(57)【要約】【課題】  噴射圧が１８０〜２００ＭＰａを超える内圧繰返し疲労限応力を確保することができると同時に、燃料中に含有される水分、ガソリンの酸化やアルコールの分解で生成される有機酸に対して、優れた耐食性を示すディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を提供する。【解決手段】  肉厚で細径の炭素鋼鋼管からなる外管に、内周面にＮｉめっき層が施されたＡＭ鋼（焼鈍マルテンサイト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％等）、ＢＦ鋼（ベイニテックフェライト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％等）等のＴＲＩＰ鋼板（低合金変態誘起塑性型強度鋼）製の溶接管または電縫管からなる内管が、圧嵌重合されていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚で細径の炭素鋼鋼管からなる外管に、内周面にＮｉめっき層が施されたＡＭ鋼（焼鈍マルテンサイト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％等）、ＢＦ鋼（ベイニテックフェライト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％等）等のＴＲＩＰ鋼板（低合金変態誘起塑性型強度鋼）製の溶接管または電縫管からなる内管が、圧嵌重合されていることを特徴とするディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項２】
前記ＡＭ鋼はＣ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％を含有する焼鈍マルテンサイト鋼、前記ＢＦ鋼はＣ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％を含有するベイニテックフェライト鋼であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項３】
前記内管が予め熱処理が施された後に圧嵌管重合され、しかる後に該内管の内周面にＮｉめっきが施されることを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項４】
前記内管と外管とが予め圧嵌重合された後に該内管に熱処理が施され、しかる後に該内管の内周面にＮｉめっきが施されことを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項５】
前記内管に予め熱処理を施した後、その内周面にＮｉめっきを施し、その後該内管を縮径せず、外管のみを伸管して外管に挿入することを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項６】
前記内管の内周面に施されるＮｉめっきが、電気Ｎｉめっきであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項７】
前記内管の内周面に施されるＮｉめっきが、Ｎｉ／ＰもしくはＮｉ／Ｂの化学Ｎｉめっきであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項８】
前記内管の内周面に施されるＮｉめっきの膜厚が、１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項９】
前記肉厚細径の炭素鋼製の外管が、外径１０φ以下、内径６φ以下であり、前記ＴＲＩＰ鋼製の内管が、肉厚０．３〜１．０ｍｍの薄肉電縫鋼管または溶接鋼管であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【請求項１０】
前記ＴＲＩＰ鋼製の電縫鋼管または溶接鋼管からなる内管は、残留オーステナイト５〜２５ｗｔ％、抗張力８００〜１８００Ｎ／ｍｍ２を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン内燃機関の高圧燃料噴射管に係り、特に相互に圧嵌して形成した肉厚で細径の内径を有する二重金属管からなるディーゼルエンジン内燃機関の高圧燃料噴射管であって、燃料中に含有される水分、ガソリンの酸化やアルコールの分解で生成される有機酸に対して、優れた耐食性を示す高圧燃料噴射管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来ディーゼルエンジン用燃料噴射管には、引張り強さ３４０Ｎ／ｍｍ２級〜４１０Ｎ／ｍｍ２級の鋼管（ＪＩＳ  Ｇ  ３４５５のＳＴＳ３７０、４１０）が使用されてきたが、排気ガス規制の強化に伴いディーゼルエンジンの排ガス浄化技術が高度化され、燃料を高圧で微粒化して多数回噴射することによって、燃料の完全燃焼を促して排ガスを清浄化する手法が開発され、燃料噴射管に負荷される内圧が従来の１６０ＭＰａから１８０〜２００ＭＰａ以上となり、それに耐え得るためには高い内圧疲労強度が要求され、その対応策として、引張り強さ４９０Ｎ／ｍｍ２級〜６００Ｎ／ｍｍ２級の高抗張力鋼管が使用される傾向にある。しかしながら、高抗張力を示す材料は一般に高炭素、高合金の調質鋼材料であるところから曲げ加工等の加工性に難があるため、比較的低炭素の鋼管、例えば厚肉細径の高圧配管用炭素鋼鋼管からなる外管と、この外管の内側に位置するよう圧嵌されて燃料の流通路を形成する抗張力４８０Ｎ／ｍｍ２以上の高抗張力を有する管体、例えばステンレス鋼管、クロムモリブデン鋼管、あるいはマンガン鋼管等の特殊鋼管からなる内管とを、相互に圧嵌重合した厚肉細径の重合金属管材（例えば、特許文献１参照）や、厚肉の鋼管からなる外管の内側に、繰返し内圧による加工硬化性を利用した、オーステナイト系ステンレス鋼管からなる内管を圧嵌して二重金属管を形成し、これをディーゼルエンジン用の燃料噴射管として用いる方法（例えば、特許文献２参照）など数多くの提案がなされている。
【０００３】
しかしながら上記特許文献１の重合金属管を、ディーゼルエンジン用燃料噴射管として用いた場合、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼等の高抗張力鋼によって構成される内管の伸びが小さいために加工性が悪く、例えば頭部形成時にポケット部内面にクラックを生じ易く、鋼管内に残存する非金属介在物や管内面に生じた疵に端を発するノッチエフェクトが大きいことなどに起因して、管内圧に対する繰り返し疲労限応力は、噴射圧力に換算して１８０〜２００ＭＰａを示す高い内圧に耐えることは困難であり、また、繰り返し内圧による加工硬化性を利用したオーステナイト系ステンレス鋼も、その抗張力はせいぜい７０Ｎ／ｍｍ２にも満たず、１８０ＭＰａを超える高内圧に対する疲労限応力をクリアするには不十分であった。
そこで本願出願人は先に、外径が１０ψ以下で内径が６ψ以下の炭素鋼鋼管からなる外管の内側に、特定の成分比に調製した焼鈍マルテンサイト鋼（ＡＭ鋼）、ベイニテックフェライト鋼（ＢＦ鋼）等のＴＲＩＰ鋼（低合金変体誘起塑性型強度鋼）製の内管を圧嵌重合して、抗張力８００〜１８００Ｎ／ｍｍ２を有するディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を開発し、上記従来技術に残された問題点を解消し、現状の技術レベルにおけるディーゼルエンジンの燃料噴射圧、即ち少なくとも１８０ＭＰａを超える内圧に十分に耐えうる燃料噴射管として、特願２００６−１１７２９７号（２００６−４−２０出願）において既に提案している。
【０００４】
ところが近時、環境保護に係る斯界の要望がなお一層の高まりをみせ、排気ガス中に含まれるＣＯ（一酸化炭素）、ＣＯ２(二酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（パーティキュレートマター）等の濃度を低減するため、とりわけディーゼルエンジンの場合においては、より高圧で微粒化して多数回噴射によって清浄化するという従来の手段に加えて、高い燃焼効率を確保することと、それら成分の発生量を減少させるために、燃料そのものに低級ガソリン、サワーガソリン、アルコール及びアルコール混合燃料などのいわゆるバイオマス燃料を混合して用いる方法が採り入れられ、これらの燃料中に含まれる水分や、ガソリンの酸化やアルコールの分解によって生成される有機酸に起因する配管の腐食が新たな問題となって浮上し、高抗張力で耐圧性に優れると共に、優れた耐食性を有する燃料用配管が求められ、これら高耐食性燃料用配管についても既に数多くの提案がなされている。その一例として帯状鋼板の片面にＮｉ、Ｃｏおよびこれらを基とする合金からなる第１めっき層を形成し、該第１めっき層上に当該第１めっき層より融点の低い金属からなる第２めっき層を形成した後、得られためっき層を内側になるようにして造管した高耐食性溶接管（例えば、特許文献３参照）、溶接管のビード部を含む内周面に予めＳｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂのうち１種類からなる第１めっき層を施し、前記ビード部を含まない第１めっき層上に、Ｎｉ、Ｃｏおよびそれらの基合金の１種類を第２めっき層として形成した耐食性溶接管（例えば、特許文献４参照）、あるいは燃料用配管を含む鋼板製部品用の高耐食性鋼板として、その内面にＮｉ、Ｃｏおよびこれらを基とする合金のうち１種類からなる厚さ０．５〜１０μｍの第１めっき層を施し、該第１めっき層の上にそれより融点の低い金属からなる厚さ０．５〜１０μｍの第２めっき層を、第１、第２めっき層の全厚みが１〜１５μｍとなるように形成し、さらに前記第１めっき層と第２めっき層を有する鋼板を、６００〜１２００℃で５秒間〜１５分間加熱処理することによって、該第１めっき層と第２めっき層との間において拡散層を形成した鋼板と、該鋼板の製造方法（例えば、特許文献５参照）などが開示されている。
【特許文献１】特開昭５６−６２６１４号公報
【特許文献２】特公平１−４６７１２号公報
【特許文献３】特許第３１７６３９９号公報
【特許文献４】特許第３１７６４０５号公報
【特許文献５】特許第３２００１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の各従来技術において、特許文献１および特許文献２に残された噴射圧力１８０ＭＰａ以上の高内圧に対応した、繰り返しの疲労限応力の問題は、本願出願人の先願に係る特願２００６−１１７２９７によって提供されたディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管によって解消されるが、バイオマス燃料やこれを混合することによって生ずる配管の耐食性については、更なる改善が望まれる課題が残されていた。
即ち、特許文献３および４に開示される「高耐食性溶接管およびその製造方法」並びに特許文献５に提案される「燃料との接触部を有する鋼板製部品を製作するための鋼板及びその鋼板の製造法」によれば、造管用素材となる帯状鋼板の片面にＮｉ、Ｃｏ、Ｓｎおよびこれらを基とする合金からなる第１めっき層を施し、該第１めっき層上に融点の異なる金属からなる第２めっき層を形成した後、該めっき層が内側即ち燃料と接触する部分となるようにして、ロールフォーミング、張り出し加工等により管体や所望の形態に成形し、電気抵抗溶接やシーム溶接した後、所定の温度で加熱処理して燃料配管や燃料タンク等の部品が製造されるが、この加熱処理によって融点の低い金属、もしくは第１、第２めっき層間における拡散層によって鋼素地の露出部分、クラック、溶接によるピンホール、溜まり、剥離等が覆われ、優れた耐食性が確保されると同時に、曲げや端末成形性に優れた溶接管や各種部品を得ることができるなど、優れた効果が確認されている。
しかしながら、前記特許文献３乃至５によって施されるめっき層は、いずれもロールフォーミング等の成形前に施され、しかも融点の異なる金属によって少なくとも二層のめっき層を施すことが必須の要件となるため、めっき層形成時における工程が増えると共にコストが嵩むという不都合があった。また、燃料管などの形成後に施される熱処理によって被覆される部分は、融点の低い金属層となるために高温の燃料による繰り返しの接触によって、健全なめっき層が損なわれることも危惧され、早急に解決を望まれる新たな課題が残されていた。
なお、炭素鋼鋼管からなる外管の内側に、ステンレス鋼管からなる内管を内装した燃料用配管も知られているが、内管となるステンレス鋼の酸化を防ぐために、熱処理を施す際には水素炉を使用することが必須の要件となり、装置上高価につくというマイナス要因があり、また、水素炉や真空炉を使用しない単なる無酸化炉もしくは露点の高い還元炉の場合には内管の内表面や内管、外管の嵌合隙間に酸化物が発生し、内圧変動によって内管、さらには外管にも及ぶ内圧疲労破壊の一因になることが懸念される。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に残された課題を解決するためになされたものであり、繰返しの耐内圧疲労特性に優れ、噴射圧が１８０ＭＰａを超える内圧繰返し疲労限応力を確保することができると同時に、バイオマス燃料もしくはこれを混合した燃料を用いた際、アルコールやアルコール混合燃料中に含まれる水分、ガソリンの酸化、アルコールの分解などによって生成される有機酸などの腐食性成分に対して、十分な耐食性を有するディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を、比較的低価格で提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、肉厚で細径の炭素鋼鋼管からなる外管に、内周面にＮｉめっき層が施されたＡＭ鋼（焼鈍マルテンサイト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％等）、ＢＦ鋼（ベイニテックフェライト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％等）等のＴＲＩＰ鋼板（低合金変態誘起塑性型強度鋼）製の溶接管または電縫管からなる内管が、圧嵌重合されていることを特徴的構成要件とするディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を要旨とするものである。
【０００８】
また、本発明におけるＡＭ鋼はＣ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％を含有する焼鈍マルテンサイト鋼、前記ＢＦ鋼はＣ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％を含有するベイニテックフェライト鋼であることを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、前記内管が予め熱処理が施された後に圧嵌管重合され、しかる後に該内管の内周面にＮｉめっきが施されることを特徴とするものである。
【００１０】
さらにまた、本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、前記内管と外管とが予め圧嵌重合された後に該内管に熱処理が施され、しかる後に該内管の内周面にＮｉめっきが施されことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管はまた、前記内管に予め熱処理を施した後、その内周面にＮｉめっきを施し、その後該内管を縮径せず、外管のみを伸管して外管に挿入することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管はさらに、前記内管の内周面に施されるＮｉめっきが、電気Ｎｉめっきであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管において、前記内管の内周面に施されるＮｉめっきが、Ｎｉ／ＰもしくはＮｉ／Ｂの化学Ｎｉめっきであることを好ましい態様とするものである。
【００１４】
さらに、本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管において、前記内管の内周面に施されるＮｉめっきの膜厚が、１〜１０μｍであることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管はまた、前記肉厚細径の炭素鋼製の外管が、外径１０φ以下、内径６φ以下であり、前記ＴＲＩＰ鋼製の内管が、肉厚０．３〜１．０ｍｍの薄肉電縫鋼管または溶接鋼管であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明による上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管はさらに、前記ＴＲＩＰ鋼製の電縫鋼管または溶接鋼管からなる内管は、残留オーステナイト５〜２５ｗｔ％、抗張力８００〜１８００Ｎ／ｍｍ２を有することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管において、前記外管と内管は引抜き伸管加工またはロールによる圧延等により圧嵌重合されていることが好ましい。また、前記ＴＲＩＰ鋼製の薄肉電縫鋼管または溶接鋼管からなる内管として、ＡＭ鋼（焼鈍マルテンサイト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％）を選択する場合、鋼板を造管した後、固溶化処理後に急冷処理され、さらに加熱後にオーステンパー処理が施された後、前記外管に圧嵌重合され、一方、ＢＦ鋼（ベイニテックフェライト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％）を選択した場合においては、鋼板を造管した後、固溶化処理後オーステンパー処理温度まで急冷され、該温度でオーステンパー処理が施された後、前記外管に圧嵌重合され、さらに内管の内面にＮｉめっきを施してディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管用の２重金属管が形成される。
【００１８】
本発明における上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管において、内管として用いられる前記ＡＭ鋼の固溶化処理は、９５０℃に加熱保持した後に急冷することによって施こされ、また、該ＡＭ鋼のオーステンパー処理は７８０℃に６０〜３０００秒間保持後、３２５〜４７５℃まで急冷し、該温度で６０〜３０００秒間保持することによって施こされる。一方、同じく内管として用いられる前記ＢＦ鋼の固溶化処理は、９５０℃に加熱保持した後、オーステンパー処理温度まで急冷することによって施され、該ＢＦ鋼のオーステンパー処理は３２５〜４７５℃の温度域において、６０〜３０００秒間保持することによって施される。
【００１９】
また、本発明に基づく上記ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管においては、前記外径１０φ以下、内径６φ以下の炭素鋼鋼管からなる外管に、前記肉厚０．３〜１．０ｍｍのＴＲＩＰ鋼製の薄肉電縫鋼管または溶接鋼管からなる内管が内挿組み合わされた後、前記外管に強固な引抜き伸管加工が施され、この際外管の内径が強く縮径されることにより、内管に対する十分な圧縮力が初期の段階において作用し、外管と内管との強固な圧嵌重合が完成する。さらに、前記内管に対する強い引抜き伸管加工が施されると同時に、内管内に芯金プラグを挿入して内面側からも強い加工率を付与することによって、内管内面側に十分な圧縮力を発生させて加工誘起マルテンサイトを生じさせて、内圧疲労強度の向上と切欠き欠陥および非金属介在物に起因する亀裂進行を阻害する機能とを併せて付与することができ、さらに内管の内面にＮｉめっきを施して抗張力８００〜１８００Ｎ／ｍｍ２を有する内面の耐食性に優れたディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、炭素鋼鋼管からなる外管の内側に内周面にＮｉめっき層が施されたＴＲＩＰ鋼製の溶接管または電縫管が圧嵌重合されるように構成されているため、ディーゼルエンジン用の燃料となる軽油中に混入されるバイオマス燃料等に含まれる水分、ガソリンの酸化、アルコールの分解などによって生成する有機酸等に起因する耐腐食性が大幅に改善される。とりわけ本発明においては前記内管に対する熱処理が施され、さらに外管との圧嵌重合の後に、前記Ｎｉめっき層が形成されるか、もしくは外管に対する内管の圧嵌重合後、該内管に対する熱処理が施され、しかる後に前記Ｎｉめっきが施されるなど、めっき層形成後の内管の内周面、即ち燃料と接する部分には熱処理の負荷がかからないように配慮されている。従って、内管の内周面に形成されためっき層は健全な状態で維持され、高温高圧の燃料噴射の繰り返しにも十分に耐え得る、優れた耐食性を長期間に渡って維持することができる。
一方、本発明によるディーゼルエンジン高圧燃料噴射管は、炭素鋼鋼管とＴＲＩＰ鋼鋼管が圧嵌重合されることによって形成されているので塑性変形能が高く、頭部成形時にポケット内面に亀裂を生じることがなく、かつ塑性加工によりマルテンサイト組織となり亀裂の進行を阻止することができるという特性を有し、かつ抗張力が８００〜１８００Ｎ／ｍｍ２を示すＴＲＩＰ鋼製の薄肉電縫鋼管または溶接鋼管を内管に採用したことにより、内管内表面に万一の非金属介在物や切欠き疵が存在した場合においても、ＴＲＩＰ鋼のもつ加工誘起マルテンサイトの発生により亀裂の進行を阻止すると同時に、１８０〜２００ＭＰａを超える内圧負荷の繰返しに耐えられるという優れた効果をも、併せて奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を構成する二重金属管において、内管として用いられるＴＲＩＰ鋼、即ち低合金変態誘起塑性型強度鋼は、近年乗用車の足回りプレス成形部品の軽量化を目的として開発されたもので、残留オーステナイト（γＲ）のひずみ誘起変態（ＴＲＩＰ）を利用してプレス成形性を著しく改善したフエライト（αｆ）＋ベイナイト（αｂ）＋γＲ複合組織鋼［ＴＲＩＰ型Ｄｕａｌ−Ｐｈａｓｅ鋼、ＴＤＰ鋼］、およびベイニテックフェライト（αｂｆ）＋γＲ鋼［ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼、ＴＢ鋼］である。ここで上記変態誘起塑性とは、化学的に不安定な状態で存在するオーステナイト（γ）層が、力学的エネルギーの付加によりマルテンサイトへと変態する際に相伴う大きな伸びのことである。即ち、ＴＲＩＰ鋼とは、ある限定された組成の鋼において特定な熱処理を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステナイトやベイナイト組織の混在した金属組織を得た鋼のことである。このような金属組織を有するＴＲＩＰ鋼の特徴としては、塑性変形能が高いこと、加工によりマルテンサイト組織となるため強度が高くかつ硬くなることなどの特性があげられる。
【００２２】
本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管における内管は、このような特性を備えた残留オーステナイトを５〜２５ｗｔ％有する低合金変態誘起塑性型強度鋼製であるので、溶接性と塑性加工途中においては加工性が良く、従って流路内表面は疵深さが２０μｍ以下の管となっており、伸管時のリダクションが大きくとれるので伸管回数を減らすことができ、さらに同じリダクションであれば小さな伸管機、小さなダイスおよび小さな引抜き力で加工が可能である。また、オーステナイト（γ）組織であったものが加工誘起マルテンサイトの析出により、硬さ、引張り強さ共に向上するので、耐内圧疲労特性、耐キャビテンション性、曲げ形状の安定性、耐振動疲労特性等が優れている。さらに、低合金変態誘起塑性型強度鋼は、局部的に変形した部分のオーステナイトが硬質なマルテンサイトに変態し、その部分を強化するという特性（ＴＲＩＰ現象）を有するので、この低合金変態誘起塑性型強度鋼製の高圧燃料噴射管の場合は、振動疲労や内圧疲労が進んでも、前記特性によりその疲労部分が強化されて管の破壊を阻止する抵抗力が生じるため、従来のＪＩＳＧ３４５５のＳＴＳ３７０、４１０、ＪＩＳ  Ｇ  ３４５９のＳＵＳ材等のみからなる単層管に比較して高寿命が保障される。なお、本発明において、低合金変態誘起塑性型強度鋼の残留オーステナイトを５〜２５ｗｔ％と限定したのは、５ｗｔ％未満では高い応力にさらされた時、残留オーステナイトからマルテンサイトへの変態量が少なく十分な強度アップが図れず、他方、２５ｗｔ％を超えると所望の強度を確保し難いためである。
【００２３】
本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を製造するに際し、外径１０φ以下、内径６φ以下の炭素鋼鋼管からなる外管に、肉厚０．３〜１．０ｍｍのＴＲＩＰ鋼製の薄肉溶接管もしくは電縫管からなる内管が内挿され、予め二重金属管が形成されるが、該内管としてＡＭ鋼（焼鈍マルテンサイト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％、以下単に「ＡＭ鋼」ということがある。）を選択した場合は、該ＡＭ鋼製の鋼板を所定の寸法の薄肉溶接管もしくは電縫管に造管した後、９５０℃に加熱して好ましくは１２００秒間保持した後急冷することによって固溶化処理を施し、次いで７８０℃に加熱して６０〜３０００秒間保持後、３２５〜４７５℃まで急冷してその温度域で６０〜３０００秒間、好ましくは１０００秒間保持することによってオーステンパー処理を施し、その後前記外管に圧嵌重合し、しかる後前記ＡＭ鋼製の内管に残留オーステナイトを生じさせる熱処理を施して二重金属管が形成される。また、前記外管に内装される内管としてＢＦ鋼（ベイニテックフェライト鋼：Ｃ ０．１〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ １．５ｗｔ％、Ｍｎ １．５ｗｔ％、以下単に「ＢＦ鋼」ということがある。）を採用した場合には、同様該ＢＦ鋼板を所定の寸法の薄肉溶接管もしくは電縫管に造管した後、９５０℃に加熱して好ましくは１２００秒間保持した後急冷することによって固溶化処理を施し、次いで３２５〜４７５℃の温度域において６０〜３０００秒間、好ましくは５００秒間保持することによってオーステンパー処理を施し、その後前記外管に圧嵌重合し、しかる後前記ＢＦ鋼製の内管に残留オーステナイトを生じさせる熱処理を施して二重金属管が形成される。
なお、前記ＴＲＩＰ鋼（ＡＭ鋼やＢＦ鋼）としては、例えば特許第３２５３０６８号公報、特開２００２−３０２７３４号公報、特開２００６−２０７０２１号公報等に開示されているものを含むことはいうまでもない。
【００２４】
本発明におけるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、上記の如くして形成された二重金属管の内周面、即ち残留オーステナイトを生じさせるべく熱処理が施されたＡＭ鋼、もしくはＢＦ鋼からなる薄肉溶接管もしくは電縫管によって形成された内管の内周面に、Ｎｉめっき層を形成することを構成上の特色とするものであるが、本発明においては前記外管に対する内管の圧嵌重合に先立って、該内管に予め熱処理が施された後に圧嵌重合され、その後Ｎｉめっきが施されてもよく、また、内管に対する熱処理が施された後、該内管の内周面に予め所定のＮｉめっき層を形成し、その後該内管を縮径するよう、外管を伸管して二重金属管を形成することによってディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管とする方法を採用することもできる。
【００２５】
本発明によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管において、熱処理後の内管の内周面に施されるＮｉめっき層の生成手段としては、電気Ｎｉめっき、化学Ｎｉ／Ｐめっきおよび化学Ｎｉ／Ｂめっきの中から、任意に選択もしくは組み合わせることが可能であり、生成されるめっき層の膜厚は１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。
［実施例］
【００２６】
図１は本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管の一実施例を一部破断して示す拡大平面図、図２は図１のＡ−Ａ線上の断面図、図３はＡＭ鋼の固溶化処理とオーステンパー処理のヒートパターンの一例を示す図、図４はＢＦ鋼の固溶化処理とオーステンパー処理のヒートパターンの一例を示す図である。図１および図２において、１は外径１０φ以下、内径６φ以下の炭素鋼鋼管からなる比較的肉厚の外管、２は前記外管１の内側に位置するように圧嵌されて流通路３を形成するＡＭ鋼、ＢＦ鋼等のＴＲＩＰ鋼製の薄肉電縫鋼管または溶接鋼管からなる内管であり、４は該内管２の内周面に生成される膜厚１〜１０μｍのＮｉめっき層（純Ｎｉめっき層、Ｎｉ／Ｐめっき層、Ｎｉ／Ｂめっき層を含む）である。
【００２７】
本発明のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管における内管２としてＡＭ鋼を採用した場合、該ＡＭ鋼製帯材を成形ロールによる管体の成形と、電気抵抗法による圧接とを介して電縫鋼管（もしくは各種溶接を介した溶接鋼管）に造管してこれを内管２とし、該内管２を図３に示すごとく９５０℃に加熱して１２００秒間保持する固溶化処理を施し、その後に常温程度へのオイルクエンチ処理にて急冷し、次いで７８０℃に再加熱して１０００秒間保持した後、４００℃まで急冷してその温度域にて１０００秒間保持するオーステンパー処理を施し、続いて再度常温へのオイルクエンチ処理を施した後に外管１に圧嵌重合して二重金属管が形成される。また、内管２としてＢＦ鋼を選択した場合は、前記ＡＭ鋼と同様の手段によって電縫鋼管（もしくは溶接鋼管）に造管してこれを内管２とし、次いで図４に示すごとく９５０℃に１２００秒間保持する固溶化処理後、約４００℃まで急冷し、該温度にて５００秒間保持するオーステンパー処理と常温へのオイルクエンチ処理を施した後、外管１に圧嵌重合することによって二重金属管が形成される。
【００２８】
前記外管１と内管２を一体化する方法としては、外管１内に内管２を挿入して伸管により引抜き嵌合して圧嵌重合する伸管引抜き加工方法、外管１内に内管２を挿入してロールによる圧延によって圧嵌重合する圧延加工方法等を任意に選択することができる。ここで、前記伸管引き抜き加工方法を採用した場合、炭素鋼鋼管からなる外管１に、ＴＲＩＰ鋼製の薄肉電縫鋼管または溶接鋼管からなる内管２を内挿組み合わせた後、外管２の内径が強く縮径するように引抜き伸管加工を施すことにより、内管２に十分な圧縮力を初期に作用させることができる。また、前記の強い引抜き伸管加工を施すと同時に、内管２内に芯金プラグ（図示せず）を挿入して内面側からも強い加工率を付与して内管２の内面側に十分な圧縮力を発生させて加工誘起マルテンサイトを生じさせると、内圧疲労強度の向上と切欠き欠陥および非金属介在物に起因する亀裂進行を阻害する機能をより高めることができる。このようにして外管１に内管２が圧嵌重合された二重金属管は、残留オーステナイトを生じさせる所定の熱処理が施された状態で、前記内管２の内周面、即ち燃料の流通路３が形成される面に、電気Ｎｉめっき、化学Ｎｉ／Ｐめっきもしくは化学Ｎｉ／Ｂめっきを単独もしくは組み合わせることによって、膜厚１〜１０μｍのＮｉめっき層４が形成されて本発明によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得ることができる。
【実施例１】
【００２９】
肉厚０．５ｍｍの焼鈍マルテンサイト鋼（ＡＭ鋼）からなる帯状鋼板を所定の寸法に裁断した後、ロールフォーミングによって管体に成形した後、両端の接合部をロールによって加圧しながら電気抵抗法によって圧接し、外径４ψのＴＲＩＰ鋼製の電縫管を得、得られた該電縫管を図３に示すように９５０℃に加熱して、その温度域において１２００秒間保持することによって固溶化処理を施した後、常温へのオイルクエンチ処理を施し、その後さらに７８０℃まで再加熱して１０００秒間保持した後に４００℃まで急冷し、その温度域にて１０００秒間保持することによってオーステンパー処理を施し、次いで再度常温へのオイルクエンチ処理を施すことによって残留オーステナイトを生じさせ、これを本実施例による内管２とした。その後該内管２を別に用意した外径が９ψで内径が４ψの炭素鋼鋼管からなる外管１に、ロールやダイスを用いた圧延加工法によって圧嵌重合して内管に加工誘起マルテンサイトを生じさせて所望の二重金属管を形成した。次いで該二重金属管における内管２の内周面を除いた露出部分にマスキングを施した後、電気めっき法によって該内管２の内周面にＮｉめっきが施されるが、この際、用いられるめっき液の組成としては、硫酸ニッケル：２５０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル：４０ｇ／Ｌ、ホウ酸：４０ｇ／Ｌ、トップレオナＮＬ１（奥野製薬製）：１５ｇ／Ｌ、トップレオナＮＬ２（奥野製薬製）：０．７５ｇ／Ｌ、ニッケルキャリアー（奥野製薬製）：３．０ｇ／Ｌであり、めっき液温度：５５℃、めっき液ｐＨ：４．３、電流密度：３Ａ／ｄｍ２、電極：Ｐｔ線、処理時間：５分の電気Ｎｉめっきを施し、本発明によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管における当該内管２の内周面には、膜厚３μｍのＮｉめっき層４が均一な状態で生成されていることが確認された。なお、電極として用いたＰｔ線に代えてＮｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｐｔなどの不溶性電極を用いることも可能である。
【００３０】
このようにして得られた本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管における内管２の内周面に、ベース燃料としてのバイオディーゼル混合軽油（Ｂ２０）に、添加剤として酢酸１０ｐｐｍおよびオレイン酸３００ｐｐｍを加えて得られたテスト用燃料を、６０℃に加温した状態で１０００時間に亘って循環させる耐食性試験に供した結果、内管２の内周面には赤錆等の発生は認められず、Ｎｉめっき層は健全な状態で維持されていることが確認され、一方、該内管２に対して溝付ロールによる１８０度の曲げ試験を実施した結果、めっき皮膜にクラックの発生は見られなかった。
【実施例２】
【００３１】
めっき液としてシューマーＳ−７８０（カニゼン製）：２００ｇ／Ｌを使用し、めっき液温度：９２℃、めっき液ｐＨ：４．４で、処理時間：１０分の化学Ｎｉ／Ｐめっきを施した以外は、上記実施例１と同様にしてディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚３μｍのＮｉ／Ｐめっき層４が均一な状態で生成されていることが認められた。なお、本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例３】
【００３２】
めっき液を、トップケミアロイＢ−１（奥野製薬製）原液とし、めっき液温度：６５℃、めっき液ｐＨ：６．７で、処理時間：１５分の化学Ｎｉ／Ｂめっきを施した以外は、上記実施例２と同様にしてディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚３μｍのＮｉ／Ｂめっき層が均一な状態で生成されていることが認められた。なお、本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例４】
【００３３】
前記実施例１と同様にして帯状ＡＭ鋼板からなるＴＲＩＰ鋼製の電縫管を造管し、該電縫管を内管２として予め実施例１と同様の炭素鋼鋼管からなる外管１に、圧延加工法によって圧嵌重合して二重金属管を形成した。次いで前記内管２に対して実施例１と同様、図３に示すヒートパターンに基づいて固溶化処理、オーステンパー処理、オイルクエンチ処理等の熱処理を施し、その後さらに圧延加工を実施して該内管２の内周面に加工誘起マルテンサイトを生じさせ、さらにまた該内管２の内周面を除く露出分をマスキングして、めっき液として硫酸ニッケル：２５０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル：４０ｇ／Ｌ、ホウ酸：４０ｇ／Ｌ、ＢＬＳ−ＭＵ（荏原ユージライト製）：１０ｇ／Ｌ、ＢＬＳ−Ｌ（荏原ユージライト製）：１．５ｇ／Ｌを用い、めっき液温度：５５℃、めっき液ｐＨ：４．３、電流密度：３Ａ／ｄｍ２の条件で電極としてＰｔ線を使用し、処理時間：１３分の電気めっきを施すことによって本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚８μｍのＮｉめっき層が均一な状態で生成されていることが認められ、得られた該高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例５】
【００３４】
めっき液としてニムデン５Ｘ（上村工業製）：２００ｇ／Ｌを使用し、めっき液温度：９２℃、めっき液ｐＨ：４．４で、処理時間：２０分の化学Ｎｉ／Ｐめっきを施した以外は、上記実施例４と同様にしてディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚６μｍのＮｉ／Ｐめっき層４が均一な状態で生成されていることが認められ、得られた該高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例６】
【００３５】
めっき液を、ＢＥＬ８０１（上村工業製）原液とし、めっき液温度：６２℃、めっき液ｐＨ：６．３で、処理時間：２０分の化学Ｎｉ／Ｂめっきを施した以外は、上記実施例５と同様にしてディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚２μｍのＮｉ／Ｂめっき層が均一な状態で生成されていることが確認され、得られた該高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例７】
【００３６】
前記実施例１と同様にして帯状ＡＭ鋼板からなるＴＲＩＰ鋼製の電縫管を造管し、得られた電縫管に対して図３に示すヒートパターンに基づいて、実施例１と同一の条件で、固溶化処理、常温へのオイルクエンチ処理、オーステンパー処理、再度常温へのオイルクエンチ処理等の熱処理を施すことによって本実施例による内管２を形成し、次いで該内管の内周面以外の露出部をマスキングして、処理時間を１７分とした以外は実施例１と同一の条件で電気Ｎｉめっきを施した。電気Ｎｉめっき処理後の該内管２の内周面には、膜厚１０μｍのＮｉめっき層が均一な状態で生成されていた。このようにして内周面にＮｉめっき層が施された本実施例による内管２は、実施例１と同様の炭素鋼鋼管からなる外管１に挿入され、実施例１と同様の圧延加工により圧嵌重合して内管に加工誘起マルテンサイトを生じさせて二重金属管を形成した。そして、得られた該高圧燃料噴射管の内面を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例８】
【００３７】
前記実施例７によって得られる内管２に対するＮｉめっき層の形成に際し、処理時間を１３分とした以外は上記実施例２と同一の条件で化学Ｎｉ／Ｐめっきを施し、前記内管２の内周面に膜厚４μｍのＮｉ／Ｐめっき層を生成して実施例７と同様の二重金属管を形成した高圧燃料噴射管における内管２の内周面に生成されたＮｉ／Ｐめっき層は、内管２を実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例９】
【００３８】
上記実施例７によって得られた内管２に対するＮｉめっき層の形成に際して、処理時間を３０分とした以外は上記実施例２と同一の条件で化学Ｎｉ／Ｂめっきを施し、前記内管２の内周面に膜厚３μｍのＮｉ／Ｂめっき層を生成し、実施例７と同様の二重金属管を形成した。そして、得られた該高圧燃料噴射管における内管２の内周面に生成されたＮｉ／Ｂめっき層は、内管２を実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
［比較例１］
【００３９】
内管２の内周面にＮｉめっきを施さなかった以外は、実施例１と同様にして二重金属管からなるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該高圧燃料噴射管を実施例１と同一の条件で耐食性試験に供した結果、１０００時間経過後における該噴射管の内管２の内周面には、点在する赤錆の発生が確認された。
［比較例２］
【００４０】
内管２の内周面に電気Ｎｉめっきを施す際、処理時間を１分間とした以外は、上記実施例１と同様にして二重金属管からなるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。この際、前記内管２の内周面に生成されたＮｉめっき層の膜厚は０．５μｍであった。得られた該高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験に供した結果、１０００時間経過後における該内管２の内周面には、点在する赤錆の発生が確認された。
［比較例３］
【００４１】
処理時間を４５分に代えた化学Ｎｉ／Ｐを施した以外は、上記実施例５と同様にしてディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚１３μｍのＮｉ／Ｐめっき層４が均一な状態で生成されていることが認められ、得られた該高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、該内管２の内周面には錆の発生などの異常は見られなかったが、曲げ試験においてはめっき皮膜にクラックの発生が認められた。
【実施例１０】
【００４２】
焼鈍マルテンサイト鋼（ＡＭ鋼）に代えて、肉厚０．６ｍｍのベイニテックフェライト鋼（ＢＦ鋼）製の帯状鋼板を用い、ロールフォーミングによって管体に成形した後、両端の接合部を高周波誘導加熱溶接によって接合して外径４ψのＴＲＩＰ鋼製の溶接管を造管し、該溶接管を図４に示すヒートパターンに基づいて、加熱処理を施した以外は上記実施例と同様にしてＴＲＩＰ鋼製の内管２が圧嵌重合された二重金属管を得、該二重金属管の内周面を除く露出部にマスキングをした後、上記実施例１と同一の条件で電気Ｎｉめっき処理を施すことによって、本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管における当該内管２の内周面には、実施例１と同様に膜厚３μｍのＮｉめっき層４が均一な状態で生成されていることが認められた。なお、得られた該高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、該内管の内周面に形成されたＮｉめっき層は、健全な状態で維持され実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例１１】
【００４３】
ＡＭ鋼製の電縫管に代えて実施例１０によって造管されたＢＦ鋼製の溶接管を用いた以外は、上記実施例２と同様にして本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚３μｍのＮｉ／Ｐめっき層４が均一な状態で生成されていることが認められた。なお、本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた効果が確認された。
【実施例１２】
【００４４】
ＡＭ鋼製の電縫管に代えて実施例１０によって造管されたＢＦ鋼製の溶接管を用いた以外は、上記実施例３と同様にして本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を得た。得られた該噴射管の内管２の内周面には、膜厚１．５μｍのＮｉ／Ｂめっき層４が均一な状態で生成されていることが認められた。なお、本実施例によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管の内管２を、実施例１と同一の条件で耐食性試験並びに曲げ試験に供した結果、実施例１と同様の優れた成果が確認された。
【００４５】
本発明のディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管における内管は、ＡＭ鋼、ＢＦ鋼等のＴＲＩＰ鋼製の肉厚０．３〜１．０ｍｍの薄肉電縫鋼管または溶接鋼管であるため、内挿用鋼管として任意の肉厚、外径の薄肉鋼管を得ることができると同時に合金鋼やステンレス鋼に比較してより安価である。また、薄肉電縫鋼管または溶接鋼管用のＡＭ鋼、ＢＦ鋼等の薄肉鋼帯のコイル材は、コイル材本来の特性として仕上げ加工された圧延ロールの転写によって表面が非常に滑らかであること、圧延時の表面リダクションと表面急冷によって表面層の組織が緻密となること、非金属介在物や疵等の欠陥もシームレス鋼管に比べて極めて少ないという利点がある。
【００４６】
このように表面欠陥の極めて少ない状態で溶接または電縫圧接された薄肉のＴＲＩＰ鋼製の内管２は、前記した所定の固溶化処理後、オーステンパー熱処理後、例えばＳＴＳ−３７０、４１０、（ＤＩＮ）ＳＴ−５２等の炭素鋼鋼管に内挿して、伸管による引抜き嵌合されるか、あるいは挿入後にダイスやロールによる圧延により嵌合後、外管１と内管２を同時に前記のような熱処理が施され、ディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管として使用される。その際、伸管加工等によって内管に加工歪みが加わり圧縮、引張りにかかわらず加工誘起マルテンサイトが生じてその硬化により強化されると同時に、マルテンサイト変態による体積膨張も生じ内表面は圧縮応力場となり、２００ＭＰａ程度の超高内圧により発生する引張り応力を相殺し耐繰返し内圧疲労強度を向上させる。また、同時に１８０〜２００ＭＰａを超えるエンジン噴射圧に使用した場合も全く同様に、管内表面全体に加工誘起マルテンサイトが生じ、当然の如くに耐キャビテーションエロージョン性、耐内圧疲労強度の向上に寄与する。
【００４７】
一方、表面欠陥の極めて少ない薄肉鋼帯コイル材から造管された溶接管または電縫鋼管とはいえ、万一内表面に非金属介在物または切欠き疵等が存在し、その欠陥の切欠き部先端に１８０〜２００ＭＰａを超える繰返し内圧による引張り応力が集中して亀裂が進行しようとした場合においても、その亀裂先端部に集中的に加工誘起マルテンサイトが生じ、硬化して亀裂の進行を阻止することができる特性と、前記した伸管加工歪みによる加工誘起マルテンサイトが生じ内管の内表面が圧縮応力場となることと、加えて内管の加工性が優れているために頭部成形時にポケット内面にクラックが生じることがないという作用効果とが相俟って、高耐内圧疲労限応力を有するディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管を提供できる。また、内管２のみならず、外管１あるいは外管１、内管２の両方にＴＲＩＰ鋼を使用した場合においても、両者とも炭素鋼であり、ステンレス鋼を使用した場合のように熱処理に水素炉や真空炉を使用する必要もなくコストも安価につく上、内管と外管の拡散接合も容易であり、曲げ形状の安定性や耐振動疲労特性に優れた高圧燃料噴射管を得ることができる。
【００４８】
本発明によるディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、上記のように耐圧強度的に極めて優れた特性を有すると同時に、燃料と直接接触する内管２の内周面に、膜厚が１〜１０μｍのＮｉめっき層を施すことによって、その耐食性が著しく向上し、バイオマス燃料等の腐食性要因を含む高圧燃料による繰り返しの接触に対しても、十分に耐えることが確認され、しかも該Ｎｉめっき層の形成に際しては、Ｎｉ電気めっき、化学Ｎｉ／Ｐめっき、化学Ｎｉ／Ｂめっきのいずれを採用する場合においても、簡略な操作によって好ましくは単層のめっき層を施すのみであるところから、作業の簡素化とコストの低減に大きく寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上記各実施例並びに比較例からも明らかなように、本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管は、炭素鋼鋼管からなる外管の内側に内周面にＮｉめっき層が施されたＴＲＩＰ鋼製の溶接管または電縫管が圧嵌重合されるように構成されているため、ディーゼルエンジン用の燃料となる軽油中に混入されるバイオマス燃料等に含まれる水分、ガソリンの酸化、アルコールの分解などによって生成する有機酸等に起因する耐腐食性が大幅に改善される。とりわけ本発明においては前記内管に対する熱処理が施され、さらに外管との圧嵌重合の後に、前記Ｎｉめっき層が形成されるか、もしくは外管に対する内管の圧嵌重合後、該内管に対する熱処理が施され、しかる後に前記Ｎｉめっきが施されるなど、めっき層形成後の内管の内周面、即ち燃料と接する部分には熱処理の負荷が掛からないように配慮されているので、内管の内周面に形成されためっき層は健全な状態で維持され、高温高圧の燃料噴射の繰り返しにも十分に耐え得る、優れた耐食性を長期間に渡って維持することができる。
一方、本発明によるディーゼルエンジン高圧燃料噴射管は、炭素鋼鋼管とＴＲＩＰ鋼鋼管が圧嵌重合されることによって形成されているので塑性変形能が高く、頭部成形時にポケット内面に亀裂を生じることがなく、かつ塑性加工により一部がマルテンサイト組織となり亀裂の進行を阻止することができるという特性を有し、かつ抗張力が８００〜１８００Ｎ／ｍｍ２を示すＴＲＩＰ鋼製の薄肉電縫鋼管または溶接鋼管を内管に採用したことにより、内管内表面に万一の非金属介在物や切欠き疵が存在した場合においても、ＴＲＩＰ鋼のもつ加工誘起マルテンサイトの発生により亀裂の進行を阻止すると同時に、１８０〜２００ＭＰａを超える高噴射圧や内圧負荷の繰返しにも十分に耐え得ることが可能となり、高噴射圧のディーゼルエンジンの性能向上と排ガス清浄化に多大な貢献が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料噴射管の一実施例を一部破断して示す拡大平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図３】本発明におけるＡＭ鋼の固溶化処理とオーステンパー処理のヒートパターンの一例を示す図である。
【図４】本発明におけるＢＦ鋼の固溶化処理とオーステンパー処理のヒートパターンの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  外管
２  内管
３  流通路
４  めっき層
【図１】
2008297964.tif 000003
【図２】
2008297964.tif 000004
【図３】
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【図４】
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