三层不锈钢包层钢板用原材料、厚板及固体高分子型燃料电池隔板用钢板的制造方法、及固体高分子型燃料电池隔板技术

本发明专利技术是利用下述工序等，制造以Ｂ：０～０．３％的不锈钢作为内层材料，在该内层材料的两面组合Ｂ：０．３～２．５％的不锈钢作为外层材料的包层钢板用原材料的方法。工序１：在外层材料的侧面配置大于该侧面的长度的保护材料，在保护材料的端部配置小板材料，接合小板材料和保护材料、及外层材料和保护材料。工序２：重叠除去小板材料和保护材料的接合部分的外层材料和内层材料，形成组合材料。工序３：接合组合材料的周围４个侧面的边界部。此外，将利用上述方法制造的原材料加热后，进行粗轧，进行热轧，进行冷轧，从而形成燃料电池隔板用三层不锈钢包层钢板或固体高分子型燃料电池隔板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及三层不锈钢包层钢板用原材料、使用所述钢板用原材料的 厚板及固体高分子型燃料电池隔板用钢板的制造方法、及固体高分子型燃料电池隔板，更具体来说，涉及将含有硼(B)的钢作为外层材料组合于 内层材料的两面的三层不锈钢包层钢板用原材料、厚板及所述燃料电池隔 板用钢板的各制造方法、及燃料电池隔板。
技术介绍
近年来，作为地球环境问题的一环，尤其，对防止温暖化的关心变高 的过程中，燃料电池作为未来的清洁能源显露头脚。燃料电池是利用氢及 氧，将直流电力发电的的电池，燃料电池有固体电解质型燃料电池、熔融 碳酸盐型燃料电池、磷酸型燃料电池及固体高分子型燃料电池等。其中，固体高分子型燃料电池由于运行温度低至8(TC左右，起动及停 止容易，能量效率也能够期待40%左右，因此，在世界性规模内，期待作 为小规模企业所、电话局等非常用分散电源、作为城市煤气为燃料的家庭 用小型分散电源、氢气、以甲醇或汽油为燃料的低公害电动汽车搭载用电 源的实用化。以往，作为固体高分子型燃料电池的隔板材料，探讨了碳板材的适用， 但碳板材存在"容易破裂"的问题，而且为了使表面平坦化，或为了形成 气体流路，需要精密的机械加工，导致制造成本增大的问题。这均为注定 的问题，导致燃料电池的商用化变难的要因。为了解决这样的问题，虽然作为关于上述石墨系原材料的适用的探讨 的对立面的动向，但以制造成本的削减为主要目的，进行了将不锈钢适用 于燃料电池的隔板材料的尝试。然而，不锈钢的表面被钝态膜覆盖，因此，直接作为隔板用原材料使 用是不适当的。作为其对策，还有在不锈钢的表面镀金的方法，但作为廉 价的方法，有使不锈钢含硼，使硼化物在表面多处突出，得到导电性的方法。但是，若含有硼，则不锈钢变硬，在轧制中发生破裂等，对轧制带来 障碍，产品的成品率极端变差。在特开平6—246424号公报中，作为从制造方面防止含有B的钢的热 轧时的破裂的方法，公开有使用浇铸包层，在内侧贴合含有1%以上的硼 的普通钢，在其两侧贴合SUS316及SUS317的不锈钢，从而防止裂边的 制造方法。在特开平4一253506号公报中，作为防止裂边的发生的热轧方法，公 开有制作在含有0.3 2.0wt。/。的B的奥氏体系不锈钢材的侧部，利用焊接， 被覆了变形阻抗比不锈钢材小的钢材的原材料，将该原材料在(53 X B+700) 。C (其中，B: B含量(wt%))以上的温度下精加工轧制的方法。同样，在特开2001—239364号公报中，为了防止被轧制材料的裂边 的发生，提出了在热轧含有0.3 2.5质量％的B的奥氏体系不锈钢片时， 在其侧面设置由含有B: 0.1 0.4%的不锈钢构成的厚度3mm以上的堆焊 焊接被覆层，进行热加工的方法。另外，在特开2004—71319号公报中，提出了以下技术，即在使用 由不锈钢构成的隔板的情况下，向导电性夹存物露出在具有耐腐蚀性的隔 板用原材料板的表面的一对钢材的之间，接合具有高于该钢材的韧性的金 属材料，以得到与电极结构体之间的优越的接触阻抗性的同时，具有在压 力成形时不发生破裂的机械特性。在燃料电池隔板中适用上述不锈钢包层钢时，存有一些问题。艮口，在特开平6—246424号公报公开的制造方法中，以浇铸包层钢作 为出发原材料，以含有B的普通钢构成内层部，以不锈钢构成外层部，因 此，在普通钢和不锈钢的边界部容易发生剥离。进而，在专利文献3中公 开的包层钢中，由于由普通钢构成内层部，因此，耐腐蚀性变差，进而， 由不含有B的不锈钢构成外层部，因此，在表层形成不导体被膜，导致不 能作为燃料电池隔板使用。进而，在特开平4一243506号公报中公开的热轧方法中，准备具有精 度高的槽形状的框材，而且需要焊接，以在热加工时不剥离。因此，焊接 需要大量的工时。同样，在特开2001_239364号公报的热轧加工方法中，为了防止热 轧中的裂边，需要确保充分的焊接厚度，利用堆焊焊接设置被覆层时，焊 接焊道(Z7)次数变多，焊接工序增加。另外，若发生焊接破裂，则其 作为起点，有时导致裂边的发生，难以完全防止裂边的发生。在特开2004 — 71319号公报中公开的隔板用钢板如上所述，涉及将具 有比外层高的韧性的金属原材料作为内层接合的三层包层钢板，其最大的 特长如下所述，即通过向内侧接合具有比外层原材料高的韧性的金属材 料，在压力成形时，即使发生破裂，也能够防止贯通的破裂。但是，该特 长作为包层的功能来说，不过是附加的非常普通的功能的一个。另外，特 开2001—239364号公报中，对包层钢的一体化技术，没有任何公开。
技术实现思路
本专利技术是鉴于将不锈钢适用于上述燃料电池隔板的情况下发生的问 题而做成的，其目的在于提供能够以廉价大量生成，热加工性及成形性优 越，含有作为固体高分子型燃料电池隔板最佳的B的三层不锈钢包层钢板 用原材料的制造方法。进而，其目的在于还提供使用该原材料的厚板及隔 板用钢板的制造方法、及使用这些的隔板及固体高分子型燃料电池。本专利技术人等为了开发最适合燃料电池隔板的不锈钢，使用了形成导电 性优越的硼化物的方法。即，使硼化物在不被表面的钝态保护膜覆盖的情 况下突出，使其直接露出在表面，由此能够在长时间内将不锈钢表面的导 电性稳定为低导电性。为了确保不锈钢表面上的硼化物的突出数，需要将不锈钢的B含量设 为0.3%以上，但通常，如果含有大量B，则不锈钢的强度、硬度变高，延 伸性降低，热加工性或成形性降低。但是，若选择B含量小于0.3%的不锈钢，则改进热加工性，成形时 的变形阻抗变小。通常，热加工性取决于材料的变形阻抗。包层钢板的变 形阻抗向各自的层的阻抗适用复合规则而确定。从而，通过向B含量高且变形阻抗大的不锈钢单体包层B含量低且变形阻抗小的不锈钢，能够大幅 度提高热加工性。进而，本专利技术人等经对作为本专利技术的对象的三层不锈钢包层钢板用原 材料的组装时，不发生轧制中的裂边，且得到健全的焊接部的制造方法， 专心致志的探讨结果，得到下述(a) (d)所示的见解。(a) 在加工面平行的面内，通过使内层材料的宽度及/或长度大于将外层材料和保护材料加起来重叠材料总计宽度及/或长度，能够防止包层钢 板用原材料的高能量密度焊接时的焊接金属流挂(以下，还称为"焊缝流 挂")，得到健全的焊接部。在此，"高能量密度焊接"是指具有能量密度为105\\^1112以上的能量 密度的焊接，作为代表性例子，适合的有等离子体焊接、电子束焊接、激 光焊接等。尤其，电子束焊接的情况下，在真空中进行组合焊接，因此，能够完 全排除内层材料和外层材料之间的空气，具有在热轧或热锻造中，不发生 剥离的优点。(b) 在向外层材料的侧面接合保护材料时，对外层材料的侧面配置 大于其长度的长度保护材料，在与外层材料的侧面对置的保护材料的对置 面上重叠材料大于外层材料的长度重叠材料部分，配置后述的小板材料， 以小板材料和保护材料重叠材料边界部为起点接合，由此，防止焊缝流挂 的发生，另外，防止焊接焊缝的非正常区域进入主体，能够期待稳定的焊 缝形状的确保及成品率的提高。(c) 进而，在重叠内层材料和两张外层材料而得到的重叠材料的侧面 配置具有覆盖重叠材料的总厚度且大于所述侧面的长度的长度的保护材 料，进而，在大于所述侧面重叠材料长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三层不锈钢包层钢板，其特征在于，　　　　以Ｂ含量为０～０．３质量％的不锈钢作为内层材料，在该内层材料的两面组合以Ｂ含量为０．３～２．５质量％的不锈钢作为外层材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：神户宗理，牛尾邦彦，矢泽武男，山元秀昭，樽谷芳男，关彰，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]