WO2020110596A1 - 燃料圧送配管 - Google Patents

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WO2020110596A1
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剛人 池ノ谷
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臼井国際産業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors

Definitions

  • the present invention relates to a fuel pressure feed pipe suitable for use as a pipe for supplying fuel to an engine in a gasoline direct injection engine system or a diesel engine system, and more particularly to a fuel pressure feed pipe having resistance to a fuel containing a poor corrosion component. It is a thing.
  • Patent Document 1 for a fuel pressure feeding pipe suitable for use as a pipe for supplying fuel to an engine in a gasoline direct injection engine system or a diesel engine system.
  • an Ni plating layer formed by electroplating is formed on the inner surface of a steel base material steel pipe, and the Ni plating layer is a base material and an interdiffusion layer of Ni, and the outermost surface of the interdiffusion layer.
  • the non-interdiffusion layer has a layer thickness of 3 ⁇ m or more, and the total layer thickness of the interdiffusion layer and the non-interdiffusion layer is 10 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less. It is characterized by that. According to this patented invention, it is possible to obtain pipes that have high resistance to corrosive fuels and have followability and that can be processed after plating. Therefore, the reliability of gasoline direct injection engine systems and diesel engine systems is improved. The excellent effect of being greatly enhanced is achieved.
  • the conventional fuel pumping pipe is manufactured by using electroplating
  • a steel pipe having a small inner diameter, such as an inner diameter of 3.0 mm or less is used as the base material
  • the base material steel pipe is Since the inserted electrode is likely to come into contact with the inner surface of the base material steel pipe, there is a problem in that poor electrical conduction is likely to occur. This problem is more likely to occur as the inner diameter of the base material steel pipe becomes smaller, which has been a major obstacle to mass production of small-diameter fuel pumping pipes.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional technology, and has a high resistance to a corrosive fuel, and is a fuel pressure-feeding pipe that has followability and can be processed after plating.
  • An object of the present invention is to provide a fuel pressure-feeding pipe which is easy to manufacture even when the inner diameter of the material steel pipe is small and is suitable for mass production.
  • a P plating layer is formed, and the electroless Ni—P plating layer is a non-diffused layer of the base material of the base steel pipe and the Ni—P, and a non-only Ni—P formed on the outermost surface of the mutual diffusion layer.
  • the non-interdiffusion layer has a layer thickness of 3 ⁇ m or more, and the total layer thickness of the interdiffusion layer and the non-interdiffusion layer is 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less. is there.
  • the electroless Ni-P plating layer composed of the mutual diffusion layer and the non-mutual diffusion layer is applied up to the terminal sealing portion of the connection head.
  • An electroless Ni-P plating layer consisting of a non-interdiffusion layer of only Ni-P, a base material having a total layer thickness of the non-interdiffusion layer of 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less, and an Ni-P interdiffusion layer,
  • the inner surface of the pipe is protected against corrosion and rust, has high resistance to corrosive fuels, and has a follow-up property, which makes it possible to process the fuel after plating.
  • electroless plating (chemical plating) is used instead of electroplating, it is not necessary to insert an electrode inside the base material steel pipe to be plated. Therefore, the conventional problems caused by inserting the electrode into the base material steel pipe are solved, and the plating layer can be easily and quickly formed on the inner surface of the base material steel pipe having a small inner diameter. Therefore, it is suitable for mass production.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged electroless Ni—P plating layer of the fuel pressure-feeding pipe of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a connection structure between a fuel pressure feed pipe 1 and a counterpart component 2 in a gasoline direct injection engine system or a diesel engine system, as an example of the connection structure of the fuel pressure feed pipe 1 according to an embodiment of the present invention. ..
  • the fuel pressure feed pipe 1 has a connection head 1-1 at the tip and a flow path 1-2 at the shaft core. At the tip of the connection head 1-1, a pressing seat surface 1-3 having a tapered conical and arc-shaped seat surface 1-4 is formed. Further, a cap nut 3 is attached to the fuel pressure feed pipe 1 so as not to come out. The cap nut 3 is attached to the fuel pressure feed pipe 1 before the connection head 1-1 is formed, and by forming the connection head 1-1 at the tip of the fuel pressure feed pipe 1, the cap nut 3 cannot be pulled out.
  • the mating component 2 is a tubular member having a through hole 2-1 in the shaft center and a male screw 2-3 on the outer peripheral surface.
  • the male screw 2-3 can be screwed to the cap nut 3.
  • the mating part 2 has a conical pressure receiving surface 2-2 that is formed at one end of the through hole 2-1 and that expands outward.
  • the pressure receiving surface 2-2 can be brought into close contact with the seat surface 1-4 of the fuel pressure feeding pipe 1.
  • the seat surface 1-4 of the fuel pressure-feeding pipe 1 is brought into contact with the pressure receiving seat surface 2-2 of the mating component 2, and the cap nut 3 is screwed to the male screw 2-3 of the mating component 2.
  • the cap nut 3 presses the underside of the connection head 1-1 against the mating component 2.
  • the fuel pressure feed pipe 1 and the mating component 2 are liquid-tightly fastened.
  • the fuel pressure-feeding pipe 1 is formed by forming an electroless Ni (nickel)-P (phosphorus) plating layer 4 on the inner surface of a steel base material steel pipe 11.
  • the electroless Ni-P plating layer 4 protects all the parts that come into contact with the fuel to be pumped, so that the end portion of the connection head 1-1 of the fuel pumping pipe 1 is sealed (the seat surface 1-4 etc.). It is preferable that it is applied up to.
  • the steel base material steel pipe 11 used as the base material of the fuel pressure-feeding pipe 1 it is preferable to use a seamless pipe that can be expected to have appropriate high durability with a more effective action against corrosive fuel.
  • the connection head 1-1 of the fuel pressure-feeding pipe 1 by buckling, for example, the welding process for joining can be omitted. For this reason, there is no stress corrosion cracking (SCC) during plastic working, which is seen in conventional stainless steel piping, and intergranular corrosion and sensitization (increased risk of SCC occurrence) due to thermal effects during joining processing and mechanical properties. A decrease in (strength) can be prevented.
  • SCC stress corrosion cracking
  • the electroless Ni-P plating layer 4 is provided in the entire fuel flow passage region including the terminal sealing portion (sheet surface 1-4, etc.) of the fuel pressure feeding pipe 1.
  • the electroless Ni—P plating layer 4 includes an interdiffusion layer (Fe—Ni—P) 4a of the base material (iron Fe) of the base material steel pipe 11 and Ni—P,
  • the non-inter-diffusion layer 4b is formed on the outermost surface of the inter-diffusion layer 4a, and the layer thickness of the non-inter-diffusion layer 4b is 3 ⁇ m or more.
  • the total layer thickness of 4b is preferably 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less.
  • the non-interdiffusion layer 4b has a layer thickness of 3 ⁇ m or more, and the total layer thickness of the interdiffusion layer 4a and the non-interdiffusion layer 4b is 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less. Since the stress of the electroless Ni-P plating is removed by the heat treatment, it can follow the processed portion and can sufficiently maintain the barrier function against the corrosive attack of the corrosive fuel on the pipe base material 11. Is.
  • the total layer thickness of the interdiffusion layer 4a and the non-interdiffusion layer 4b exceeds 16 ⁇ m, not only the effect commensurate with the increase in manufacturing cost cannot be obtained, but also the inner diameter of the pipe material is reduced, so that the high pressure fuel pipe It is preferable that the total layer thickness is 16 ⁇ m or less because there is a risk of deviation from the dimensional tolerance and a weak followability. Most preferably, the total layer thickness of the interdiffusion layer 4a and the non-interdiffusion layer 4b is about 8 ⁇ m.
  • the non-interdiffusion layer 4b has a layer thickness of 3 ⁇ m or more, and the total layer thickness of the interdiffusion layer 4a and the non-interdiffusion layer 4b is When the thickness is 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less, for example, Zn (zinc) plating applied to the outer surface of the pipe is partially dissolved in the inner surface of the pipe, and the Zn plating of the fuel pipe is all eluted by the corrosive fuel.
  • the base material (Fe) of the base material steel pipe 11 and the Ni-P interdiffusion layer 4a have a strong anchoring effect due to the mutual diffusion of the pipe base material 11 and the Ni-P, while the non-interdiffusion layer 4b is heat-treated. Since the stress is removed by this, the malleability is improved and the followability is maintained, so that film cracking does not occur even in the processed portion such as terminal processing and bending processing. Further, by applying an electroless Ni—P plating layer having a predetermined layer thickness composed of the interdiffusion layer 4a and the non-interdiffusion layer 4b to a portion including a terminal sealing portion of the pipe, the Zn plating is not performed.
  • the fuel pressure-feeding pipe 1 can maintain corrosion resistance to corrosive fuel.
  • the fuel pressure feeding pipe 1 is manufactured by a manufacturing method that sequentially includes an electroless plating step, a heating step, and a processing step.
  • the electroless plating step is a step of forming the electroless Ni-P plating layer 4 on the inner surface of the base steel pipe 11 which is the material to be plated.
  • the electroless plating process is performed by immersing the base material steel pipe 11 in a known plating solution.
  • the P content (eutectoid ratio) in the electroless Ni-P plated layer 4 is preferably 1.1% to 2.0%. If the P content of the electroless Ni-P plated layer 4 is less than 1.1%, the plating rate will be lowered, resulting in poor productivity, while if it exceeds 2.0%, the electroless Ni-P plated layer 4 will not be produced. Is hardened, and cracks and peeling are likely to occur in the processing steps described later. When the P content is within the above numerical range, it is possible to increase the plating rate and improve the resistance of the electroless Ni-P plating layer 4 during processing.
  • the P content of the electroless Ni-P plating layer 4 is preferably about 1.5%, especially within the above numerical range. According to the experiment, when the P content is 1.0% or less, the plating rate is about 11 ⁇ m/hr or less, whereas when the P content is 1.5%, the plating rate is about 11 ⁇ m/hr or less. It was 14 ⁇ m/hr, and the processing speed could be increased by 20% or more.
  • the base material steel pipe 11 on which the electroless Ni-P plated layer 4 is formed is heat-treated to form an interdiffusion layer 4a at the boundary between the base material steel pipe 11 and the electroless Ni-P plated layer 4. It is a process to do.
  • the base steel tube 11 on which the electroless Ni-P plated layer 4 is formed is heat-treated in a heat treatment furnace such as a vacuum furnace.
  • the heating temperature (set control temperature) is not particularly limited, but is preferably 650°C to 850°C, and there is no restriction on the heating time.
  • iron (Fe) that is the base material of the base material steel pipe 11 and Ni and P of the electroless Ni-P plating layer 4 react with each other by heat, and the base material steel pipe 11 and the electroless Ni-P An interdiffusion layer 4a is formed at the boundary with the plating layer 4.
  • this mutual diffusion layer 4a the adhesion between the base material steel pipe 11 and the electroless Ni-P plating layer 4 is improved.
  • the working process is a process of plastically working the base steel pipe 11 that has undergone the electroless plating process and the heating process into a predetermined shape that matches the concrete usage of the fuel pumping pipe 1.
  • the cap nut 3 is attached to the base material pipe 3, and with the cap nut 3 retracted to the other end side of the base material steel pipe 11, pressure is applied to one end of the base material steel pipe 11 to form the connection head 1-1.
  • the connection head 1-1 is formed by axially pressing one end of the base material steel pipe 11 using a chuck and a punch (not shown). When the connection head 1-1 is formed, one end of the base steel pipe 11 is compressed and plastically deformed.
  • the electroless Ni—P plated layer 4 was not cracked or peeled at all during this plastic deformation.
  • a fuel pressure-feeding pipe can be obtained which has an anticorrosion and rustproof effect on the inner surface of the pipe, has high resistance to corrosive fuel, and has followability and can be processed after plating.
  • electroless plating chemical plating
  • Examples 1 to 7 Using a steel pipe material (test No. 1 to 7) having an outer diameter of 6.35 mm and an inner diameter of 3 mm as a base material steel pipe, a layer thickness of 2.9 to 5. 7 ⁇ m interdiffusion layer (base material steel pipe base material Fe and Ni-P interdiffusion layer) and layer thickness 3.2-7.5 ⁇ m non-interdiffusion layer (Ni-P only non-interdiffusion layer) To form an electroless Ni-P plating layer (layer thickness 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less).
  • the electroless Ni-P plating layer consisting of the mutual diffusion layer and the non-mutual diffusion layer was formed by using a scanning electron microscope (made by JEOL: 6510LA) and an energy dispersive X-ray analyzer (made by JEOL: JED-2300). , And measured by line analysis.
  • Corrosive fuel (20% alcohol mixed fuel (gasoline) (organic acid (formic acid and acetic acid) 500ppm, moisture 5%, chlorine 10ppm) is contained in each steel pipe material with electroless Ni-P plating on the entire inner surface.
  • An interdiffusion layer with a thickness of 8.0 ⁇ m is formed on the inner surface of each pipe by a conventional electroplating and heat treatment using a steel pipe material with an outer diameter of 8 mm and an inner diameter of 5 mm (a base material Fe pipe and an interdiffusion layer of Fe and Ni). ) And a non-interdiffusion layer having a layer thickness of 4.6 ⁇ m (non-interdiffusion layer containing only Ni) was formed. The thickness of the Ni plating layer was measured by the same method as in Examples 1 to 7.
  • Table 1 shows the results of performing the corrosiveness test and the followability test (bending test) of the Ni plating layer composed of the mutual diffusion layer and the non-interdiffusion layer of the steel pipe material in the conventional example in the same manner as in Examples 1 to 7. Is also shown.
  • a base material and a Ni-P interdiffusion layer, and a Ni-P only non-interdiffusion layer formed on the outermost surface of the interdiffusion layer, and a layer of the non-interdiffusion layer Any of the steel pipe materials of Examples 1 to 7 of the present invention in which an electroless Ni-P plating layer having a thickness of 3 ⁇ m or more and a total layer thickness of the interdiffusion layer and the non-interdiffusion layer is 6 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less is formed.
  • the non-interdiffusion layer is 3 ⁇ m or more, and the total of the interdiffusion layer and non-interdiffusion layer is 6 ⁇ m or more. It is clear that the presence of red rust is not observed in the non-processed part and the processed part because the rust preventive power against the corrosive fuel is sufficiently retained, and the followability and the corrosion resistance are excellent.
  • the P content (eutectoid ratio) in the electroless Ni-P plating layer was in the range of 1.1% to 2.0%, and the plating rate was (Improving productivity) and improving the resistance of the electroless Ni-P plating layer during processing were compatible.
  • the heating temperature during the heat treatment is set within the range of 650° C. to 850° C., so that the productivity, the followability, and the corrosion resistance are all Good results have been obtained.
  • Comparative Example 5 layer thickness 2.5 ⁇ m in which the layer thickness of the non-interdiffusion layer deviates from the specified value of the present invention, there is no problem in followability, but it is clear from the results of the corrosiveness test. As described above, since the coating is a thin film (total layer thickness: 5.7 ⁇ m), the corrosion resistance is inferior to that of Examples 1 to 7 of the present invention, and thus it is difficult to use as a fuel pressure feeding pipe.
  • Comparative Example 6 total layer thickness 16.9 ⁇ m in which the total layer thickness of the interdiffusion layer and the non-interdiffusion layer deviated from the specified value of the present invention, cracks were seen in the result of the follow-up test.
  • Comparative Example 6 since the layer thickness is large, there is a problem in productivity. For these reasons, it is difficult to employ the thing of Comparative Example 6 as the fuel pressure feeding pipe. (6) In Comparative Example 1, the plating rate was slow and there was a problem in productivity. This is probably because the P content (eutectoid ratio) in the electroless Ni-P plated layer was 0.8%, which was lower than 1.1%. (7) The sample of Comparative Example 2 had a problem in the result of the follow-up test. This is probably because the P content (eutectoid rate) in the electroless Ni-P plated layer was 2.2%, which was higher than 2%.
  • the sample of Comparative Example 3 had a problem in the result of the follow-up test. This is probably because the heating temperature during the heat treatment (heat treatment temperature) is 600°C, which is lower than 650°C. (9)
  • the sample of Comparative Example 4 had a problem in the result of the corrosiveness test. This is probably because the heating temperature during the heat treatment (heat treatment temperature) is 900°C, which is higher than 850°C. (10)
  • the conventional example is based on electric Ni plating instead of electroless Ni-P plating, and is an implementation product of the patent (Patent No. 6245687) owned by the applicant of the present application. This conventional example has good followability and corrosion resistance. However, since it is electroplating, it is necessary to insert an electrode inside the base material steel pipe. Therefore, when the inner diameter of the base material steel pipe is small, the present invention is superior in terms of productivity.

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Abstract

腐食性燃料に対して高い耐性を有するとともに、追従性を持ちめっき後の加工が可能な燃料圧送配管であって、内径が小さい場合であっても製造が容易であり、量産にも適する、燃料圧送配管を提供する。　母材鋼管１１の内表面にリン含有量（共析率）が１．１％～２．０％の無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４が形成され、該無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４は、母材鋼管１１の母材とＮｉ－Ｐの相互拡散層４ａと、該相互拡散層４ａの最表面に形成されたＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層４ｂとで構成され、かつ前記非相互拡散層４ｂの層厚が３μｍ以上で、前記相互拡散層４ａと前記非相互拡散層４ｂの合計層厚が６μｍ以上１６μｍ以下とされた燃料圧送配管である。

Description

燃料圧送配管
　本発明は、ガソリン直噴エンジンシステムやディーゼルエンジンシステムにおいて燃料をエンジンに供給する配管として用いて好適な燃料圧送配管に係り、特に粗悪な腐食成分を含む燃料に対して耐性を有する燃料圧送配管に関するものである。
　出願人は、ガソリン直噴エンジンシステムやディーゼルエンジンシステムにおいて燃料をエンジンに供給する配管として用いて好適な燃料圧送配管について、特許文献１に記載の特許を取得している。この特許に係る燃料圧送配管は、スチール製母材鋼管の内表面に電気めっきによるＮｉめっき層が形成され、そのＮｉめっき層は母材とＮｉの相互拡散層と、前記相互拡散層の最表面に形成されたＮｉのみの非相互拡散層とで構成され、かつ前記非相互拡散層の層厚が３μｍ以上で、前記相互拡散層と非相互拡散層の合計層厚が１０μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とするものである。この特許発明によれば、腐食性燃料に対して高い耐性を有するとともに、追従性を持ちめっき後の加工が可能な配管が得られることから、ガソリン直噴エンジンシステム、ディーゼルエンジンシステムの信頼性が大きく高められるという優れた効果が奏される。
特許第６２４５６８７号公報
　しかしながら、前記従来の燃料圧送配管は電気めっきを用いて製造されるため、例えば、内径が３．０ｍｍ以下のような、内径の小さい鋼管を母材とする場合には、母材鋼管の内部に挿入した電極が母材鋼管の内面に接触し易いことから、通電不良が起き易いという問題がある。この問題は母材鋼管の内径が小さくなればなるほど起こり易く、細径の燃料圧送配管の量産の大きな障害となっていた。
　本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、腐食性燃料に対して高い耐性を有するとともに、追従性を持ちめっき後の加工が可能な燃料圧送配管であって、母材鋼管の内径が小さい場合であっても製造が容易であり、量産にも適する、燃料圧送配管を提供しようとするものである。
　前記課題を解決するため、請求項１の本発明に係る燃料圧送配管は、母材鋼管の内表面にリン含有量（共析率）が１．１％～２．０％の無電解Ｎｉ－Ｐめっき層が形成され、該無電解Ｎｉ－Ｐめっき層は、母材鋼管の母材とＮｉ－Ｐの相互拡散層と、該相互拡散層の最表面に形成されたＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層とで構成され、かつ前記非相互拡散層の層厚が３μｍ以上で、前記相互拡散層と前記非相互拡散層の合計層厚が６μｍ以上１６μｍ以下であることを特徴とするものである。また、前記相互拡散層と前記非相互散層とで構成される前記無電解Ｎｉ－Ｐめっき層が接続頭部の端末シール部位まで施されていることを好ましい態様とするものである。
　本発明によれば、母材鋼管内に形成されるリン含有量（共析率）が１．１％～２．０％の無電解Ｎｉ－Ｐめっき層であって、３μｍ以上の層厚のＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層と、該非相互拡散層との合計層厚を６μｍ以上１６μｍ以下とする母材とＮｉ－Ｐの相互拡散層と、からなる無電解Ｎｉ－Ｐめっき層により、管内表面の防食・防錆効果が奏され、腐食性燃料に対して高い耐性を有するとともに、追従性を持ちめっき後の加工が可能な燃料圧送配管となる。また、電気めっきではなく無電解めっき（化学めっき）を用いるので、被めっき材となる母材鋼管の内部に電極を挿入する必要がない。このため、母材鋼管内への電極挿入に起因する前記従来の問題点が解消され、内径が小さい母材鋼管の内表面にも容易且つ迅速にめっき層を形成することができる。したがって、量産にも適するものとなる。
本発明の実施の一形態に係る燃料圧送配管の接続構造の一例を示す要部断面図である。 図１の燃料圧送配管の要部拡大断面図である。 図１の燃料圧送配管の無電解Ｎｉ－Ｐめっき層を拡大して示した模式断面図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。
　図１は、本発明の実施の一形態に係る燃料圧送配管１の接続構造の一例として、ガソリン直噴エンジンシステムやディーゼルエンジンシステムにおける燃料圧送配管１と相手部品２との接続構造を示している。
　燃料圧送配管１は、先端に接続頭部１－１を有すると共に、軸芯に流路１－２を有する。接続頭部１－１の先端には、先細略円錐形状でかつ円弧状のシート面１－４を有する押圧座面１－３が形成されている。また、燃料圧送配管１には袋ナット３が抜け出し不能に取り付けられている。この袋ナット３は、接続頭部１－１の形成前に燃料圧送配管１に装着され、燃料圧送配管１の先端に接続頭部１－１を形成することにより抜け出し不能となる。
　相手部品２は、軸芯に貫通孔２－１を有する筒状のものであり、外周面に雄螺子２－３を有する。この雄螺子２－３は、袋ナット３とねじ結合可能である。相手部品２には、貫通孔２－１の一端に、外向きに拡開する円錐形状の受圧座面２－２が形成されている。この受圧座面２－２は、燃料圧送配管１のシート面１－４と密着可能である。
　前記構成において、燃料圧送配管１のシート面１－４を相手部品２の受圧座面２－２に当接させ、相手部品２の雄螺子２－３に対して袋ナット３をねじ結合させることにより、袋ナット３が接続頭部１－１の首下を相手部品２に対して押圧する。これによって、燃料圧送配管１と相手部品２とが液密に締結される。
　図２に示すように、燃料圧送配管１は、スチール製の母材鋼管１１の内表面に無電解Ｎｉ（ニッケル）－Ｐ（リン）めっき層４が形成されたものである。この無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４は、圧送される燃料と接触する部位の全てを保護するために、燃料圧送配管１の接続頭部１－１の端末シール部位（シート面１－４等）まで施されていることが好ましい。
　燃料圧送配管１の基材として用いるスチール製の母材鋼管１１としては、腐食性燃料に対してより有効な作用効果を奏する適正な高耐久性を期待できるシームレス管を用いるのが好適である。また、燃料圧送配管１の接続頭部１－１を、例えば座屈加工によって成形することで、接合加工のための溶接工程を省略できる。このため、従来のステンレス系配管で見られる塑性加工時の応力腐食割れ（ＳＣＣ）がなく、接合加工時の熱影響による粒界腐食や鋭敏化（ＳＣＣの発生危険度の上昇）、機械的性質（強度）の低下を防止できる。
　図２に示すように、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４は、燃料圧送配管１の端末シール部位（シート面１－４等）を含む燃料流路領域の全体に設けられる。無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４は、その断面を図３に示すように、母材鋼管１１の母材（鉄Ｆｅ）とＮｉ－Ｐとの相互拡散層（Ｆｅ－Ｎｉ－Ｐ）４ａと、該相互拡散層４ａの最表面に形成されたＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層４ｂとで構成され、かつ非相互拡散層４ｂの層厚は３μｍ以上で、相互拡散層４ａと非相互拡散層４ｂの合計層厚は６μｍ以上１６μｍ以下とするのが好ましい。
　ここで、非相互拡散層４ｂの層厚を３μｍ以上とし、かつ相互拡散層４ａと非相互拡散層４ｂの合計層厚を６μｍ以上１６μｍ以下とするのは、これらの数値範囲とすることで、熱処理によって無電解Ｎｉ－Ｐめっきの応力が除去されることにより加工部に対して追従性を有し、かつ腐食性燃料からの配管母材１１への腐食攻撃に対するバリア機能を十分に保持できるからである。なお、相互拡散層４ａと非相互拡散層４ｂの合計層厚が１６μｍを超えると、製造コストの上昇に見合う効果が得られないばかりか、当該管材の内径寸法が縮小されるため高圧燃料配管の寸法公差から外れるおそれがあったり、追従性が弱くなったりするおそれがあるので、合計層厚は１６μｍ以下とするのが好ましい。相互拡散層４ａと非相互拡散層４ｂの合計層厚は８μｍ程度とするのが最も好ましい。
　前記のように、母材鋼管１１の母材（Ｆｅ）とＮｉ－Ｐとの相互拡散層４ａと、この相互拡散層４ａの最表面に形成されたＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層４ｂとで構成される無電解Ｎｉ－Ｐめっき層を管内表面に有する燃料圧送配管１において、非相互拡散層４ｂの層厚が３μｍ以上で、相互拡散層４ａと非相互拡散層４ｂの合計層厚が６μｍ以上１６μｍ以下とすることにより、例えば、管外表面に施されたＺｎ（亜鉛）めっきを管内表面の一部に付き回らせた燃料配管のＺｎめっきが腐食性燃料によって全て溶出してしまっても耐食性が保持される。また、母材鋼管１１の母材（Ｆｅ）とＮｉ－Ｐの相互拡散層４ａは、配管母材１１とＮｉ－Ｐの相互拡散により強固なアンカー効果を持つ一方、非相互拡散層４ｂは熱処理によって応力が除去されるため展性が向上し追従性を持つため、端末加工や曲げ加工等の加工部においても皮膜割れが生じることはない。さらに、相互拡散層４ａと非相互拡散層４ｂとからなる所定の層厚を有する無電解Ｎｉ－Ｐめっき層を配管の端末シール部位を含む箇所に施すことで、Ｚｎめっきを施さなくても当該燃料圧送配管１は腐食性燃料に対する耐食性を保持することができる。
　次に、燃料圧送配管１の製造方法について説明する。燃料圧送配管１は、無電解めっき工程と、加熱工程と、加工工程と、を順次備える製造方法によって製造される。
　無電解めっき工程は、被めっき材である母材鋼管１１の内表面に無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４を形成する工程である。無電解めっき工程は、周知のめっき液に母材鋼管１１を浸漬することによって行われる。
　無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４におけるＰの含有量（共析率）は１．１％～２．０％となるようにするのが好ましい。無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４のＰの含有量が１．１％未満ではめっき速度が落ちてしまい生産性が悪くなり、他方、２．０％を超えると、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４が硬くなってしまい、後で述べる加工工程で割れや剥離が発生しやすくなるためである。Ｐの含有量を前記数値範囲とすれば、めっき速度のアップと、加工時における無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４の耐性の向上とを両立できる。
　無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４のＰの含有量は、前記数値範囲の中でも特に、１．５％程度とするのが好ましい。実験によれば、Ｐの含有量が１．０％以下の場合にはめっき速度が約１１μｍ／ｈｒ以下であるのに対し、Ｐの含有量を１．５％にすることでめっき速度が約１４μｍ／ｈｒとなり、処理速度を２０％以上アップさせることができた。
　加熱工程は、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４が形成された母材鋼管１１を加熱処理して、母材鋼管１１と無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４との境界部に相互拡散層４ａを形成する工程である。加熱工程においては、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４が形成された母材鋼管１１を、真空炉等の熱処理炉内で加熱処理する。なお、加熱温度（設定管理温度）は、特に制限するものではないが、６５０℃～８５０℃とするのが好ましく、また、加熱時間についての制約はない。この加熱工程で、母材鋼管１１の母材である鉄（Ｆｅ）と、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４のＮｉとＰとが熱により互いに反応し、母材鋼管１１と無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４との境界部に相互拡散層４ａが形成される。この相互拡散層４ａが形成されることで、母材鋼管１１と無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４との密着性が向上する。
　加工工程は、無電解めっき工程と加熱工程とを終えた母材鋼管１１を、燃料圧送配管１の具体的な使用形態に適合する所定の形状に塑性加工する工程である。例えば、図１に示した、袋ナット３と接続頭部１－１とを有する燃料圧送配管１を製造する場合には、無電解めっき工程と加熱工程とを終えた母材鋼管１１の一端側に袋ナット３を装着し、袋ナット３を母材鋼管１１の他端側に退避させた状態で、母材鋼管１１の一端部に圧力をかけて接続頭部１－１を形成する。接続頭部１－１の形成は、図示しないチャックとパンチとを用いて、母材鋼管１１の一端部を軸方向に押圧することによって行われる。接続頭部１－１の形成時には、母材鋼管１１の一端部が圧縮されて塑性変形する。しかし、実験によれば、この塑性変形の際に無電解Ｎｉ－Ｐめっき層４に割れや剥離は全く生じなかった。
　前記製造方法によれば、管内表面の防食・防錆効果が奏され、腐食性燃料に対して高い耐性を有するとともに、追従性を持ちめっき後の加工が可能な燃料圧送配管が得られる。また、電気めっきではなく無電解めっき（化学めっき）を用いることで、母材鋼管１１の内部に電極を挿入する必要がない。このため、母材鋼管１１内への電極挿入に起因する従来の問題点が解消され、例えば内径が３ｍｍ以下のような、内径が小さい母材鋼管の内表面にも容易且つ迅速にめっき層を形成することができる。したがって、量産にも適するものとなる。
　なお、前記製造方法は、内面に防食・防錆性を有し、且つ熱処理後に塑性加工が必要な配管の製造について広く適用可能である。
　以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で変更・実施することは、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
　［実施例１～７］
　母材鋼管として外径６．３５ｍｍ、内径３ｍｍのスチール製管材（供試Ｎｏ．１～７）を用いて、常法の無電解めっきと熱処理により各管内表面に層厚２．９～５．７μｍの相互拡散層（母材鋼管の母材ＦｅとＮｉ－Ｐとの相互拡散層）と層厚３．２～７．５μｍの非相互拡散層（Ｎｉ－Ｐのみの非相互拡散層）とから成る無電解Ｎｉ－Ｐめっき層（層厚６μｍ以上１６μｍ以下）を形成した。
　本実施例におけるスチール製管材の相互拡散層と非相互拡散層とからなる無電解Ｎｉ－Ｐめっき層の層厚の測定、腐食性試験及び追従性試験（曲げ加工試験）を下記要領で行った結果を表１に示す。
・無電解Ｎｉ－Ｐめっき層の層厚の測定：
　相互拡散層と非相互拡散層とからなる無電解Ｎｉ－Ｐめっき層の層厚は、走査電子顕微鏡（ＪＥＯＬ製：６５１０ＬＡ）及びエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＪＥＯＬ製：ＪＥＤ－２３００）を用い、線分析にて測定した。
・腐食性試験：
　内面全体に無電解Ｎｉ―Ｐめっきが施された各スチール製管材内に、腐食性燃料（２０％アルコール混合燃料（ガソリン）（有機酸（蟻酸及び酢酸）５００ｐｐｍ，水分５％、塩素１０ｐｐｍを含む）を封入して、温度１２０℃で１０００時間放置した時の管内の腐食状況を確認した。腐食評価は、赤錆の有無を目視及び実体顕微鏡にて観察して判定した。
・追従性試験：
　内面全体に無電解Ｎｉ－Ｐめっきが施された各スチール製管材をＲ１５でＵ字形に曲げ加工を施した後、走査顕微鏡を用いて当該曲げ加工部のめっき皮膜の皮膜割れ状況を観察した。
　［比較例１～６］
　実施例１～７と同じ外径６．３５ｍｍ、内径３ｍｍのスチール製管材を用いて、常法の無電解めっきと熱処理により各管内表面に層厚２．８～９．３μｍの相互拡散層（母材鋼管の母材ＦｅとＮｉ－Ｐとの相互拡散層）と層厚２．５～１０．６μｍの非相互拡散層（Ｎｉ－Ｐのみの非相互拡散層）とから成る無電解Ｎｉ－Ｐめっき層を形成した。なお、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層の層厚の測定は、前記実施例１～７と同じ方法で測定した。
　本比較例におけるスチール製管材の相互拡散層と非相互拡散層からなる無電解Ｎｉ－Ｐめっき層の腐食性試験及び追従性試験（曲げ加工試験）を実施例１～７と同様の方法で行った結果を表１に併せて示す。
　［従来例］
　外径８ｍｍ、内径５ｍｍのスチール製管材を用いて、常法の電気めっきと熱処理により各管内表面に層厚８．０μｍの相互拡散層（母材鋼管の母材ＦｅとＮｉとの相互拡散層）と層厚４．６μｍの非相互拡散層（Ｎｉのみの非相互拡散層）とから成るＮｉめっき層を形成した。なお、Ｎｉめっき層の層厚の測定は、前記実施例１～７と同じ方法で測定した。
　従来例におけるスチール製管材の相互拡散層と非相互拡散層からなるＮｉめっき層の腐食性試験及び追従性試験（曲げ加工試験）を実施例１～７と同様の方法で行った結果を表１に併せて示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果より、以下のように考察することができる。
（１）管内表面において、母材とＮｉ－Ｐの相互拡散層と、相互拡散層の最表面に形成されたＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層とで構成され、かつ非相互拡散層の層厚が３μｍ以上で、相互拡散層と非相互拡散層の合計層厚が６μｍ以上１６μｍ以下の無電解Ｎｉ－Ｐめっき層を形成した本発明の実施例１～７のスチール製管材は、いずれも熱処理によって無電解Ｎｉ－Ｐめっきの応力を除去できたことにより加工部に対しても追従性が見られ、非相互拡散層が３μｍ以上、かつ相互拡散層と非相互拡散層の合計が６μｍ以上存在することで、腐食性燃料に対する防錆力が十分保持されたことにより非加工部及び加工部共に赤錆の発生は見られず、追従性及び耐食性に優れることが明らかである。
（２）本発明の実施例１～７のものは、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層におけるＰの含有量（共析率）が１．１％～２．０％の範囲内にあり、めっき速度のアップ（生産性の向上）と、加工時における無電解Ｎｉ－Ｐめっき層の耐性の向上とが両立できた。
（３）本発明の実施例１～７のものは、熱処理時の加熱温度（熱処理温度）を６５０℃～８５０℃の範囲内とすることで、生産性、追従性、耐腐食性の全てにおいて良好な結果が得られた。
（４）非相互拡散層の層厚が本発明の規定値より外れた比較例５（層厚２．５μｍ）のものは、追従性には問題はないが、腐食性試験の結果より明らかなように、皮膜が薄膜（合計層厚５．７μｍ）であることから本発明の実施例１～７に比べて耐食性が劣るため、燃料圧送配管としては採用し難い。
（５）相互拡散層と非相互拡散層の合計層厚が本発明の規定値より外れた比較例６（合計層厚１６．９μｍ）のものは、追従性試験の結果は割れが見られたため不適であり、厚い層厚に起因すると思われる。さらに、比較例６のものは、層厚が厚いこともあり生産性にも問題がある。これらの理由により、比較例６のものは燃料圧送配管としては採用し難い。
（６）比較例１のものは、めっき速度が遅く、生産性に問題があった。これは、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層におけるＰの含有量（共析率）が０．８％であり、１．１％より低いことに起因すると思われる。
（７）比較例２のものは、追従性試験の結果に問題があった。これは、無電解Ｎｉ－Ｐめっき層におけるＰの含有量（共析率）が２．２％であり、２％より高いことに起因すると思われる。
（８）比較例３のものは、追従性試験の結果に問題があった。これは、熱処理時の加熱温度（熱処理温度）が６００℃であり、６５０℃より低いことに起因すると思われる。
（９）比較例４のものは、腐食性試験の結果に問題があった。これは、熱処理時の加熱温度（熱処理温度）が９００℃であり、８５０℃より高いことに起因すると思われる。
（１０）従来例は、無電解Ｎｉ－Ｐめっきではなく電気Ｎｉめっきによるものであり、本願の出願人が所有している特許（特許第６２４５６８７号）の実施品である。この従来例は追従性、耐食性とも良好である。但し、電気めっきであるので、母材鋼管の内部に電極を挿入する必要がある。このため、母材鋼管の内径が小さい場合には生産性の点で本発明に優位性がある。
　１　燃料圧送配管
　１－１　接続頭部
　１－２　流路
　１－３　押圧座面
　１－４　シート面
　２　相手部品
　２－１　貫通孔
　２－２　受圧座面
　２－３　雄螺子
　３　袋ナット
　４　無電解Ｎｉ―Ｐめっき層
　４ａ　相互拡散層
　４ｂ　非相互拡散層
　１１　母材鋼管

Claims (2)

  1. 　母材鋼管の内表面にリン含有量が１．１％～２．０％の無電解Ｎｉ－Ｐめっき層が形成され、該無電解Ｎｉ－Ｐめっき層は、母材鋼管の母材とＮｉ－Ｐの相互拡散層と、該相互拡散層の最表面に形成されたＮｉ－Ｐのみの非相互拡散層とで構成され、かつ前記非相互拡散層の層厚が３μｍ以上で、前記相互拡散層と前記非相互拡散層の合計層厚が６μｍ以上１６μｍ以下である、燃料圧送配管。
  2. 　前記相互拡散層と前記非相互拡散層とで構成される前記無電解Ｎｉ－Ｐめっき層が接続頭部の端末シール部位まで施されている、請求項１に記載の燃料圧送配管。
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