, 양산 공정에 있어서는, 보다 효율적인 방법이 바람직하다.

따라서 강관 부재에 설치되는 금속 부재 부품측에, 미리 고안을 해두기로 하였다. 즉, 도 5에 예시한 바와 같이, 금속 부재 부품(13)의 강관 부재[도 5에서는, 메인 파이프(11)]에 대향하는 면에 돌기(51)를 형성한다. 이 돌기(51)의 높이를 0.2㎜ 이상으로 함으로써, 금속 부재 부품(13)을 강관 부재에 설치하였을 때의 금속 부재 부품(13)과 강관 부재의 간격, 즉 간극 개구량을, 0.2㎜ 이상으로 할 수 있다.

돌기는 복수 존재하는 것이 바람직하고, 모든 돌기를 강관 부재면에 접촉시켜 개구량을 안정화시키기 위해서는, 3점에서 접촉하는 것이 바람직하다.

돌기의 형상은 특별히 규정하지 않지만, 선단부의 단면 형상을 반구 형상으로 하는 것이 바람직하다. 돌기 선단부가 평탄하면, 강관 부재면에의 돌기의 접촉은 면 접촉으로 되어, 간극 내부에 있어서 미시적인 간극이 형성되게 되지만, 돌기 선단부가 반구 형상이면, 강관 부재면에의 돌기의 접촉은 점 접촉으로 되어, 접촉부에 대한 전착 도장의 균일 전착이 용이해지기 때문이다.

이 돌기는, 프레스 등의 통상의 소성 가공 방법을 사용함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 돌기 형성면의 반대면으로부터 펀치를 타각하기만 해도 된다.

이 돌기가 형성된 금속 부재 부품의 강관 부재에의 설치 방법은, 급유관 제조에 있어서 통상 사용되고 있는 방법(예를 들어, 브레이징, MIG 용접, TIG 용접, 스폿 용접, 볼트 너트를 사용한 체결 등)이어도 상관없다. 단, 용접법을 사용하는 경우, 돌기 부분이 접합부가 되지 않도록 해야만 한다. 돌기가 접합부에 닿으면, 용접 시에 돌기가 변형, 소멸되어, 소요의 간극 개구량을 확보할 수 없게 되기 때문이다.

실시예

실시예에 기초하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

표 1에 나타내는 조성의 페라이트계 스테인리스강을, 150㎏ 진공 용해로에서 용제하여, 50㎏ 강괴로 주조한 후, 가열, 열연, 열연판 어닐링, 산세, 냉연, 어닐링, 마무리 산세의 공정을 통하여, 판 두께 0.8㎜의 강판을 제작하였다.

<간극 샘플 A의 제작>

이 강판 소재로부터, t0.8×70×70㎜ 사이즈의 대판 및 t0.8×40×40㎜ 사이즈의 소판을 채취하였다. 대판은 강관 부재, 소판은 금속 부재 부품을 모의한 것이다.

이들 2매를 겹쳐 중앙부를 스폿 용접한 간극 샘플 (A)를 제작하였다. 샘플 제작에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 용접 전에 판 두께 0.1 내지 1.0㎜의 박 또는 판을, 스페이서로서 1매 또는 복수매 삽입해 두고, 용접 후에 이 스페이서를 발취함으로써 간극 개구량을 변화시켰다.

여기서 말하는 간극 개구량은, 최소 단위 두께가 10㎛인 폭 5㎜의 금속박을 0.5㎜의 침입 깊이로 간극 내에 삽입하는 방법으로 측정된 침입 가능 금속박 두께로서 정의하고, 소판의 4변의 각 중앙부의 4개소에 대해 측정하고, 4회의 측정값의 평균값으로 하였다. 4개소의 측정값의 최대값과 최소값의 차를 4점의 평균값으로 나눈 값이 1.0 이상인 시험편은, 계측으로부터 제외하였다.

<간극 샘플 B의 제작>

상기 강판 소재로부터, t0.8×70×70㎜ 사이즈의 대판 및 t0.8×40×40㎜ 사이즈의 소판를 채취하였다(대판은 강관 부재, 소판은 금속 부재 부품을 모의한 것이다).

이들 2매를 겹쳐 소판의 4개의 코너부를 브레이징한 간극 샘플 (B)를 제작하였다. 샘플 제작에 있어서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 미리 소판의 대판에 대향하는 면의 3개소에 돌기를 형성시켰다. 돌기는, 대판 대향면의 반대면으로부터의 펀치를 타각하여 형성시켰다.

돌기의 높이는 레이저 현미경으로 3개소에 대해 측정하고, 그 평균값을 대표값으로 하였다. 브레이징 종료 후에, 간극 샘플 A의 경우와 동일한 방법으로, 간극 개구량을 측정하였다.

다음에, 간극 샘플 A, B에 대해, 양이온 전착 도장을 실시하였다. 도료는, 니혼 페인트(주)제 PN-110을 사용하고, 욕 온도 28℃, 도장 전압 170V로 통전하고, 도막 두께가 일반부에 있어서 20 내지 25㎛로 되도록 조건을 선정하였다. 베이킹의 조건은, 170℃×20분으로 하였다.

도장 종료 후, 간극 샘플 A, B의 용접부, 또는 브레이징부를 가공 제거하여 간극 내부를 육안 관찰하고, 도막 형성 상황을 평가하였다. 간극 내의 50％ 이상의 면적이 도장되어 있는 경우를 「B」, 도장 면적이 50％ 미만인 경우를 「C」, 간극 내의 전체 면적이 도장되어 있는 경우를 「A」로 평점 부여하였다.

또한, 도장 종료 후의 간극 샘플 A, B는, 대판의 이면측 단부면을 시일한 후, 염해 환경을 모의한 JASO-M609-91 규정의 사이클 부식 시험(염수 분무:5％ NaCl 분무 35℃×2Hr, 건조:상대 습도 20％, 60℃×4Hr, 습윤:상대 습도 90％, 50℃×2Hr의 반복)에 제공하였다.

시험 기간은 300사이클로 하였다. 시험 종료 후, 샘플의 용접부, 또는 브레이징부를 가공 제거하여 간극 내부를 노출시키고, 도막 박리제에 침지하여 도막을 제거하고, 탈청제에 침지하여 녹을 제거한 후, 간극 내부에 있어서의 부식 깊이를 현미경 초점 심도법에 의해 측정하였다. 10점의 측정을 행하고, 그 최대값을 대표값으로 하였다. 최대 부식 깊이가 400㎛ 이하의 것을 양호로 하였다.

샘플의 이력, 평가 방법, 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

비교예 No.103 내지 105는, 현용 소재(SUS436L)를 사용한 경우의 시험 결과이다. 간극 개구량이 작으므로, SUS436L이라도 간극 내의 도막 형성이 불충분하여, 심한 간극 부식이 발생하였다.

비교예 No.106 내지 110은, 소재가 본 발명 범위 외의 11Cr 강의 결과이다. 간극 개구량을 충분히 취하여 간극 내부에 도막을 형성시켜도, 소재의 내식성이 불충분하여, 도막 하 부식이 진행되어 얼마 지나지 않아 심한 간극 부식에 이르렀다.

비교예 No.101, 102는, 소재는 본 발명의 조건을 만족시키지만, 간극 개구량은 본 발명의 범위 외이기 때문에, 만족할만한 내간극 부식성이 얻어지고 있지 않다.

본 발명 No.1 내지 31은, 소재의 조건, 간극 개구량 모두 본 발명의 요건을 만족시키고 있어, 현행 조건(비교예 No.103 상당)보다, 우수한 내간극 부식성을 확보할 수 있었다.

본 발명에 의해, 염해 내식성을 안정적으로 확보하면서, 염가의 급유관을 제공할 수 있으므로, 산업상의 이용 가능성은 크다.

11 : 메인 파이프(강관 부재)
12 : 브리더 튜브(강관 부재)
13 : 금속 부재 부품
14 : 용접부
15 : 간극
21 : 용접 너깃
22 : 스페이서
23 : 금속판
24 : 금속판
51 : 돌기
52 : 브레이징부

Claims

질량％로,
C:0.015％ 이하,
Si:0.01 내지 0.50％,
Mn:0.01 내지 0.50％,
P:0.050％ 이하,
S:0.010％ 이하,
N:0.015％ 이하,
Al:0.010 내지 0.100％ 및
Cr:13.0 내지 18.0％
를 함유하고, 또한
Ti:0.03 내지 0.30％ 및
Nb:0.03 내지 0.30％
중 1종 또는 2종을 함유하고,
잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강을 소재로 한 강관으로 성형한 강관 부재와,
상기 강관 부재에 설치된 금속 부재 부품으로 이루어지는 급유관이며,
상기 금속 부재 부품과 상기 강관 부재 사이에 있어서, 염해 환경에 노출되는 표면에 간극 구조부를 갖고,
상기 간극 구조부의 간극부에 있어서의 개구량이 0.2㎜ 이상이고,
상기 간극부의 내부를 전착 도장으로 피복한 것을 특징으로 하는, 급유관.
제1항에 있어서,
질량％로,
B:0.0002 내지 0.0050％ 및
Sn:0.01 내지 0.50％
중 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 급유관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 부재 부품의 소재의 성분 조성이, 제1항 또는 제2항에 기재된 강관 부재의 성분 조성의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 급유관.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 급유관을 제조하는 방법이며,
강관 부재에 설치하는 금속 부재 부품의 강관 부재에 대향하는 면에, 높이 0.2㎜ 이상의 돌기를 형성하고,
상기 돌기를 간극 내부에 배치한 상태에서 금속 부재를 강관 부재에 설치하는 것을 특징으로 하는, 급유관의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 금속 부재 부품의 상기 강관 부재에의 설치 방법이, 용접 또는 브레이징인 것을 특징으로 하는, 급유관의 제조 방법.