[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。 

背景技术

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80℃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4-253506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×B+700)℃(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。 

即，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4-243506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(パス)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。