本發(fā)明涉及適于卡車及公共汽車等的燃料罐等的鍍覆鋼板及燃料罐。
背景技術(shù):
普通汽車的燃料罐大多與車體的設(shè)計相匹配地在最終階段被設(shè)計,其形狀大多復(fù)雜。因此,對于普通汽車的燃料罐的材料,一般要求深拉深成型性、成型后的耐沖擊性、耐燃料、耐腐蝕性、鹽害耐腐蝕性、縫焊性、點焊性等。
與此相對,卡車及公共汽車的燃料罐的形狀比較簡單。因此,對于卡車及公共汽車的燃料罐的材料來說,對普通汽車的燃料罐的材料所要求的程度的向復(fù)雜形狀的成型性被認(rèn)為沒有必要。此外,許多卡車及公共汽車以輕油作為燃料,輕油與汽油相比難以氧化劣化。因此,汽油用的燃料罐程度的耐燃性和耐腐蝕性也被認(rèn)為沒有必要。其另一方面,對于卡車及公共汽車的燃料罐用的材料來說,要求燃料罐的生產(chǎn)效率的提高、即能夠以更低成本來制造燃料罐。特別是要求焊接性的提高,期望縫焊性及點焊性優(yōu)異的材料。并且,汽車的燃料罐用的材料在專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2中有記載。然而,通過這些材料也無法得到充分的縫焊性及點焊性。
此外,在被稱為共軌方式的燃料噴射技術(shù)中,由于使非常微細(xì)的燃料噴出,所以有時因金屬皂的影響而產(chǎn)生噴射孔的堵塞。例如在專利文獻(xiàn)3中,記載了脂肪酸鋅可成為堵塞的原因。因此,包含鋅的鍍覆鋼板不適于共軌方式的燃料噴射技術(shù)。
進(jìn)而,在專利文獻(xiàn)4~7中記載了鍍al鋼板,但通過這些專利文獻(xiàn)中記載的鍍al鋼板也無法得到充分的縫焊性及點焊性。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-72641號公報
專利文獻(xiàn)2:國際公開第2007/004671號
專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-306018號公報
專利文獻(xiàn)4:日本特開昭62-161944號公報
專利文獻(xiàn)5:日本特開平10-265928號公報
專利文獻(xiàn)6:日本特開2008-223084號公報
專利文獻(xiàn)7:日本特開平10-176287號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明的目的是提供能夠在確保用于燃料罐時的對燃料的耐腐蝕性的同時提高焊接性的鍍覆鋼板及燃料罐。
用于解決課題的方法
本發(fā)明人們?yōu)榱瞬槊髟谝酝腻兏蹭摪逯械貌坏匠浞值目p焊性及點焊性的原因而進(jìn)行了深入研究。
可列舉出氣泡缺陷作為在鍍al鋼板的縫焊中產(chǎn)生的問題之一。氣泡缺陷的產(chǎn)生原因認(rèn)為以下。在使用了上下的電極輪的縫焊中,電極輪中包含的cu與鍍層中包含的al因熱而發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物生成于電極輪與鍍層的界面上。其結(jié)果是,密合力介由反應(yīng)產(chǎn)物在電極輪與鍍覆鋼板之間起作用,在電極輪從鍍覆鋼板脫離時鍍覆鋼板被電極輪拉伸,產(chǎn)生氣泡缺陷。關(guān)于在鍍al鋼板的縫焊中產(chǎn)生的另一個問題,可列舉出:通過伴隨與鍍層的反應(yīng)而產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物附著在電極輪上,且該反應(yīng)產(chǎn)物從電極輪脫落而產(chǎn)生的焊接品位的降低。
這些問題的原因均為電極輪中包含的cu與鍍層中包含的al的反應(yīng)。著眼于這樣的事項,本申請發(fā)明人們發(fā)現(xiàn):降低鍍覆鋼板的與電極輪接觸的面、即為燃料罐的外表面的面中的鍍層附著量是極其有效的。其另一方面,鍍覆鋼板的另一個面成為燃料罐的內(nèi)表面,變得與燃料相接觸。因此,使得鍍覆鋼板的另一個面中的鍍層附著量能夠確保對燃料的耐腐蝕性是重要的。并且,本申請發(fā)明人們想到:通過使為燃料罐的外表面的面中的鍍層附著量低于為內(nèi)表面的面中的鍍層附著量,與以往的鍍覆鋼板相比,能夠得到可取得焊接性及內(nèi)表面的耐腐蝕性的平衡的特性。
本申請發(fā)明人們得到縫焊性通過鋼板中的磷(p)而提高的認(rèn)識。判明了,特別是在鍍層附著量低的情況下由p產(chǎn)生的縫焊性的提高顯著。推定,鋼板中的p擴(kuò)散至包含al的鍍層中的合金層中,在鍍層的表面形成alp而與電極輪中包含的cu的反應(yīng)得到抑制。
本申請發(fā)明人們還得到鋼板的厚度對縫焊性及點焊性產(chǎn)生較大影響的認(rèn)識。特別是在鋼板薄的情況下鍍層附著量的影響容易明顯出現(xiàn)。因此,在鋼板薄的情況下,在鍍覆鋼板的兩面之間設(shè)置鍍層附著量的差是優(yōu)選的。其另一方面,在鍍覆鋼板厚的情況下,即使鍍層附著量的差小,也不會產(chǎn)生大的問題。
并且,本申請發(fā)明人們基于這些認(rèn)識,想到以下所示的發(fā)明的各方式。
(1)一種鍍覆鋼板,其特征在于,其具有:
鋼板、
上述鋼板的第1主表面上的第1鍍層、和
上述鋼板的第2主表面上的第2鍍層,
上述鋼板具有下述所表示的化學(xué)組成,
以質(zhì)量%計:
c:0.0005%~0.0800%、
si:0.003%~0.500%、
mn:0.05%~0.80%、
p:0.005%~0.050%、
s:0.100%以下、
al:0.080%以下、
n:0.0050%以下、
ti:0.000%~0.100%、
nb:0.000%~0.050%、
b:0.000%~0.0100%、
剩余部分:fe及雜質(zhì),
上述第1鍍層具有:
上述第1主表面上的第1al-fe-si合金層、和
上述第1al-fe-si合金層上的第1al-si合金層,
上述第2鍍層具有上述第2主表面上的第2al-fe-si合金層,
上述第1鍍層的鍍層附著量為31g/m2~60g/m2,
上述第2鍍層的鍍層附著量為5g/m2~29g/m2。
(2)根據(jù)(1)所述的鍍覆鋼板,其特征在于,
上述第2鍍層具有上述第2al-fe-si合金層上的第2al-si合金層。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的鍍覆鋼板,其特征在于,
在上述化學(xué)組成中,
ti:0.001~0.100%、
nb:0.001~0.050%、或
b:0.0003%~0.0100%、
或者它們的任意的組合成立。
(4)根據(jù)(1)~(3)中任一項所述的鍍覆鋼板,其特征在于,
在將上述第1鍍層的鍍層附著量設(shè)為x(g/m2)、將上述第2鍍層的鍍層附著量設(shè)為y(g/m2)、將上述鋼板的厚度設(shè)為t(mm)時,“(x-y)-(26.7-13.3t)>0”的關(guān)系成立。
(5)根據(jù)(1)~(4)中任一項所述的鍍覆鋼板,其特征在于,
其具有上述第2鍍層上的含有cr、zr、ti、si或v、或者它們的任意的組合的化合物的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜,
上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜的附著量為50mg/m2~1000mg/m2。
(6)一種燃料罐,其特征在于,
其具有由(1)~(5)中任一項所述的鍍覆鋼板構(gòu)成的罐本體,
上述第1鍍層處于上述罐本體的內(nèi)側(cè),上述第2鍍層處于上述罐本體的外側(cè)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,由于包含適當(dāng)?shù)腻儗?,所以能夠在確保用于燃料罐時的對燃料的耐腐蝕性的同時提高焊接性。
附圖說明
圖1是表示第1實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
圖2是表示第2實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
圖3是表示第3實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
圖4是表示第4實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
圖5是表示第3實施方式的變形例的截面圖。
圖6是表示第4實施方式的變形例的截面圖。
圖7是表示鍍覆鋼板的截面的光學(xué)顯微鏡照片。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明的實施方式,參照所附的附圖進(jìn)行說明。
(第1實施方式)
首先,對第1實施方式進(jìn)行說明。圖1是表示第1實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
第1實施方式的鍍覆鋼板1中,如圖1所示的那樣包含鋼板30、鋼板30的第1主表面31上的第1鍍層10和鋼板30的第2主表面32上的第2鍍層20。第1鍍層10中包含第1主表面31上的第1al-fe-si合金層11和第1al-fe-si合金層11上的第1al-si合金層12。第2鍍層20中包含第2主表面32上的第2al-fe-si合金層21和第2al-fe-si合金層21上的第2al-si合金層22。第1鍍層10的鍍層附著量為31g/m2~60g/m2,第2鍍層20的鍍層附著量為5g/m2~29g/m2。
在此,對鋼板30及其制造中使用的鋼板坯的化學(xué)組成進(jìn)行說明。在以下的說明中,鋼板30及其制造中使用的鋼板坯中包含的各元素的含量的單位即“%”只要沒有特別說明則是指“質(zhì)量%”。本實施方式的鋼板30及其制造中使用的鋼板坯具有下述表示的化學(xué)組成:c:0.0005%~0.0800%、si:0.003%~0.500%、mn:0.05%~0.80%、p:0.005%~0.050%、s:0.100%以下、al:0.080%以下、n:0.0050%以下、ti:0.000%~0.100%、nb:0.000%~0.050%、b:0.000%~0.0100%、剩余部分:fe及雜質(zhì)。作為雜質(zhì),可例示出礦石或廢鐵等原材料中包含的雜質(zhì)(cu、cr、sn、ni等)、在制造工序中包含的雜質(zhì)(ce等rem、ca等)。
(c:0.0005%~0.0800%)
c是有助于鋼板的強(qiáng)度的元素。c含量低于0.0005%時,得不到充分的強(qiáng)度。因此,c含量設(shè)定為0.0005%以上。為了得到更高的強(qiáng)度,c含量優(yōu)選為0.0010%以上。c含量超過0.0800%時,得不到充分的延展性。較少將卡車及公共汽車等的燃料罐用鍍覆鋼板成型為復(fù)雜的形狀,但在延展性過低的情況下根據(jù)部位而導(dǎo)致成型變得困難。因此,c含量設(shè)定為0.0800%以下。為了得到更優(yōu)異的延展性,c含量優(yōu)選為0.0500%。
(si:0.003%~0.500%)
si是有助于鋼板的強(qiáng)度的元素。si含量低于0.003%時,得不到充分的強(qiáng)度。因此,si含量設(shè)定為0.003%以上。si含量超過0.500%時,得不到充分的鍍覆性。因此,si含量設(shè)定為0.500%以下。
(mn:0.05%~0.80%)
mn是有助于鋼板的強(qiáng)度的元素。mn還有助于熱軋時的起因于s的熱脆性的抑制。mn含量低于0.05%時,無法充分地得到由上述作用帶來的效果。因此,mn含量設(shè)定為0.05%以上。mn含量超過0.80%時,得不到充分的加工性。因此,mn含量設(shè)定為0.80%以下。
(p:0.005%~0.050%)
p是通過固溶強(qiáng)化來提高鋼板的強(qiáng)度的元素。此外,如上述那樣,p也是在鍍層附著量少的情況下有助于縫焊性的提高的元素。p含量低于0.005%時,無法充分地得到由上述作用帶來的效果。因此,p含量設(shè)定為0.005%以上。p含量超過0.050%時,得不到充分的韌性。p容易在晶界中偏析,特別是在鋼板的強(qiáng)度高的情況下引起低溫脆化。因此,p含量設(shè)定為0.050%以下。
(s:0.100%以下)
s不是必須元素,例如在鋼板中作為雜質(zhì)而含有。s是使熱加工性劣化、并且使鋼板的加工性劣化的元素。因此,s含量越低越好。特別是s含量超過0.100%時,這些不良影響變得顯著。因此,s含量設(shè)定為0.100%以下。另外,為了降低s含量要花費成本,若想要降低至低于0.001%,則成本顯著上升。因此,s含量也可以設(shè)定為0.001%以上。
(al:0.080%以下)
al不是必須元素,例如在鋼板中作為雜質(zhì)而含有。al在鋼板中形成以氧化鋁作為主體的氧化物而使局部變形能力劣化。因此,al含量越低越好。特別是al含量超過0.080%時,這些不良影響變得顯著。因此,al含量設(shè)定為0.080%以下。另外,al是對脫氧有效的元素,al含量低于0.005%時,煉鋼時的脫氧不充分,有時氧化物在鋼板中大量殘存而得不到充分的局部變形能力。因此,al含量也可以設(shè)定為0.005%以上。
(n:0.0050%以下)
n不是必須元素,例如在鋼板中作為雜質(zhì)而含有。n生成析出物,使焊接熱影響區(qū)的韌性劣化。因此,n含量越低越好。特別是n含量超過0.0050%時,焊接熱影響區(qū)的韌性的劣化變得顯著。因此,n含量設(shè)定為0.0050%以下。另外,為了降低n含量要花費成本,若想要降低至低于0.0010%,則精煉成本顯著上升。因此,n含量也可以設(shè)定為0.0010%以上。
ti、nb及b不是必須元素,是也可以在鍍覆鋼板及鋼板坯中一定限度地適當(dāng)含有規(guī)定量的任意元素。
(ti:0.000%~0.100%、nb:0.000%~0.050%、b:0.000%~0.0100%)
ti及nb是形成微細(xì)的碳化物而有助于鋼板的加工性的提高的元素。b是使鋼板的二次加工性提高的元素。因此,也可以含有選自由這些元素組成的組中的1種或任意的組合。但是,ti含量超過0.100%時,由上述作用帶來的效果飽和,只是成本徒然上升,nb含量超過0.050%時,由上述作用帶來的效果飽和,只是成本徒然上升,b含量超過0.0100%時,得不到充分的加工性。因此,ti含量設(shè)定為0.100%以下,nb含量設(shè)定為0.050%以下,b含量設(shè)定為0.0100%以下。為了可靠地得到由上述作用帶來的效果,ti含量及nb含量均優(yōu)選為0.001%以上,b含量優(yōu)選為0.0003%以上。即優(yōu)選滿足“ti:0.001~0.100%”、“nb:0.001~0.050%”、或“b:0.0003%~0.0100%”、或它們的任意的組合。
接著,對第1鍍層10及第2鍍層20的附著量進(jìn)行說明。
如上述那樣,第1鍍層10中包含第1al-fe-si合金層11及第1al-si合金層12,第2鍍層20中包含第2al-fe-si合金層21及第2al-si合金層22。這些al-fe-si合金層的厚度沒有特別限定,但由于al-fe-si合金層硬質(zhì)且脆,所以若過厚則有時得不到良好的加工性。因此,第1al-fe-si合金層11及第2al-fe-si合金層21的厚度均優(yōu)選為4μm以下。此外,第1al-si合金層12的厚度從確保耐腐蝕性及加工性等觀點出發(fā)優(yōu)選為3μm以上。
詳細(xì)情況在后面敘述,但第1鍍層10及第2鍍層20通過例如使用了含有al及si的鍍覆浴的熱浸鍍法來形成。該情況下,在第1鍍層10中包含與鍍覆浴的組成實質(zhì)上相同組成的第1al-si合金層12,在第2鍍層20中包含與鍍覆浴的組成實質(zhì)上相同組成的第2al-si合金層22。第1al-si合金層12及第2al-si合金層22有助于耐腐蝕性的提高。
如上述那樣,第1鍍層10的鍍層附著量為31g/m2~60g/m2,第2鍍層20的鍍層附著量為5g/m2~29g/m2。
在使用鍍覆鋼板來制造燃料罐時,鍍覆鋼板的一個主表面成為內(nèi)表面,另一個主表面成為外表面。并且,成為內(nèi)表面的主表面暴露在燃料中,成為外表面的主表面暴露在焊接環(huán)境中。因此,若將成為內(nèi)表面的主表面與成為外表面的主表面進(jìn)行比較,則優(yōu)選鍍層附著量在成為內(nèi)表面的主表面中變高。因此,本實施方式中,在第1鍍層10與第2鍍層20之間使鍍層附著量不同。使用本實施方式的鍍覆鋼板1來制造燃料罐的情況下,只要按照厚單位面積重量的第1鍍層10成為內(nèi)表面?zhèn)?、薄單位面積重量的第2鍍層20成為外表面?zhèn)鹊姆绞竭M(jìn)行成型即可。
如上述那樣,鍍覆鋼板1按照第2鍍層20成為燃料罐的外側(cè)的方式成型。因此,第2鍍層20對縫焊性及點焊性造成大的影響。此外,第2鍍層20有助于對鹽害等的耐腐蝕性的提高。第2鍍層20的鍍層附著量超過29g/m2時,得不到良好的縫焊性及點焊性。因此,第2鍍層20的鍍層附著量設(shè)定為29g/m2以下。如后述那樣,第2鍍層20是通過例如熱浸鍍法而形成的層,結(jié)果是難以將第2鍍層20的鍍層附著量設(shè)定為低于5g/m2。因此,第2鍍層20的鍍層附著量設(shè)定為5g/m2以上。
如上述那樣,鍍覆鋼板1按照第1鍍層10成為燃料罐的內(nèi)側(cè)的方式成型。因此,第1鍍層10對對輕油及汽油等燃料的耐腐蝕性、及對伴隨著燃料的氧化或劣化而生成的甲酸、乙酸等有機(jī)酸的耐腐蝕性造成大的影響。第1鍍層10的鍍層附著量低于31g/m2時,得不到充分的耐腐蝕性。因此,第1鍍層10的鍍層附著量設(shè)定為31g/m2以上。如后述那樣,第1鍍層10通過熱浸鍍法與第2鍍層20同時形成,結(jié)果是由于第2鍍層20的鍍層附著量為29g/m2以下,所以難以將第1鍍層10的鍍層附著量設(shè)定為超過60g/m2。因此,第1鍍層10的鍍層附著量設(shè)定為60g/m2以下。
鍍層附著量可以通過通常的方法進(jìn)行測定。優(yōu)選:例如通過重量法測定鍍層附著量,與熒光x射線強(qiáng)度之間制作標(biāo)準(zhǔn)曲線并通過熒光x射線測定附著量。這些測定在鍍覆鋼板的板寬度方向的中央部及兩端部(例如從兩端面偏靠中央50mm的位置)進(jìn)行,將這3點處的測定值的平均值作為該面的代表值。
優(yōu)選在第1鍍層10的鍍層附著量與第2鍍層20的鍍層附著量的差和鋼板30的厚度之間成立規(guī)定的關(guān)系。具體而言,優(yōu)選:在將第1鍍層10的鍍層附著量設(shè)為x(g/m2)、將第2鍍層20的鍍層附著量設(shè)為y(g/m2)、將鋼板30的厚度設(shè)為t(mm)時,“(x-y)-(26.7-13.3t)>0”的關(guān)系成立。該關(guān)系意味著優(yōu)選:鋼板30越薄,則鍍層附著量的差越大。在縫焊及點焊的任一者中,焊接電極中包含的銅與鍍層中包含的金屬的反應(yīng)均是焊接性降低的根本原因。因此,認(rèn)為鋼板越薄,則從熔融部到鍍覆鋼板與焊接電極相接的表面的距離越短,越顯著地受到其影響。
接著,對第1實施方式的鍍覆鋼板1的制造方法進(jìn)行說明。
在該制造方法中,由上述化學(xué)組成的鋼水取得鋼板坯。鋼板坯可以通過例如連續(xù)鑄造來取得。也可以鑄造厚度為100mm以下的薄板坯并將其作為鋼板坯。
接著,進(jìn)行鋼板坯的熱軋。熱軋的條件沒有特別限定。加熱溫度設(shè)定為例如1400℃以下,優(yōu)選設(shè)定為1250℃以下。此外,最終軋制的結(jié)束溫度優(yōu)選設(shè)定為ar3點以上,卷取溫度優(yōu)選設(shè)定為600℃~750℃。像這樣操作得到熱軋鋼板。
接著,進(jìn)行熱軋鋼板的鍍覆處理。此時,本實施方式中,在熱軋鋼板的表背間使鍍層附著量不同。鍍覆處理通過例如使用了包含al及si的鍍覆浴的熱浸鍍法來進(jìn)行。
在進(jìn)行利用熱浸鍍法的鍍覆處理時,鍍層附著量的控制通過例如氣體擦拭法來進(jìn)行。鍍層附著量可以通過氣壓、線速度、鋼板-噴嘴間距離、噴嘴間隙、噴嘴形狀等來控制。本實施方式中,為了在熱軋鋼板的表背間使鍍層附著量不同,例如在表面背面間使氣壓、鋼板-噴嘴間距離或噴嘴間隙或它們的任意的組合不同。工業(yè)上假定:在為了制造本實施方式的鍍覆鋼板而使用的鍍覆制造線中,也制造在鋼板的表面背面間使鍍層附著量相同的鋼板。因此,優(yōu)選通過鋼板-噴嘴間距離和/或氣壓的調(diào)整使鍍層附著量在表面背面間不同。
并且,在使用包含al及si的鍍覆浴來進(jìn)行鍍覆處理的情況下,鍍覆浴中包含的al及si在熱軋鋼板中與fe發(fā)生反應(yīng),在熱軋鋼板的表層部形成由金屬間化合物構(gòu)成的al-fe-si合金層。此外,在al-fe-si合金層上,形成與鍍覆浴實質(zhì)上相同組成的al-si合金層。
這樣操作,能夠制造包含鋼板30、第1al-fe-si合金層11、第1al-si合金層12、第2al-fe-si合金層21及第2al-si合金層22的鍍覆鋼板1。
另外,不對熱軋鋼板進(jìn)行鍍覆處理,而通過進(jìn)行熱軋鋼板的冷軋來形成冷軋鋼板,通過對冷軋鋼板進(jìn)行鍍覆處理也能夠制造鍍覆鋼板1。通過進(jìn)行冷軋鋼板的再結(jié)晶退火,之后進(jìn)行鍍覆處理也能夠制造鍍覆鋼板1。冷軋的條件沒有特別限定。例如,冷軋壓下率也可以設(shè)定是例如一般的40%~80%。再結(jié)晶退火的條件也沒有特別限定。
另外,鍍覆處理的方法并不限定于熱浸鍍法。也可以通過例如熔融鹽電解法或蒸鍍法來進(jìn)行鍍覆處理。但是,熱浸鍍法在工業(yè)成本的方面比熔融鹽電解法及蒸鍍法更優(yōu)異。因此,優(yōu)選通過熱浸鍍法來進(jìn)行鍍覆處理。
在通過熱浸鍍法來進(jìn)行鍍覆處理時,鍍覆浴優(yōu)選含有85質(zhì)量%以上的al。此外,鍍覆浴的si含量低于質(zhì)量%時,有時在鍍覆處理后al-fe-si合金層過于生長而加工性降低。因此,鍍覆浴的si含量優(yōu)選為質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為質(zhì)量%以上。鍍覆浴的si含量超過15質(zhì)量%時,有時得不到充分的耐腐蝕性。因此,鍍覆浴的si含量優(yōu)選為15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為12質(zhì)量%以下。
在通過熱浸鍍法來進(jìn)行鍍覆處理時,al-fe-si合金層的厚度可以通過浴溫、浴組成、浸入板溫、冷卻速度及線速度來調(diào)整,例如設(shè)定為2μm~5μm。越薄地制造鍍覆鋼板時越能夠提高線速度,線速度越高則al-fe-si合金層變得越薄。如上述那樣,由于al-fe-si合金層硬質(zhì)且脆,所以若過厚則有時得不到良好的加工性。因此,第1al-fe-si合金層11及第2al-fe-si合金層21的厚度均優(yōu)選設(shè)定為4μm以下。
根據(jù)第1實施方式,得到優(yōu)異的焊接性,同時也能夠得到對燃料的良好的耐腐蝕性。因此,有助于卡車或公共汽車用的燃料罐的生產(chǎn)率的提高,作為卡車或公共汽車用的燃料罐的材料是優(yōu)選的。
另外,優(yōu)選在鍍層中不包含鋅。這是為了避免伴隨金屬皂的生成的噴射孔的堵塞。
(第2實施方式)
接著,對第2實施方式進(jìn)行說明。圖2是表示第2實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
第2實施方式的鍍覆鋼板2中,如圖2中所示的那樣,在鋼板30的第2主表面32側(cè)的表層中沒有al-si合金層22。其他構(gòu)成與第1實施方式的鍍覆鋼板1相同。根據(jù)第2實施方式,由于在第2主表面32側(cè)露出到外部的層為al-fe-si合金層21,所以能夠得到更優(yōu)異的縫焊性及點焊性,與外表面涂裝(涂料膜)的密合性變得更良好。
第2實施方式的鍍覆鋼板2可以通過例如以下2種方法來制造。在第1制造方法中,在進(jìn)行與第1實施方式同樣的處理后將鍍層20進(jìn)行再加熱。在第2制造方法中,盡可能減小鍍層附著量,使鍍覆浴的浴溫稍高一些,通過鍍覆浴的預(yù)熱來促進(jìn)al及si與fe的反應(yīng)。
(第3實施方式)
接著,對第3實施方式進(jìn)行說明。圖3是表示第3實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
第3實施方式的鍍覆鋼板3中如圖3中所示的那樣包含第2鍍層20上的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23。其他構(gòu)成與第1實施方式相同。根據(jù)第3實施方式,由于包含化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23,所以能夠得到更優(yōu)異的縫焊性及點焊性,與外表面涂裝(涂料膜)的密合性變得更良好。
化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23含有例如cr、zr、ti、si或v、或者它們的任意的組合的化合物?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23的附著量低于50mg/m2時,有時不能充分地得到使縫焊性及點焊性提高的效果。因此,化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23的附著量優(yōu)選為50mg/m2以上?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23的附著量超過1000mg/m2時,有時鍍覆鋼板3的表面電阻變得過大而縫焊性和/或點焊性反而降低。因此,化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23的附著量優(yōu)選為1000mg/m2以下。
化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜的附著量與鍍層附著量的測定同樣地優(yōu)選:例如通過重量法測定鍍層附著量,在與熒光x射線強(qiáng)度之間制作標(biāo)準(zhǔn)曲線并通過熒光x射線測定附著量。這些測定在鍍覆鋼板的板寬度方向的中央部及兩端部(例如從兩端面偏靠中央50mm的位置)進(jìn)行,將這3點處的測定值的平均值作為該面的代表值。
(第4實施方式)
接著,對第4實施方式進(jìn)行說明。圖4是表示第4實施方式的鍍覆鋼板的截面圖。
第4實施方式的鍍覆鋼板4中如圖4所示的那樣包含第2鍍層20上的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23。其他構(gòu)成與第2實施方式相同。根據(jù)第4實施方式,能夠得到第2實施方式的效果及第3實施方式的效果。
如圖5中所示的那樣,在第3實施方式的鍍覆鋼板3中也可以包含第1鍍層10上的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜13,如圖6中所示的那樣,在第4實施方式的鍍覆鋼板4中也可以包含第1鍍層10上的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜13?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜13可以與化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜23同時形成。
另外,al-si合金層及al-fe-si合金層可以由截面顯微鏡檢查來確認(rèn)。圖7是表示鍍覆鋼板的截面的光學(xué)顯微鏡照片。如圖7中所示的那樣,al-si合金層及al-fe-si合金層可以通過利用光學(xué)顯微鏡的觀察而明確地區(qū)別。也可以通過sem(scanningelectronmicroscope,掃描電子顯微鏡)-eds(energydispersionx-rayspectroscopy,能量色散x射線光譜儀)、epma(electronprobemicro-analyzer,電子探針顯微分析)等元素分析來確認(rèn)。
接著,對使用本發(fā)明的實施方式的鍍覆鋼板來制造燃料罐的方法進(jìn)行說明。首先,對鍍覆鋼板實施彎曲加工而制成四角筒,在該四角筒的兩端開口部對焊鑲板而制造罐本體。在制造四角筒時,將薄單位面積重量的第2鍍層作為外表面?zhèn)?。接著,在罐本體的內(nèi)部配置具有多個燃料的流通孔的多塊隔板,將隔板與罐本體進(jìn)行點焊而將罐本體的內(nèi)部隔開成多個分割室。之后,在罐本體的上面設(shè)置給油口。燃料罐的內(nèi)表面(第1鍍層露出的面)通常設(shè)為無涂裝,大多對外表面進(jìn)行涂裝。對于外表面的涂裝種類、涂裝膜厚沒有特別限定。例如優(yōu)選使用三聚氰胺系的水溶性樹脂來形成厚度為10μm~100μm左右的涂裝膜。這樣操作能夠制造燃料罐。由于涂裝膜越厚則外表面的防銹性越優(yōu)異,但成本也增大,所以優(yōu)選根據(jù)放置燃料罐的車體的位置等來選定適當(dāng)?shù)暮穸?。這樣的燃料罐作為卡車或公共汽車的燃料罐是優(yōu)先的。
另外,上述實施方式均只不過是示出實施本發(fā)明時的具體化的例子,本發(fā)明的技術(shù)范圍不受它們的限定性解釋。即,本發(fā)明在不脫離其技術(shù)思想、或其主要特征的情況下,可以以各種方式實施。
實施例
接著,對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。實施例中的條件是為了確認(rèn)本發(fā)明的可實施性及效果而采用的一個條件例子,本發(fā)明并不限定于該一個條件例子。只要不脫離本發(fā)明的主旨、且達(dá)成本發(fā)明的目的,則本發(fā)明可以采用各種條件。
(第1實驗)
在第1實驗中,將表1中所示的化學(xué)組成的鋼水(鋼種a~n)從轉(zhuǎn)爐出鋼而取得鋼板坯,以1220℃的加熱溫度、870℃的精軋溫度、630℃的卷取溫度進(jìn)行熱軋。表1中的空欄表示該元素的含量低于檢測限。接著,將冷軋壓下率設(shè)定為70%進(jìn)行熱軋鋼板的冷軋而取得厚度為1.4mm的冷軋鋼板。之后,通過連續(xù)熱浸鍍線進(jìn)行退火及鍍覆處理。此時,將退火溫度設(shè)定為780℃,將鍍覆浴溫設(shè)定為660℃,將鍍覆浴的組成設(shè)定為91質(zhì)量%al-9質(zhì)量%si。在鍍覆處理后通過氣體擦拭法進(jìn)行了鍍層附著量的調(diào)整。此時,獨立地控制冷軋鋼板的表面背面中的氣體擦拭的條件,如表2中所示的那樣調(diào)整各自的鍍層附著量。這樣操作,制造了具備鍍層的各種鍍覆鋼板。另外,將形成于表面背面上的鍍層中的鍍層附著量多的層稱為第1鍍層,將鍍層附著量少的層稱為第2鍍層。在試樣no.4中,由于表面背面的鍍層附著量相等,所以為了方便起見,將一個層作為第1鍍層,將另一個層作為第2鍍層。表2中所示的試樣no.1~no.23中形成的鍍層均包含fe-si-al合金層及si-al合金層。另外,在鍍覆浴中混入了約2.5質(zhì)量%的從冷軋鋼板等溶解出的fe。表1中的下劃線表示該數(shù)值脫離本發(fā)明的范圍。
表1
之后,進(jìn)行了鍍覆鋼板的縫焊性及點焊性的評價。此外,還進(jìn)行了對有機(jī)酸的耐腐蝕性的評價。它們的結(jié)果也示于表2中。表2中的下劃線表示該項目脫離本發(fā)明的范圍。
在縫焊性的評價中,使尺寸為100mm×500mm的2片試驗片按照第2鍍層成為外側(cè)的方式重合而進(jìn)行縫焊。此時,電極直徑設(shè)定為250mm、電極前端r設(shè)定為8mm、加壓壓力設(shè)定為500kgf、焊接電流設(shè)定為15ka、2on-1off(60hz)、焊接速度設(shè)定為4m/分鐘。并且,連續(xù)地進(jìn)行100組的焊接,觀察第100組的熔核的形成狀況。通過x射線法測量每100mm焊接線中產(chǎn)生的氣泡的最大直徑??p焊性的評價基于氣泡的最大直徑來進(jìn)行,將氣泡的最大直徑為0.1mm以下的情況設(shè)定為◎,將超過0.1mm且0.5mm以下的情況設(shè)定為○,將超過0.5mm的情況設(shè)定為×。一般,在電極與鍍覆鋼板的反應(yīng)劇烈的情況下,電極及鍍覆鋼板彼此變得有熔敷的傾向,產(chǎn)生將鍍覆鋼板剝離的力。因此,反應(yīng)越劇烈則氣泡變得越大。
在點焊性的評價中,使尺寸為230mm×320mm的2片試驗片按照第2鍍層成為外側(cè)的方式重合而進(jìn)行點焊。此時,使用前端6φ-40r的dr電極,加壓壓力設(shè)定為250kgf,通電12個循環(huán)(60hz),焊接電流設(shè)定為8ka。并且,進(jìn)行1000點的點焊,觀察第1000點的熔核的形成狀況。點焊性的評價基于熔核直徑來進(jìn)行,將熔核直徑為4mm以上的情況設(shè)定為○,將低于4mm的情況設(shè)定為×。
在耐腐蝕性的評價中,制作了水中的甲酸約為100ppm、乙酸約為200ppm的腐蝕液。該腐蝕液按照jisk2287在氧化后的汽油與沒有氧化的汽油的混合物中混合10體積%的水來調(diào)整。接著,在該腐蝕液500ml中,使尺寸為30mm×40mm且實施了端面密封的試驗片浸漬1000小時。腐蝕液的溫度設(shè)定為45℃。耐腐蝕性的評價基于第1鍍層中的最大腐蝕深度來進(jìn)行,將最大腐蝕深度超過0.2mm的情況設(shè)定為×,將0.2mm以下的情況設(shè)定為○。
表2
如表2中所示的那樣,在發(fā)明例中,能夠得到良好的焊接性及內(nèi)表面的耐腐蝕性。
另一方面,在試樣no.4中,由于第2鍍層的鍍層附著量過剩,所以沒有得到充分的縫焊性及點焊性。在試樣no.5中,由于第1鍍層的鍍層附著量過少,所以沒有得到充分的內(nèi)表面的耐腐蝕性。在試樣no.9中,由于第1鍍層的鍍層附著量過剩,伴隨于此第2鍍層的鍍層附著量也過剩,所以沒有得到充分的縫焊性及點焊性。在試樣no.12中,由于鋼板的p含量過少,所以沒有得到充分的縫焊性及點焊性。在試樣no.15中,由于鋼板的p含量過剩,所以在縫焊及點焊中均在熔核內(nèi)產(chǎn)生裂紋。
(第2實驗)
在第2實驗中,使用鋼種b,如上述那樣操作取得厚度為1.4mm的冷軋鋼板,與第1實驗同樣地,對該冷軋鋼板通過連續(xù)熱浸鍍線進(jìn)行退火及鍍覆處理。此時,第1鍍層的鍍層附著量設(shè)定為40g/m2,第2鍍層的鍍層附著量設(shè)定為19g/m2。這樣操作,制作了具備鍍層的鍍覆鋼板。進(jìn)而,將表3中所示的藥液涂布于鍍覆鋼板的兩面,以80℃進(jìn)行燒結(jié)而形成化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜。并且,對具備化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜的鍍覆鋼板的點焊性進(jìn)行了評價。將該結(jié)果示于表3中。在點焊性的評價中,除了將打點數(shù)設(shè)定為1500點、并觀察第1500點的熔核的形成狀況以外,以與第1實驗同樣的條件進(jìn)行了點焊。點焊性的評價基于熔核直徑來進(jìn)行,將熔核直徑為4mm以上的情況設(shè)定為○,將低于4mm的情況設(shè)定為△。
表3
如表3中所示的那樣,在試樣no.31~no.38中,在第1500點的點焊中也能夠得到4mm以上的熔核直徑,可得到特別優(yōu)異的點焊性。即,表示連續(xù)打點變成1500點以上。根據(jù)這些,即使將點焊連續(xù)進(jìn)行1500點以上也可得到良好的熔核。在試樣no.39中,由于化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜的厚度超過優(yōu)選的范圍,所以雖然在第1000點的點焊中得到4mm以上的熔核直徑,但是在第1500點的點焊中熔核直徑變得低于4mm。在試樣no.40中,由于沒有形成化學(xué)轉(zhuǎn)化處理覆膜,所以雖然在第1000點的點焊中得到4mm以上的熔核直徑,但是在第1500點的點焊中熔核直徑變得低于4mm。
(第3實驗)
在第3實驗中,使用鋼種m,如上述那樣操作取得各種厚度的冷軋鋼板,與第1實驗同樣地對該冷軋鋼板通過連續(xù)熱浸鍍線進(jìn)行退火及鍍覆處理。此時,獨立地控制冷軋鋼板的表面背面中的氣體擦拭的條件,如表4中所示的那樣,調(diào)整各自的鍍層附著量。像這樣操作,制造了具備鍍層的各種鍍覆鋼板。如表4中所示的那樣,冷軋鋼板的厚度設(shè)定為0.5mm~1.8mm。并且,進(jìn)行了鍍覆鋼板的縫焊性及內(nèi)表面的耐腐蝕性的評價。將該結(jié)果示于表4中??p焊性及內(nèi)表面的耐腐蝕性的評價與第1實驗同樣地進(jìn)行。
表4
如表4中所示的那樣,在參數(shù)pa(=(x-y)-(26.7-13.3t))超過0的試驗no.51、no.53、no.55、no.56及no.59~no.62中,能夠得到特別優(yōu)異的縫焊性。將試樣no.51與試樣no.52進(jìn)行比較,像將試樣no.51與試樣no.52進(jìn)行比較表明的那樣,特別是在鋼板薄至0.5mm或0.8mm的情況下,可以認(rèn)為,在第1鍍層與第2鍍層之間鍍層附著量的差越大,則越可得到優(yōu)異的縫焊性。
(第4實驗)
在第4實驗中,使用鋼種f,如上述那樣操作取得厚度為1.6mm的冷軋鋼板,與第1實驗同樣地對該冷軋鋼板通過連續(xù)熱浸鍍線進(jìn)行退火及鍍覆處理。此時,第1鍍層的鍍層附著量設(shè)定為33g/m2,第2鍍層的鍍層附著量設(shè)定為8g/m2。將鍍覆浴的溫度設(shè)定為690℃,通過風(fēng)冷來進(jìn)行鍍覆處理后的冷卻,結(jié)果在第2鍍層中,al-si合金層消失,外觀變得呈現(xiàn)黑色。并且,進(jìn)行了鍍覆鋼板的點焊性的評價。在點焊性的評價中,除了將打點數(shù)設(shè)定為2000點、并觀察第2000點的熔核的形成狀況以外,以與第1實驗同樣的條件進(jìn)行了點焊。其結(jié)果是,在第2000點的點焊中也能夠得到5.1mm以上的熔核直徑,可得到特別優(yōu)異的點焊性。即,表示隨著al-si合金層的消失,連續(xù)打點變成2000點以上。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可以利用于例如卡車或公共汽車的燃料罐等中使用的鍍覆鋼板的制造產(chǎn)業(yè)及利用產(chǎn)業(yè)。