[發明專利]三層不銹鋼包層鋼板用原材料、厚板及固體高分子型燃料電池隔板用鋼板的制造方法、及固體高分子型燃料電池隔板

有效

• 申請號: 200680034228.6
• 申請日: 2006-09-14
• 公開（公告）號: CN101267909A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 神戶宗理;牛尾邦彥;矢澤武男;山元秀昭;樽谷芳男;關彰
• 申請（專利權）人: 住友金屬工業株式會社
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B21B1/38;B21B3/02;C22C38/00;C22C38/54;H01M8/02;H01M8/10;B23K101/36;B23K103/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱丹

技術領域

本發明涉及三層不銹鋼包層鋼板用原材料、使用所述鋼板用原材料的厚板及固體高分子型燃料電池隔板用鋼板的制造方法、及固體高分子型燃料電池隔板，更具體來說，涉及將含有硼(B)的鋼作為外層材料組合于內層材料的兩面的三層不銹鋼包層鋼板用原材料、厚板及所述燃料電池隔板用鋼板的各制造方法、及燃料電池隔板。?

背景技術

近年來，作為地球環境問題的一環，尤其，對防止溫暖化的關心變高的過程中，燃料電池作為未來的清潔能源顯露頭腳。燃料電池是利用氫及氧，將直流電力發電的的電池，燃料電池有固體電解質型燃料電池、熔融碳酸鹽型燃料電池、磷酸型燃料電池及固體高分子型燃料電池等。?

其中，固體高分子型燃料電池由于運行溫度低至80℃左右，起動及停止容易，能量效率也能夠期待40％左右，因此，在世界性規模內，期待作為小規模企業所、電話局等非常用分散電源、作為城市煤氣為燃料的家庭用小型分散電源、氫氣、以甲醇或汽油為燃料的低公害電動汽車搭載用電源的實用化。?

以往，作為固體高分子型燃料電池的隔板材料，探討了碳板材的適用，但碳板材存在“容易破裂”的問題，而且為了使表面平坦化，或為了形成氣體流路，需要精密的機械加工，導致制造成本增大的問題。這均為注定的問題，導致燃料電池的商用化變難的要因。?

為了解決這樣的問題，雖然作為關于上述石墨系原材料的適用的探討的對立面的動向，但以制造成本的削減為主要目的，進行了將不銹鋼適用于燃料電池的隔板材料的嘗試。?

然而，不銹鋼的表面被鈍態膜覆蓋，因此，直接作為隔板用原材料使用是不適當的。作為其對策，還有在不銹鋼的表面鍍金的方法，但作為廉價的方法，有使不銹鋼含硼，使硼化物在表面多處突出，得到導電性的方法。?

但是，若含有硼，則不銹鋼變硬，在軋制中發生破裂等，對軋制帶來障礙，產品的成品率極端變差。?

在特開平6-246424號公報中，作為從制造方面防止含有B的鋼的熱軋時的破裂的方法，公開有使用澆鑄包層，在內側貼合含有1％以上的硼的普通鋼，在其兩側貼合SUS316及SUS317的不銹鋼，從而防止裂邊的制造方法。?

在特開平4-253506號公報中，作為防止裂邊的發生的熱軋方法，公開有制作在含有0.3～2.0wt％的B的奧氏體系不銹鋼材的側部，利用焊接，被覆了變形阻抗比不銹鋼材小的鋼材的原材料，將該原材料在(53×B+700)℃(其中，B：B含量(wt％))以上的溫度下精加工軋制的方法。?

同樣，在特開2001-239364號公報中，為了防止被軋制材料的裂邊的發生，提出了在熱軋含有0.3～2.5質量％的B的奧氏體系不銹鋼片時，在其側面設置由含有B：0.1～0.4％的不銹鋼構成的厚度3mm以上的堆焊焊接被覆層，進行熱加工的方法。?

另外，在特開2004-71319號公報中，提出了以下技術，即：在使用由不銹鋼構成的隔板的情況下，向導電性夾存物露出在具有耐腐蝕性的隔板用原材料板的表面的一對鋼材的之間，接合具有高于該鋼材的韌性的金屬材料，以得到與電極結構體之間的優越的接觸阻抗性的同時，具有在壓力成形時不發生破裂的機械特性。?

在燃料電池隔板中適用上述不銹鋼包層鋼時，存有一些問題。?

即，在特開平6-246424號公報公開的制造方法中，以澆鑄包層鋼作為出發原材料，以含有B的普通鋼構成內層部，以不銹鋼構成外層部，因此，在普通鋼和不銹鋼的邊界部容易發生剝離。進而，在專利文獻3中公開的包層鋼中，由于由普通鋼構成內層部，因此，耐腐蝕性變差，進而，由不含有B的不銹鋼構成外層部，因此，在表層形成不導體被膜，導致不能作為燃料電池隔板使用。?

進而，在特開平4-243506號公報中公開的熱軋方法中，準備具有精度高的槽形狀的框材，而且需要焊接，以在熱加工時不剝離。因此，焊接需要大量的工時。?

同樣，在特開2001-239364號公報的熱軋加工方法中，為了防止熱軋中的裂邊，需要確保充分的焊接厚度，利用堆焊焊接設置被覆層時，焊接焊道(パス)次數變多，焊接工序增加。另外，若發生焊接破裂，則其作為起點，有時導致裂邊的發生，難以完全防止裂邊的發生。?