(57)【要約】  燃料配管およびブレーキ配管などの車輌用鋼管として要求される耐食性、耐チッピング性を厚い保護樹脂被覆層の必要なしで強化し、しかも端末加工性の良好な自動車配管用鋼管を提供する。この解決のために、めっき皮膜を含む多層の皮膜で鋼管を被覆しためっき鋼管において、前記皮膜は、溶融めっき皮膜１２と、その外側層の化成処理皮膜１４と、最外層の薄いＰＡ樹脂皮膜１８から形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき皮膜を含む多層の皮膜で鋼管を被覆しためっき鋼管において、前記皮膜は、溶融めっき皮膜と、その外側層の化成処理皮膜と、最外層の薄いＰＡ樹脂皮膜から形成されたことを特徴とする自動車配管用鋼管。
【請求項２】
めっき皮膜を含む多層の皮膜で鋼管を被覆しためっき鋼管において、前記皮膜は、溶融めっき皮膜と、その外側層の化成処理皮膜と、前記溶融めっき層の膜厚と相関して、耐食性の向上と樹脂皮膜を被覆したままの状態での管端末への加工性とが均衡する、最外層の薄い膜厚のＰＡ樹脂皮膜とから形成されたことを特徴とする自動車配管用鋼管。
【請求項３】
前記溶融めっき皮膜は、１０〜１５０μｍの膜厚を有することを特徴とする請求項１または２に記載の自動車配管用鋼管。
【請求項４】
前記溶融めっき皮膜の膜厚が１０〜５０μｍ、かつＰＡ樹脂皮膜の膜厚が５０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の自動車配管用鋼管。
【請求項５】
前記溶融めっき皮膜と鋼管表面の間に形成される溶融めっきの拡散層が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の自動車配管用鋼管。
【請求項６】
前記溶融めっき皮膜の組成は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車配管用鋼管。
【請求項７】
前記化成処理皮膜は、６価クロム化合物を含有しないクロムフリー化成処理皮膜からなることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車配管用鋼管。
【請求項８】
前記クロムフリー化成処理皮膜にプライマーを介して膜厚が５０〜１５０μｍのＰＡ樹脂皮膜で被覆したことを特徴とする請求項７に記載の自動車配管用鋼管。
【請求項９】
前記自動車配管用鋼管は、フレア部が形成された端末部を有する燃料配管またはブレーキ配管であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかの項に記載の自動車配管用鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車の燃料配管及びブレーキ配管などの車輌配管に用いられる鋼管に係り、特に、配管に小石などが当たって傷ついた箇所に対する防錆性能を向上させた自動車配管用鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の自動車配管用鋼管には、耐食性や耐薬品性に関して高い性能が要求される。従来、この種の自動車配管用鋼管には、その表面に亜鉛めっきを施し、その上をクロメート化成皮膜で被覆し、耐食性の強化を図っている。【０００３】
自動車配管用配管は、車体の下側に引き回してエンジンまで延びるのが一般的であり、走行中に跳ねた小石などが当たってめっき皮膜を毀損しないように耐チッピング性を高める必要がある。このため、最外層には比較的厚い樹脂被覆層を設けることが多い。【０００４】
そこで、従来の自動車配管用鋼管には、鋼管の表面を亜鉛めっき皮膜で被覆し、この亜鉛めっき皮膜の表面にクロメート化成処理を施し、さらにその上をプライマーを介して、ＰＡ１１やＰＰ樹脂で二重に被覆しているものがある。
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、従来の自動車配管用鋼管では、めっき処理を電気亜鉛めっきにより行っているのが普通である。一般に、めっき皮膜は亜鉛めっきをはじめとして十分な耐食性は有しているが、小石などが当たったときに受ける衝撃に弱い。また、電気亜鉛めっきでは、厚い皮膜の生成が難しく、耐チッピング性（小石などが当たった衝撃に耐える性質）を強化する必要のある自動車配管用鋼管の場合、どうしてもめっき皮膜の膜厚が不足してしまう。このため、小石などが当たった衝撃で割れが生じると傷が鋼管の鉄素地までに達するおそれがあるので、耐チッピング性を高めるには、最外層の樹脂層をできるだけ厚くして、亜鉛めっき皮膜を保護する必要がある。
【０００６】
他方、自動車配管用鋼管の場合、管の端末には継手と接続するために、フレア加工やバルジ加工などの端末加工をする必要がある。その場合、耐チッピング性を厚い樹脂層で高めたものでは、端末の部分だけ樹脂を剥離しなければ、端末加工をすることができないという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、車輌用鋼管として要求される耐食性、耐チッピング性を厚い保護樹脂被覆層を必要せずに強化し、高い耐食性を有するとともに、管端末への加工性を高められるようにした溶融めっき鋼管を提供することにある。
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、めっき皮膜を含む多層の皮膜で鋼管を被覆しためっき鋼管において、前記皮膜は、溶融めっき皮膜と、その外側層の化成処理皮膜と、最外層の薄いＰＡ樹脂皮膜から形成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、めっき皮膜を含む多層の皮膜で鋼管を被覆しためっき鋼管において、前記皮膜は、溶融めっき皮膜と、その外側層の化成処理皮膜と、前記溶融めっき層の膜厚と相関して、耐食性の向上と樹脂皮膜を被覆したままの状態での管端末への加工性とが均衡する、最外層の薄い膜厚のＰＡ樹脂皮膜とから形成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、前記溶融めっき皮膜は、１０〜１５０μｍの膜厚を有する。好ましくは、前記溶融めっき皮膜の膜厚が１０〜５０μｍ、かつＰＡ樹脂皮膜の膜厚が５０〜１５０μｍである。また、溶融めっきの拡散層が１０μｍ以下であることが好ましい。  
また、前記溶融めっき皮膜の組成は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金からなり、前記化成処理皮膜は、６価クロム化合物を含有しないクロムフリー化成処理皮膜からなることが好ましい。このクロムフリー化成処理皮膜にはプライマーを介して膜厚５０〜１５０μｍの薄い樹脂皮膜で被覆される。
【００１１】
本発明によれば、溶融めっき皮膜は十分な耐食性を有している上に、膜厚を厚くできる。このため、従来の膜厚の薄い電解亜鉛めっきのように厚い樹脂層で保護する必要がなくなる。しかも、自動車配管用鋼管として要求される耐食性、耐チッピング性を強化した上で、端末加工性とバランスした薄い最外層のＰＡ樹脂皮膜をもつので、樹脂皮膜を剥離する必要がなく端末の加工が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明による自動車配管用鋼管の実施形態を示す横断面図である。
【図２】図２は、同自動車配管用鋼管の端末に加工するフレア部を示す一部断面側面図である。
【図３】図３は、本発明による自動車配管用鋼管に形成される溶融めっき皮膜の拡散層の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による自動車配管用鋼管の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明の実施形態による自動車配管用鋼管の横断面を示す図である。この図１において、参照番号１０は、鋼管を示している。この実施形態では、鋼管は、その外径が４．７６mmであり、自動車の燃料配管やブレーキ配管などに用いられる鋼管である。【００１４】
鋼管１０の外周面は全長にわたって溶融めっき皮膜１２によって被覆されており、この溶融めっき皮膜１２の上に重ねるようにして、化成処理による化成処理皮膜１４が形成されている。溶融めっき皮膜１２を形成するめっき浴には、好ましくは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ溶融めっき浴が用いられる。【００１５】
化成処理皮膜１４を形成する化成処理には、６価クロム化合物を含有しないクロムフリー化成処理溶液を用いた化成処理が用いられる。【００１６】
さらに、本実施形態の溶融めっき鋼管では、化成処理皮膜１４の表面は、樹脂皮膜との接着性が高まるように、プライマー皮膜１６を介して、熱可塑性樹脂を材料とする樹脂皮膜１８で被覆されている。樹脂としては、ＰＡが使われるが、ＰＡ１１が最も望ましい。【００１７】
以上のように構成される自動車用配管用鋼管によれば、鋼管１０に施す防錆用のめっき皮膜を従来の電解めっきに替えて、溶融めっきを施すことにより形成しているので、電解めっきに較べると厚い膜厚の皮膜を短時間に生成することができる。例えば、電解亜鉛めっきの場合は、めっき皮膜の膜厚は、せいぜい３０μｍ程度にするのが限界であった。【００１８】
これに対して、溶融めっきの場合には、１０〜１５０μｍの範囲で均一な成膜が短時間で容易である。そして、耐食性の向上とともに対衝撃性を強化するためには、この実施形態の場合、溶融めっき皮膜１２の膜厚は、好ましくは、１０〜５０μｍの範囲が必要である。【００１９】
このように溶融めっき皮膜１２は、１０〜１５０μｍの膜厚をもたせて耐食性を高めることにより、その膜厚と相関させて最外層の樹脂皮膜１８の膜厚は、５０〜１５０μｍ程度に薄くすることが可能になる。【００２０】
このように、溶融めっき皮膜１２はＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金からなり十分な耐食性を有している上に、膜厚を厚く形成することができるので、従来の膜厚の薄い電解亜鉛めっきのように、小石などが当たったときに受ける衝撃にからめっき皮膜を保護するために、二重の樹脂皮膜で厚く被覆する必要がなくなる。【００２１】
また、本実施形態の溶融めっき鋼管では、図２に示すように、継手との接続のために鋼管１０の端末部にフレア部２０を加工する必要がある。従来は、上述のように、最外層の樹脂皮膜が厚いため、樹脂皮膜を剥離した上でないと端末加工ができないという問題があった。これに対して、本実施形態の溶融めっき鋼管では、最外層の樹脂皮膜１８が薄いため、剥離する必要がなく、樹脂皮膜１８で被覆されたままの状態で端末加工を施すことができる。【００２２】
ところで、本実施形態の溶融めっき鋼管では、膜厚の厚い溶融めっき皮膜１２を形成していることにより、図３に示すように、この溶融めっき皮膜１２と鋼管１０の表面との間に溶融めっきの拡散層１３が形成される。この拡散層の厚さは、１０μｍ以上の厚さがあると、端末にフレア部２０を加工するときに割れたりして加工性が悪くなる。したがって、この拡散層１３の厚さは１０μｍ以下である。【００２３】
溶融めっき皮膜１２の組成がＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金である場合、溶融めっき皮膜１２が毀損したときに溶融めっき皮膜１２からＺｎ、Ａｌ、Ｍｇが溶け出して毀損した部分を補修する犠牲防食作用が働く。
【試験例】
【００２４】
次に、本発明による自動車配管用鋼管について、性能試験を行った結果について説明する。
【表１】
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【００２５】
表１は、異なる膜厚の溶融めっき皮膜が形成された鋼管（ＪＡＳＯ  Ｍ１０１）に塩水噴霧試験を行い、溶融めっき皮膜の耐食性能を調べた結果を示す。
【００２６】
膜厚が５μｍ程度の溶融めっき皮膜は、膜厚が２５μｍ程度、すなわち従来の電気亜鉛めっき皮膜の限界的な膜厚と同等の耐食性能を示す。
【００２７】
しかし、溶融めっき皮膜の膜厚を均一に５μｍに鋼管の外周面に形成することは、実際の製造段階では困難である。均一な膜厚が容易になるには最低１０μｍ必要であることが判明した。
【００２８】
表１から、膜厚が１３μｍの場合、５μｍと較べると、耐食性が著しく向上することがわかる。このことと、均一な膜厚形成とのバランスから、溶融めっき皮膜の膜厚は、１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２９】
他方、溶融めっき皮膜の膜厚が厚くなるにしたがって耐食性は高まっていくが、余り厚すぎると、衝撃により皮膜に割れが生じる虞がある。１００００時間経過しても赤錆が発生しないだけの耐食性能があれば、実用上、自動車の燃料配管やブレーキ配管に必要とされる耐食性能を余裕をもって満足する。したがって、溶融めっき皮膜の膜厚は最大限で１５０μｍとする。
【００３０】
以上のように、主として耐食性能の観点からは、溶融めっき皮膜の膜厚は、１０〜１５０μｍの範囲であることが好ましいが、耐食性、端末での加工性、材料費等を総合した効果の観点からは、溶融めっき皮膜の膜厚とＰＡ樹脂皮膜の膜厚の最適範囲は相関的にさらに限定される。
【００３１】
表２は、溶融めっき皮膜とＰＡ樹脂皮膜の膜厚の相関関係を生産性、材料費、耐食性能、端末加工性等の観点からまとめたものである。
【表２】
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【００３２】
溶融めっき皮膜の膜厚が５μｍの場合、従来の電気亜鉛めっきで目一杯膜厚を厚くしたのと同程度の耐食性を示すが、材料費は薄い分低減できるメリットはあるものの、薄く均一にすることが困難となり生産性が低下するデメリットがある。この点は、ＰＡ樹脂皮膜の膜厚を５０μｍ以下にした場合も同様である。
【００３３】
他方、溶融めっき皮膜の膜厚が１５０μｍ以上では、耐食性能と引き替えに材料費が増大するデメリットがある。また、ＰＡ樹脂皮膜の膜厚が２００μｍ以上にもなると、樹脂皮膜を剥離することなく、そのまま端末加工を施すことができるという端末加工性のメリットが失われ、また、材料費も増大する。
【００３４】
そこで、耐食性能を従来の電気亜鉛めっき皮膜に較べて顕著に向上させた上で、樹脂皮膜を可能な限り薄くして、耐食性能、生産性、材料費、端末加工性のメリットを総合的に最もバランスさせることができるのは、溶融皮膜の膜厚が約２０μｍでかつＰＡ樹脂皮膜の膜厚が約８０μｍであることが判明した。このような耐食性能、端末加工性、材料費低減効果の均衡限界は、溶融めっき皮膜が１０〜５０μｍ、かつＰＡ樹脂皮膜が５０〜１５０μｍである。
【００３５】
以上、本発明について、外径４．７６mmの鋼管を例に挙げて説明したが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、他の例えば、φ４〜１０mm程度の細径鋼管にも適用できるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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