專利名稱：燃料電池用隔板的制造方法及其制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池用隔板的制造方法及其制造設(shè)備，該制造方法適于獲得生產(chǎn)能力提高、成本降低、質(zhì)量改善和品質(zhì)穩(wěn)定的金屬隔板。
背景技術(shù)：
固體高分子電解質(zhì)燃料電池具有堆疊多個(gè)燃料電池單元的結(jié)構(gòu)，以便于獲得預(yù)期的輸出，作為隔開(kāi)這些燃料電池單元的隔板，金屬材料在堆疊時(shí)可比樹(shù)脂材料經(jīng)受更強(qiáng)的壓力，且有利于堆疊后小型化，因此金屬材料被認(rèn)為是首選的材料。
已知的應(yīng)用此類金屬隔板的燃料電池包括如下例子，例如①JP-A-8-180883，“固體高分子電解質(zhì)燃料電池”(以下，稱為相關(guān)技術(shù)①)和②JP-A-2000-164228，“固體高分子電解質(zhì)燃料電池隔板及其制造方法”(以下，稱為相關(guān)技術(shù)②)。
在相關(guān)技術(shù)①中，記載了一種燃料電池的單個(gè)電池，其中在固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)設(shè)置有電極膜，這些電極膜夾在例如不銹鋼隔板中間，所述隔板的邊緣部位用密封件密封。
在相關(guān)技術(shù)②中，記載了一種燃料電池的單個(gè)電池，其中在固體高分子膜的兩側(cè)設(shè)置有陽(yáng)極和陰極，所述陽(yáng)極和陰極夾在例如以不銹鋼為基材的隔板中間。
在相關(guān)技術(shù)①和②公開(kāi)的技術(shù)中，當(dāng)為了使作為隔板材料的不銹鋼達(dá)到預(yù)定的厚度而進(jìn)行例如冷軋時(shí)，軋制的結(jié)果是，在該不銹鋼的表面層部分形成了由氧化物和不銹鋼板中含有的粉碎成微粒的金屬間化合物組成的異常層。因?yàn)樵摦惓拥膶?dǎo)電性不好，為使隔板的接觸阻抗變小，有必要除去該異常層。
為達(dá)到上述目的，已經(jīng)考慮一種包括除去此類不銹鋼異常層步驟的隔板制造方法。該技術(shù)將在以下說(shuō)明。
參照?qǐng)D21，將依次說(shuō)明相關(guān)技術(shù)金屬隔板的制造要領(lǐng)。
1、除去異常層對(duì)作為隔板材料的金屬材料400在沖壓形成預(yù)定形狀之前進(jìn)行軋制。當(dāng)金屬材料400軋制時(shí)，在金屬材料400表面層形成異常層401。
2、異常層的去除刻蝕通過(guò)刻蝕除去上述異常層401。
3、第一鈍化處理為防止金屬材料400表面的腐蝕，進(jìn)行第一鈍化處理，并形成第一鈍化膜402。
4、暴露刻蝕因?yàn)橛山饘俨牧?00中天然含有的上述金屬間化合物等組成的顆粒狀導(dǎo)電體403…(…表示復(fù)數(shù)。以下同樣。)為良導(dǎo)體，所以當(dāng)將金屬材料400制成隔板并在燃料電池中堆疊時(shí)，為了降低隔板與鄰近隔板或電極之間的接觸阻抗，需要將導(dǎo)電體403…暴露。實(shí)現(xiàn)暴露需進(jìn)行刻蝕處理。
5、第二鈍化處理在導(dǎo)電體403…暴露之后，為了不使金屬材料400的表面腐蝕，進(jìn)行第二鈍化處理，并形成第二鈍化膜405。
至此完成隔板的制造。
如上描述的隔板制造方法將參照?qǐng)D22具體描述。ST×××表示步驟的編號(hào)。
ST101 對(duì)軋制后沖壓成形的金屬材料進(jìn)行脫脂處理。處理液是表面活性劑水溶液，處理溫度是30℃，處理時(shí)間是1分鐘。
ST102 水洗金屬材料。處理時(shí)間為1分鐘。
ST103 通過(guò)刻蝕除去在軋制時(shí)形成的異常層。處理液是王水和表面活性劑的溶液，處理溫度是98℃，處理時(shí)間是60分鐘。
ST104 水洗金屬材料。處理時(shí)間為1分鐘。
ST105 為防止金屬材料表面的腐蝕，進(jìn)行第一鈍化處理。處理液是50％的硝酸，處理溫度是50℃，處理時(shí)間是30分鐘。
ST106 水洗金屬材料。處理時(shí)間為1分鐘。
ST107 為使金屬材料中的導(dǎo)電體暴露而進(jìn)行刻蝕處理。處理液是20％硝酸和8％氫氟酸的溶液，處理溫度是30℃，處理時(shí)間是10分鐘。
ST108 水洗金屬材料。處理時(shí)間為1分鐘。
ST109 為防止金屬材料表面的腐蝕，進(jìn)行第二鈍化處理。處理液是50％的硝酸，處理溫度是50℃，處理時(shí)間是30分鐘。
ST110 水洗金屬材料。處理時(shí)間為1分鐘。
ST111 干燥金屬材料。處理時(shí)間為1分鐘。
至此完成隔板的制造。處理時(shí)間總計(jì)為137分鐘。
在如上所述的隔板制造方法中，通過(guò)刻蝕來(lái)化學(xué)去除異常層，也通過(guò)刻蝕進(jìn)行導(dǎo)電體的暴露，從而使隔板的接觸阻抗變小。
然而，在上述圖22中，從ST101的脫脂到ST111的干燥所需的時(shí)間總計(jì)為137分鐘，并且因?yàn)樘幚聿襟E的次數(shù)很多，不同處理液的數(shù)目和貯存這些處理液的處理槽的數(shù)目就很大，而且處理液的溫度管理很費(fèi)人力，因此，為獲得生產(chǎn)能力提高、成本降低的金屬隔板，就需要減少上述處理步驟的次數(shù)。
當(dāng)在上述ST103中，預(yù)期的異常層刻蝕去除沒(méi)有實(shí)現(xiàn)時(shí)，異常層殘留在金屬材料的表面層，就有可能影響ST107的導(dǎo)電體的暴露刻蝕，使導(dǎo)電體的暴露不能完全實(shí)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)電體的暴露不充分時(shí)，制成的隔板堆疊在燃料電池組件中后，隔板之間或隔板與電極之間的接觸阻抗將會(huì)很大，將無(wú)法使燃料電池獲得充足的輸出功率。當(dāng)在ST107中導(dǎo)電體預(yù)期的暴露沒(méi)有實(shí)現(xiàn)時(shí)也會(huì)得到同樣的結(jié)果。
為避免這些問(wèn)題，如果能在如上所述的隔板的制造工序中對(duì)預(yù)期的處理是否已實(shí)現(xiàn)進(jìn)行核對(duì)，就能提高隔板的品質(zhì)和使隔板的品質(zhì)穩(wěn)定化，當(dāng)對(duì)金屬材料的預(yù)期處理沒(méi)有實(shí)現(xiàn)時(shí)，也能避免后續(xù)步驟中繼續(xù)處理的浪費(fèi)。
另外，將說(shuō)明下述一種金屬隔板的制造方法。
如圖23所示，處理槽411充滿處理液412，金屬材料414(最終成為隔板的材料)緊固在浸入處理液412的框形部件413中。415是用于吊住框形部件413的金屬絲。
在燃料電池中，隔板占據(jù)了大部分的成本。這是因?yàn)楦舭逍枰环N精細(xì)形成的具有燃料氣體、氧化劑氣體和冷卻水的流道的結(jié)構(gòu)，并且需進(jìn)行表面處理以防止被電解質(zhì)腐蝕。相應(yīng)地，若隔板的生產(chǎn)能力提高且其成本降低，則燃料電池的成本大大降低，從而將對(duì)燃料電池車輛的普及作出貢獻(xiàn)。
在圖23中，例如當(dāng)金屬材料414用上述處理槽411中的處理液412進(jìn)行處理時(shí)，(1)為加快金屬材料414的處理并使之均勻，采用攪拌裝置攪拌處理液412是很有效的，但存在多個(gè)處理槽411時(shí)，必須為每個(gè)處理槽提供攪拌裝置，導(dǎo)致成本增加；和(2)如果向處理槽411運(yùn)送金屬材料414與為使所運(yùn)送的金屬材料414浸漬在處理液412中而緊固該金屬材料414之間的配合不好，則生產(chǎn)流程就不能順利進(jìn)行，從而使制造時(shí)間增加；和(3)如果一次處理的金屬材料的數(shù)目少，則單位時(shí)間生產(chǎn)的數(shù)量就低，如果能夠加以改善，就能獲得生產(chǎn)能力提高和成本降低的隔板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是獲得生產(chǎn)能力提高、成本降低、品質(zhì)提高和品質(zhì)穩(wěn)定的金屬隔板，并避免在制造過(guò)程中的浪費(fèi)。
在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種燃料電池用隔板的制造方法，該方法包括異常層去除步驟，即，去除在對(duì)隔板用金屬材料進(jìn)行軋制時(shí)產(chǎn)生于該金屬材料的表面層的異常層；導(dǎo)電體暴露步驟，即，使該金屬材料自身表面層部分含有的導(dǎo)電體的一部分突出；鈍化處理步驟，即，在該金屬材料自身表面層部分上進(jìn)行鈍化處理。
可以在化學(xué)或電化學(xué)的同一處理工序中，通過(guò)所述異常層去除步驟除去異常層，并通過(guò)所述導(dǎo)電體暴露步驟去除隔板的表面層部分，這樣步驟的數(shù)目可以得到削減，并能夠得到生產(chǎn)能力提高和成本降低的隔板。
優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括通過(guò)軋制裝置軋制金屬材料的步驟；通過(guò)沖壓裝置使軋制后的材料形成為預(yù)定形狀的步驟；通過(guò)刻蝕進(jìn)行所述異常層去除步驟和所述導(dǎo)電體暴露步驟；以及鈍化處理步驟；而且所述異常層去除步驟和所述導(dǎo)電體暴露步驟在單次刻蝕中進(jìn)行。
所述異常層的去除和導(dǎo)電體的暴露在相關(guān)技術(shù)中是在各自的刻蝕處理中進(jìn)行的，本發(fā)明通過(guò)在一次刻蝕處理中同時(shí)進(jìn)行異常層的去除和導(dǎo)電體的暴露，就可以減少處理步驟的次數(shù)，金屬隔板的生產(chǎn)能力能夠得到提高，其制造成本可以削減。
優(yōu)選地，上述刻蝕處理是根據(jù)所述異常層的狀態(tài)相應(yīng)地選擇刻蝕液的溫度和組成而進(jìn)行的。
當(dāng)形成的異常層厚至不能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，選擇具有較強(qiáng)的異常層去除能力的組分作為刻蝕液的組分并提高刻蝕液的溫度；當(dāng)形成的異常層薄至能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，選擇具有較弱的異常層去除能力的組分作為刻蝕液的組分并使刻蝕液的溫度降低；這可使金屬隔板的制造有效地進(jìn)行。
優(yōu)選地，在刻蝕液的攪拌方法對(duì)應(yīng)于異常層的狀態(tài)而改變的情況下進(jìn)行所述刻蝕處理。
當(dāng)形成的異常層厚至不能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，使刻蝕液的攪拌速度提高并將攪拌時(shí)間延長(zhǎng)；當(dāng)形成的異常層薄至能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，使刻蝕液的攪拌速度降低并將攪拌時(shí)間縮短；這可使金屬隔板的制造有效地進(jìn)行。
優(yōu)選地，在刻蝕液的濃度對(duì)應(yīng)于異常層的狀態(tài)而改變的情況下進(jìn)行所述刻蝕處理。
當(dāng)形成的異常層厚至不能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，使刻蝕液的濃度提高；當(dāng)形成的異常層薄至能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，使刻蝕液的濃度降低；這可使金屬隔板的制造有效地進(jìn)行。
優(yōu)選地，在貯存有不同組成的刻蝕液的多個(gè)液槽中對(duì)應(yīng)于異常層的狀態(tài)選擇一個(gè)液槽在其中進(jìn)行所述刻蝕處理。
當(dāng)形成的異常層厚至不能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，例如選擇提高刻蝕液的濃度或刻蝕液的濃度和溫度都提高的液槽；當(dāng)形成的異常層薄至能通過(guò)目測(cè)確定導(dǎo)電體的程度時(shí)，例如選擇降低刻蝕液的濃度或刻蝕液的濃度和溫度都降低的液槽；這可使金屬隔板的制造有效地進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述異常層的去除通過(guò)在刻蝕液中混合粒狀物質(zhì)和攪拌刻蝕液來(lái)促進(jìn)。
采用粒狀物質(zhì)可加快異常層的去除和縮短處理時(shí)間。
優(yōu)選地，本發(fā)明方法包括所述的異常層去除步驟；去除異常層后檢測(cè)金屬材料重量的第一檢測(cè)步驟；在該金屬材料上進(jìn)行耐腐蝕用鈍化處理的第一鈍化處理步驟；通過(guò)刻蝕而進(jìn)行的導(dǎo)電體暴露步驟；導(dǎo)電體暴露步驟后的檢測(cè)金屬材料重量的第二檢測(cè)步驟；以及之后再次進(jìn)行鈍化處理的第二鈍化處理步驟；并且在所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟中進(jìn)行各自重量的確認(rèn)。
若將在第一檢測(cè)步驟中測(cè)量的金屬材料的重量和在異常層去除之前的重量作比較，就能確定去除的異常層的重量；若將在第二檢測(cè)步驟中測(cè)量的金屬材料的重量與在第一檢測(cè)步驟中測(cè)量的重量作比較，就能確定作為使導(dǎo)電體暴露所消耗的金屬材料去除重量的暴露重量；由此就能獲得金屬材料品質(zhì)的提高和品質(zhì)的穩(wěn)定。
優(yōu)選地，所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟在金屬材料水洗和干燥后進(jìn)行。
通過(guò)使所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟在金屬材料水洗和干燥后進(jìn)行，能夠去除附著在該金屬材料表面的附著物，所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟中的金屬材料重量的測(cè)量精度能夠得到提高。
優(yōu)選地，在所述第一檢測(cè)步驟或第二檢測(cè)步驟中所得到的金屬材料的重量落在預(yù)定范圍之外的情況下，不進(jìn)行后續(xù)的步驟。
如果第一檢測(cè)步驟或第二檢測(cè)步驟所得到的金屬材料的重量落在預(yù)定范圍之外，則不對(duì)該金屬材料進(jìn)行后續(xù)的步驟，由此可避免在第一檢測(cè)步驟或第二檢測(cè)步驟之后對(duì)那樣的金屬材料進(jìn)行步驟而帶來(lái)的浪費(fèi)。
優(yōu)選地，通過(guò)自動(dòng)判斷裝置對(duì)第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟中所得到的重量是否在預(yù)定范圍之內(nèi)進(jìn)行判斷。
通過(guò)自動(dòng)判斷裝置對(duì)第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟中所得到的重量是否在預(yù)定范圍之內(nèi)進(jìn)行判斷，由此可獲得所述檢測(cè)步驟的自動(dòng)化，例如，若金屬材料的運(yùn)送也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，則金屬材料的制造工序可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化。
優(yōu)選地，該隔板由如下步驟制造將金屬材料沖壓成預(yù)定形狀的沖壓成形步驟；將多個(gè)所述成形的金屬材料緊固在圓筒形緊固夾具上的緊固步驟；處理液的攪拌步驟，該步驟是將所述緊固的金屬材料浸入到盛放在處理槽中的處理液里，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述圓筒形緊固夾具，從而借助所述金屬材料來(lái)攪拌所述處理液；所述的異常層去除步驟；所述的導(dǎo)電體暴露步驟；所述的鈍化處理步驟；從處理槽中取出所述金屬材料并進(jìn)行干燥的步驟。
通過(guò)驅(qū)動(dòng)圓筒形緊固夾具以便用金屬材料攪拌處理液，可加快對(duì)該金屬材料的處理并使所述處理均勻進(jìn)行。因此，可有效地生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的隔板。
因?yàn)榻饘俨牧夏芡ㄟ^(guò)圓筒形緊固夾具運(yùn)送到處理槽，金屬材料的緊固、運(yùn)送和攪拌能連續(xù)進(jìn)行，而沒(méi)有在制造過(guò)程中中途移走金屬材料，因此能縮短隔板的制造時(shí)間。
另外，緊固在圓筒形緊固夾具中的多個(gè)金屬材料能一次性處理，因此能提高產(chǎn)量。
因此，通過(guò)以上改良的方法，隔板的生產(chǎn)能力能夠得到提高，隔板的成本能夠降低。
優(yōu)選地，將金屬材料嵌入到所述圓筒形緊固夾具的外表面設(shè)有的框形部件中緊固。
通過(guò)將金屬材料嵌入到框形部件中緊固，金屬材料表面的更大面積能得到處理，因此金屬材料能得到有效處理。
優(yōu)選地，隔板的制造包括以下步驟通過(guò)軋制裝置軋制所述金屬材料的步驟；用沖壓裝置使軋制過(guò)的材料形成預(yù)定形狀的成形步驟；所述的異常層去除步驟；所述的導(dǎo)電體暴露步驟；以及鈍化處理步驟；通過(guò)電解刻蝕處理進(jìn)行所述異常層去除步驟和所述導(dǎo)電體暴露步驟，而且該電解刻蝕處理步驟和所述鈍化處理步驟通過(guò)使用電位控制而連續(xù)進(jìn)行。
盡管在相關(guān)技術(shù)中用作隔板的金屬材料的異常層去除和導(dǎo)電體暴露以及鈍化處理是在不同的步驟中進(jìn)行的，但在本發(fā)明中，通過(guò)電位控制連續(xù)實(shí)施這些步驟，能夠減少處理步驟的次數(shù)，縮短處理的時(shí)間，提高金屬隔板的生產(chǎn)能力，降低制造成本。
優(yōu)選地，當(dāng)以所述金屬材料為陽(yáng)極，并以與該陽(yáng)極相對(duì)的電極為陰極時(shí)，所述電位控制為，在所述電解刻蝕處理中使陽(yáng)極與陰極之間的電位差大，在所述鈍化處理中使陽(yáng)極與陰極之間的電位差小。
在電解刻蝕時(shí)，通過(guò)使電位差大并造成超鈍化狀態(tài)，可使金屬材料的異常層和金屬材料自身的表面層部分很容易去除，并很容易使導(dǎo)電體暴露；在鈍化處理時(shí)，通過(guò)使電位差小并造成鈍化狀態(tài)，可使鈍化膜在金屬材料上容易形成。
優(yōu)選地，在所述電解刻蝕處理中，在使陽(yáng)極和陰極的電位差大的同時(shí)，使電流密度保持不變。
然而，例如，當(dāng)使電位差大并使該電位差保持不變時(shí)，隨著電解刻蝕處理時(shí)間的流逝，在超鈍化區(qū)域逐漸在金屬材料表面形成薄膜，且電流不再流動(dòng)，電解刻蝕反應(yīng)變慢，象在本發(fā)明中那樣，通過(guò)控制電位并使電流密度保持不變，所述電解刻蝕反應(yīng)能保持持續(xù)良好。
本發(fā)明的另一方面是提供一種燃料電池用隔板的制造設(shè)備，該制造設(shè)備用于通過(guò)下述步驟制造隔板將軋制過(guò)的金屬材料按預(yù)定形狀沖壓成形；使用刻蝕去除在所述軋制過(guò)程中產(chǎn)生于該金屬材料中的異常層；進(jìn)行暴露以使該金屬材料自身表面層部分中含有的導(dǎo)電體的一部分突出；在該金屬材料自身表面層部分上進(jìn)行鈍化處理。該制造設(shè)備包括脫脂槽，其用于使軋制過(guò)的所述金屬材料脫脂；刻蝕槽，其用于進(jìn)行所述刻蝕；鈍化處理槽，其用于進(jìn)行所述鈍化處理；清洗槽，其用于除去所述脫脂后、刻蝕后和鈍化處理后的金屬材料上的各處理液；運(yùn)送裝置，其用于向這些槽運(yùn)送所述金屬材料；驅(qū)動(dòng)裝置，其用于驅(qū)動(dòng)金屬材料以便使用所運(yùn)送的金屬材料自身來(lái)攪拌這些槽中的處理液；和控制裝置，其用于控制該運(yùn)送裝置和該驅(qū)動(dòng)裝置。
與相關(guān)技術(shù)相比較，能用更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)制造隔板，因此能降低隔板制造設(shè)備的成本。
優(yōu)選地，所述制造設(shè)備包括異常層去除槽，其用于去除所述異常層；鈍化處理槽，其用于進(jìn)行所述鈍化處理；導(dǎo)電體暴露槽，其用于進(jìn)行所述導(dǎo)電體暴露；重量測(cè)量裝置，其用于在異常層去除后和導(dǎo)電體暴露后測(cè)量所述金屬材料的重量；自動(dòng)判斷裝置，其用于以來(lái)自該重量測(cè)量裝置的重量信息為依據(jù)來(lái)判斷該重量是否在預(yù)定范圍之內(nèi)。
在金屬材料異常層去除后或?qū)щ婓w暴露后，例如，當(dāng)通過(guò)自動(dòng)判斷裝置判斷由重量測(cè)量裝置測(cè)得的金屬材料的重量不在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，則可將該金屬材料從制造工序中剔除，因此可穩(wěn)定地僅制造品質(zhì)優(yōu)良的隔板。
因?yàn)橐褟闹圃旃ば蛑刑蕹亓坎辉陬A(yù)定范圍內(nèi)的金屬材料，所以可避免繼續(xù)制造這些金屬材料的浪費(fèi)。
優(yōu)選地，所述制造設(shè)備包括刻蝕槽，其用于進(jìn)行刻蝕；鈍化處理槽，其用于進(jìn)行鈍化處理；圓筒形緊固夾具，其外表面設(shè)有框形部件，該圓筒形緊固夾具用于緊固在刻蝕槽和鈍化處理槽中處理的多個(gè)金屬材料；驅(qū)動(dòng)裝置，其用于驅(qū)動(dòng)該圓筒形緊固夾具使之以緊固在該圓筒形緊固夾具中的所述金屬材料攪拌所述刻蝕槽和鈍化處理槽中的處理液；以及運(yùn)送裝置，其用于將所述圓筒形緊固夾具運(yùn)送至所述刻蝕槽和鈍化處理槽。
緊固著金屬材料的圓筒形緊固夾具能同時(shí)用作金屬材料運(yùn)送工具和處理液攪拌工具，與這些功能用不同的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的情況相比較，能減少部件的數(shù)目，并可降低隔板制造設(shè)備的成本。并且，因?yàn)槟芤淮尉o固、運(yùn)送和攪拌多個(gè)金屬材料，所以能提高隔板的生產(chǎn)能力和降低隔板的成本。
優(yōu)選地，所述制造設(shè)備包括處理槽，該處理槽充滿處理液，并具有設(shè)在該處理液中的用于電解刻蝕金屬材料的電極；供電裝置，其用于提供浸漬在該處理槽的處理液中的金屬材料與所述電極之間的電流；電流密度檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)以該供電裝置進(jìn)行供電的過(guò)程中的電流密度；電位控制裝置，其用于根據(jù)該電流密度檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流密度來(lái)控制所述金屬材料與所述電極之間的電位差；計(jì)時(shí)器，其用于傳送時(shí)間信號(hào)至所述電位控制裝置以實(shí)現(xiàn)預(yù)定時(shí)間的供電。
與相關(guān)技術(shù)相比較，隔板能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)制造，隔板制造設(shè)備的成本能得到降低。


圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料電池用隔板的制造設(shè)備的圖；圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的隔板的處理狀態(tài)的圖；圖3是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的隔板的制造方法中的主要處理步驟的圖；圖4是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的隔板的制造方法的流程圖；圖5是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的隔板的制造方法的變化例的流程圖；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的燃料電池用隔板的制造方法的圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的隔板的制造方法的流程圖；圖8A至圖8C是說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的隔板的制造方法的第一作用圖；圖8A是表示在隔板工件上形成的異常層的截面圖，圖8B是表示異常層已去除且導(dǎo)電體已暴露時(shí)的截面圖，圖8C是表示在隔板工件上形成的鈍化膜的截面圖；圖9A至圖9D是說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的隔板的制造方法的第二作用圖；圖9A是隔板工件的主要部分的放大的截面圖，圖9B是用金屬顯微鏡觀察隔板工件的表面而得到的圖，該處異常層厚度在T1～T2的范圍內(nèi)，圖9C是用金屬顯微鏡觀察隔板工件的表面而得到的圖，該處異常層厚度在T2～T3的范圍內(nèi)，圖9D是用金屬顯微鏡觀察隔板工件的表面而得到的圖，該處異常層厚度在小于等T3且大于T＝0的范圍內(nèi)；圖10是說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的刻蝕條件的變化例的操作圖；圖11是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的燃料電池用隔板的制造設(shè)備的圖；
圖12是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圓筒形緊固夾具的側(cè)面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圓筒形緊固夾具的透視圖；圖14A和圖14B是說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施例的圓筒形緊固夾具的細(xì)節(jié)部分的透視圖；圖14A是表示頂部嵌合部件在嵌入到框形本體之前的透視圖，圖14B是表示該頂部嵌合部件在嵌入到框形本體之后的透視圖；圖15是說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施例的隔板處理狀態(tài)的圖；圖16是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的燃料電池用隔板的制造設(shè)備的圖；圖17是說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施例的隔板處理狀態(tài)的圖；圖18是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的隔板的制造方法的流程圖；圖19是說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施例的隔板的制造方法的曲線圖；圖20是說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施例的隔板制造設(shè)備的主要部件的框圖；圖21是說(shuō)明相關(guān)技術(shù)金屬隔板制造要點(diǎn)的圖；圖22是說(shuō)明相關(guān)技術(shù)金屬隔板制造工序的流程圖；和圖23是說(shuō)明相關(guān)技術(shù)金屬隔板制造中的表面處理的圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，隔板制造設(shè)備10具有以下部件處理槽11…，其貯存了用于進(jìn)行下述處理的處理液；干燥器17，其用于進(jìn)行干燥；運(yùn)送裝置21，其用于運(yùn)送隔板工件20至各處理槽11…和干燥器17位置；驅(qū)動(dòng)裝置22，其用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以便通過(guò)運(yùn)送裝置21來(lái)上下移動(dòng)隔板工件20；升降裝置31…，其用于上下移動(dòng)處理槽11…以使隔板工件20浸入處理液；液體溫度調(diào)節(jié)裝置41…，其用于調(diào)節(jié)處理槽11…內(nèi)各處理液的溫度(盡管每個(gè)處理槽11…都設(shè)有一個(gè)所述的液體溫度控制裝置41，但圖中僅在一個(gè)處理槽11中示出該裝置)；控制裝置42，其用于控制干燥器17、運(yùn)送裝置21、驅(qū)動(dòng)裝置22、升降裝置31…和液體溫度控制裝置41。此外，31d是用于驅(qū)動(dòng)各升降裝置31…的升降裝置驅(qū)動(dòng)器。
處理槽11…對(duì)應(yīng)于后面將描述的圖4和圖5所示的各步驟(除重量測(cè)定步驟和干燥步驟外)而排列，例如圖中最左側(cè)的處理槽11是用于作為該制造工序第一步的脫脂步驟的處理槽。
將隔板工件20通過(guò)所述的隔板制造設(shè)備10而最終制成隔板，并通過(guò)將金屬材料例如不銹鋼(特別是奧氏不銹鋼)軋制成薄板，然后在其中沖壓形成各種槽和孔，用于燃料電池中的燃料氣體、氧化劑氣體和冷卻水的傳送。
干燥器17是根據(jù)來(lái)自控制裝置42的開(kāi)/關(guān)信號(hào)來(lái)運(yùn)行和停止的裝置，并通過(guò)例如在隔板工件20上鼓風(fēng)或放熱來(lái)干燥隔板工件20。
運(yùn)送裝置21設(shè)置在處理槽11…和干燥器17的上方，并由用第一電動(dòng)機(jī)43驅(qū)動(dòng)的第一卷筒44、用第二電動(dòng)機(jī)45驅(qū)動(dòng)的第二卷筒46、在第一卷筒44和第二卷筒46之間運(yùn)行的纜繩47、安裝在纜繩47上的隔板運(yùn)送部件48和作為測(cè)量隔板工件20的重量的稱量裝置使用的重量傳感器49組成。
為運(yùn)送隔板工件20，第一電動(dòng)機(jī)43和第二電動(dòng)機(jī)45通過(guò)控制裝置42同步旋轉(zhuǎn)以轉(zhuǎn)動(dòng)第一卷筒44和第二卷筒46，并移動(dòng)懸掛著隔板工件20的隔板運(yùn)送部件48。
在圖2中示出如下?tīng)顟B(tài)，其中，相對(duì)于隔板工件20，例如驅(qū)動(dòng)設(shè)在處理槽11下面的升降裝置31以提升處理槽11，并使隔板工件20浸入盛放在處理槽11中的處理液71里。72，72是設(shè)置在處理槽11內(nèi)的加熱器；73是加熱器72，72的電源；74是用于測(cè)定處理液71溫度的溫度傳感器，通過(guò)從該溫度傳感器74傳送溫度信號(hào)至液體溫度控制裝置41，該液體溫度控制裝置41控制從電源73流經(jīng)加熱器72，72的電流，并調(diào)節(jié)處理液71的溫度至預(yù)定溫度。
升降裝置31是一種縮放型升降裝置，它由以下部件組成底座76；第一桿78，78(背面的第一桿78圖中未示出)，其一端以可擺動(dòng)的方式安裝至底座76，另一端以可滑動(dòng)的方式安裝至設(shè)置在第一處理槽11下面的處理槽支承部77；第二桿79，79(背面的第二桿79圖中未示出)，其一端以可滑動(dòng)的方式安裝至底座76，其另一端以可擺動(dòng)的方式安裝至處理槽支承部77；和用于驅(qū)動(dòng)第一桿78，78或第二桿79，79的氣缸裝置(圖中未示出)。
設(shè)置在隔板運(yùn)送部件48內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)82在其輸出軸上具有卷筒83，并在該卷筒83上卷繞金屬絲84，將框形部件85活動(dòng)安裝至該金屬絲84的末端，并由該框形部件85緊固隔板工件20。
例如在隔板工件20浸入到處理液71的狀態(tài)下，如果重復(fù)正向和逆向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)82的輸出軸，卷筒83也正向和逆向旋轉(zhuǎn)，金屬絲84上下移動(dòng)，隔板工件20隨框形部件85上下移動(dòng)，就能獲得與攪拌處理液71基本相同的效果。
結(jié)果，可加快處理液71對(duì)隔板工件20的處理。
電動(dòng)機(jī)82的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由控制裝置42通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置22來(lái)控制。用這種方法，可改變隔板工件20上下移動(dòng)的速度。在這種情況下所述上下移動(dòng)的速度就是后面將討論的“攪拌速度”。
將金屬絲84分成上部金屬絲84a和下部金屬絲84b，重量傳感器49放置在上部金屬絲84a和下部金屬絲84b之間，為檢查隔板工件20的重量，下部金屬絲84b、框形部件85和隔板工件20的總重量Wt用重量傳感器49測(cè)量，通過(guò)傳送該重量信號(hào)至控制裝置42(見(jiàn)圖1)，所述隔板工件20的重量Ws可通過(guò)控制裝置42將下部金屬絲84b的重量Ww和框形部件85的重量Wf從總重量Wt中減去而計(jì)算得出。即，Ws＝Wt-(Ww+Wf)。
圖3依次說(shuō)明隔板制造工序的主要處理步驟。
1.異常層去除在沖壓成為預(yù)定形狀之前軋制隔板工件20。
軋制隔板工件20時(shí)，異常層91在隔板工件20表面形成。異常層91是包含在隔板工件20的粒狀物質(zhì)(金屬間化合物等)因軋制而粉碎，并且該粒狀物質(zhì)的粒徑變小而形成的層，由于異常層91包含有氧化物等，致使其導(dǎo)電性降低，這就造成在堆疊隔板時(shí)接觸阻抗增加，因此降低了該燃料電池的輸出功率。92…表示微粒導(dǎo)電體，是包含在隔板工件20中的良導(dǎo)體，包括例如金屬間化合物Cr2B。導(dǎo)電體92的形狀各異，但為了方便，使用相同附圖標(biāo)記。
2.異常層的去除刻蝕通過(guò)刻蝕去除上述異常層91。之后，稱量隔板工件20，得出異常層91的去除重量。
3.第一鈍化處理為防止隔板工件20的腐蝕而進(jìn)行第一鈍化處理，形成第一鈍化膜93。
4.暴露刻蝕進(jìn)行刻蝕，以除去隔板工件20的表面層，以使導(dǎo)電體92從隔板工件20的表面突出(暴露)。這時(shí)去除的隔板工件20的重量稱為所述暴露重量。之后，稱量隔板工件20以獲得所述暴露重量。
5.第二鈍化處理在導(dǎo)電體92暴露后進(jìn)行第二鈍化處理，以防止隔板工件20的腐蝕，形成第二鈍化膜94。
至此完成隔板的制造。
圖4中說(shuō)明包括參照?qǐng)D3所描述的主要處理步驟的工序。ST××表示步驟編號(hào)。圖中虛線包圍的部分為與測(cè)量重量相關(guān)的步驟。
ST11 使軋制后沖壓成形的隔板工件脫脂。
ST12 水洗隔板工件。
ST13 干燥隔板工件。
ST14 測(cè)量隔板工件重量。這里的重量稱為初始重量W1。
ST15 通過(guò)刻蝕去除在軋制時(shí)形成的異常層。
ST16 水洗隔板工件。
ST17 進(jìn)行第一鈍化處理，以防止隔板工件的腐蝕。
ST18 水洗隔板工件。
ST19 干燥隔板工件。
ST20 測(cè)量隔板工件的重量。如果將此時(shí)的重量記作中間重量W2，所去除的異常層的重量記作dw1，則W2＝W1-dw1。
ST21 判斷隔板工件(20)的中間重量W2是否處于預(yù)定范圍之內(nèi)，即，中間重量W2是否處于中間下限值W3和中間上限值W4之間的范圍之內(nèi)(是否W3≤W2≤W4)。
在判斷之前，下文將解釋上文提及的初始重量W1、中間下限值W3、中間上限值W4和所除去的異常層的重量dw1之間的關(guān)系。
當(dāng)W3≤W2≤W4時(shí)，由于W2＝W1-dw1，則W3≤(W1-dw1)≤W4。據(jù)此，(W1-W4)≤dw1≤(W1-W3)。這是所除去的異常層的重量dw1應(yīng)處于的范圍。
在ST21中，當(dāng)隔板工件的中間重量W2不滿足W3≤W2≤W4(否)時(shí)，則處理過(guò)程結(jié)束。即，將該隔板工件從隔板制造工序中剔除。
當(dāng)隔板工件的中間重量W2滿足W3≤W2≤W4(是)時(shí)，處理過(guò)程進(jìn)入ST22。
ST22 進(jìn)行刻蝕以暴露隔板工件中的導(dǎo)電體。
ST23 水洗隔板工件。
ST24 干燥隔板工件。
ST25 測(cè)量隔板工件的重量。當(dāng)此處的重量稱為暴露后刻蝕重量W5且所述暴露重量記作dw2時(shí)，則W5＝W2-dw2。
ST26 判斷隔板工件的暴露后刻蝕重量W5是否處于預(yù)定范圍之內(nèi)，即，暴露后刻蝕重量W5是否處于暴露后刻蝕下限值W6和暴露后刻蝕上限值W7之間的范圍之內(nèi)(是否W6≤W5≤W7)。
在判斷之前，下文將解釋上文提及的中間重量W2、暴露后刻蝕下限值W6、暴露后刻蝕上限值W7和暴露重量dw2之間的關(guān)系。
當(dāng)W6≤W5≤W7時(shí)，由于W5＝W2-dw2，則W6≤(W2-dw2)≤W7。據(jù)此，(W2-W7)≤dw2≤(W2-W6)。這是暴露重量dw2應(yīng)處于的范圍。
在ST26中，當(dāng)隔板工件的暴露后刻蝕重量W5不滿足W6≤W5≤W7(否)時(shí)，則處理過(guò)程結(jié)束。即，將該隔板工件從隔板制造工序中剔除。
當(dāng)暴露后刻蝕重量W5滿足W6≤W5≤W7(是)時(shí)，處理過(guò)程進(jìn)入ST27。
ST27 進(jìn)行第二鈍化處理，以防止隔板工件的腐蝕。
ST28 水洗隔板工件。
ST29 干燥隔板工件。
至此完成隔板的制造。
在圖5所示的隔板制造工序的變化例與圖4所示的金屬隔板制造工序中，測(cè)量所述中間重量的時(shí)刻不同。
ST31 使軋制后沖壓成形的隔板工件脫脂。
ST32 水洗隔板工件。
ST33 干燥隔板工件。
ST34 測(cè)量隔板工件重量。這里的重量稱為初始重量W11。
ST35 通過(guò)刻蝕去除在軋制時(shí)形成的異常層。
ST36 水洗隔板工件。
ST37 干燥隔板工件。
ST38 測(cè)量隔板工件的重量。如果將此時(shí)的重量記作中間重量W12，所去除的異常層的重量記作dw11，則W12＝W11-dw11。
ST39 判斷隔板工件20的中間重量W12是否處于預(yù)定范圍之內(nèi)，即，中間重量W12是否處于中間下限值W13和中間上限值W14之間的范圍之內(nèi)(是否W13≤W12≤W14)。
在判斷之前，下文將解釋上文提及的初始重量W11、中間下限值W13、中間上限值W14和所除去的異常層的重量dw11之間的關(guān)系。
當(dāng)W13≤W12≤W14時(shí)，由于W12＝W11-dw11，則W13≤(W11-dw11)≤W14。據(jù)此，(W11-W14)≤dw11≤(W11-W13)。這是所除去的異常層的重量dw11應(yīng)處于的范圍。
在ST39中，當(dāng)隔板工件的中間重量W12不滿足W13≤W12≤W14(否)時(shí)，則處理過(guò)程結(jié)束。即，將該隔板工件從隔板制造工序中剔除。
當(dāng)隔板工件的中間重量W12滿足W13≤W12≤W14(是)時(shí)，處理過(guò)程進(jìn)入ST40。
ST40 進(jìn)行第一鈍化處理，以防止隔板工件的腐蝕。
ST41 水洗隔板工件。
ST42 進(jìn)行刻蝕以暴露隔板工件中的導(dǎo)電體。
ST43 水洗隔板工件。
ST44 干燥隔板工件。
ST45 測(cè)量隔板工件的重量。當(dāng)此處的重量稱為暴露后刻蝕重量W15且該暴露重量記作dw12時(shí)，則W15＝W12-dw12。
ST46 判斷隔板工件的暴露后刻蝕重量W15是否處于預(yù)定范圍之內(nèi)，即，暴露后刻蝕重量W15是否處于暴露后刻蝕下限值W16和暴露后刻蝕上限值W17之間的范圍之內(nèi)(是否W6≤W15≤W17)。
在判斷之前，下文將解釋上文提及的中間重量W12、暴露后刻蝕下限值W16、暴露后刻蝕上限值W17和暴露重量dw12之間的關(guān)系。
當(dāng)W16≤W15≤W17時(shí)，由于W15＝W12-dw12，則W16≤(W12-dw12)≤W17。據(jù)此，(W12-W17)≤dw12≤(W12-W16)。這是暴露重量dw12應(yīng)處于的范圍。
在ST46中，當(dāng)隔板工件的暴露后刻蝕重量W15不滿足W16≤W15≤W17(否)時(shí)，則處理過(guò)程結(jié)束。即，將該隔板工件從隔板制造工序中剔除。
當(dāng)暴露后刻蝕重量W15滿足W16≤W15≤W17(YES)時(shí)，處理過(guò)程進(jìn)入ST47。
ST47 進(jìn)行第二鈍化處理，以防止隔板工件的腐蝕。
ST48 水洗隔板工件。
ST49 干燥隔板工件。
至此完成該隔板的制造。
如圖6所示，隔板制造設(shè)備100由以下部分組成第一處理槽11(自此，將上述處理槽11稱為第一處理槽11)及第二處理槽12～第六處理槽16，這些處理槽貯存了進(jìn)行與后述的隔板制造有關(guān)的處理的處理液；干燥器17；運(yùn)送裝置121，其用于運(yùn)送欲制成隔板的隔板工件20到第一處理槽11～第六處理槽16和干燥器17所處的位置；驅(qū)動(dòng)裝置22，其用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)用于上下移動(dòng)由運(yùn)送裝置121運(yùn)送的隔板工件20；第一升降裝置31(自此，將上述升降裝置31稱為第一升降裝置31)和第二升降裝置32～第六升降裝置36，這些升降裝置用于分別上下移動(dòng)第一處理槽11～第六處理槽16以將隔板工件20浸入到第一處理槽11～第六處理槽16的處理液中；液體溫度控制裝置41…(雖然在第一處理槽11～第六處理槽16中分別提供一個(gè)溫度控制裝置41，但圖中只在第一處理槽11處示出該溫度控制裝置，其用于控制第一處理槽11～第六處理槽16的處理液的溫度；和控制裝置42，其用于控制干燥器17、運(yùn)送裝置121、驅(qū)動(dòng)裝置22、第一升降裝置31～第六升降裝置36和液體溫度控制裝置41。此外，31d～36d分別為用于驅(qū)動(dòng)第一升降裝置31～第六升降裝置36的升降裝置驅(qū)動(dòng)器。第二升降裝置32～第六升降裝置36和升降裝置驅(qū)動(dòng)器32d～36d與第一升降裝置31和升降裝置驅(qū)動(dòng)器31d的結(jié)構(gòu)相同。
上述第一處理槽11為脫脂槽，第二處理槽12、第四處理槽14和第六處理槽16為清洗槽，第三處理槽13為刻蝕槽，第五處理槽15為鈍化處理槽。
第三處理槽13由沿紙而的前后方向排成行的3個(gè)槽即A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c組成，第三升降裝置33也由與A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c對(duì)應(yīng)的圖中未示出的A-升降裝置、B-升降裝置和C-升降裝置組成。
運(yùn)送裝置121由第一卷筒44、第二卷筒46、纜繩47和隔板運(yùn)送部件48構(gòu)成。
第三升降裝置33還具有用于沿紙面的前后方向整體移動(dòng)A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c的水平移動(dòng)機(jī)械裝置(圖中未示出)，通過(guò)移動(dòng)A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c到隔板工件20的正下方并將其提升，可選擇性地將隔板工件20浸入到A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c中。
圖7中描述第二實(shí)施例的隔板制造方法。
ST51 將隔板工件脫脂。處理液為表面活性劑水溶液，處理液的溫度為30℃，處理時(shí)間為1分鐘。
ST52 水洗隔板工件。處理時(shí)間為1分鐘。
ST53 進(jìn)行刻蝕以除去在隔板工件上形成的異常層和使隔板工件表面層含有的導(dǎo)電體暴露。處理液為10％硝酸和4％氫氟酸的溶液，處理液溫度為60℃，處理時(shí)間為40分鐘。
ST54 水洗隔板工件。所需時(shí)間為1分鐘。
ST55 在隔板工件的表面上進(jìn)行鈍化處理，形成鈍化膜。處理液為50％硝酸，處理液溫度為50℃，處理時(shí)間為30分鐘。
ST56 水洗隔板工件。處理時(shí)間為1分鐘。
ST57 干燥隔板工件。所需時(shí)間為1分鐘。
至此完成了隔板制造。上述制造所需總時(shí)間為75分鐘，比根據(jù)圖22所描述的相關(guān)技術(shù)所需的總時(shí)間137分鐘節(jié)省了62分鐘。
在進(jìn)行上述處理步驟時(shí)，將隔板工件移至各處理槽和干燥器的位置。
即，在第一處理槽的位置進(jìn)行ST51的脫脂，在第二處理槽的位置進(jìn)行ST52的水洗，在第三處理槽的位置進(jìn)行ST53的刻蝕，在第四處理槽的位置進(jìn)行ST54的水洗，在第五處理槽的位置進(jìn)行ST55的鈍化處理，在第六處理槽的位置進(jìn)行ST56的水洗，在干燥器的位置進(jìn)行ST57的干燥。
根據(jù)圖8A至圖8C，下面詳細(xì)解釋從隔板工件除去異常層(ST53)、導(dǎo)電體暴露(ST53)和鈍化處理(ST55)。
圖8A表示在隔板工件20上形成的異常層91。
為除去該異常層91，首先，進(jìn)行刻蝕(見(jiàn)圖7的ST53)。其結(jié)果是，如圖8B所示，在異常層91消失的同時(shí)，除去了隔板工件20自身的表面層，且使導(dǎo)電體92…突出；即，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電體92…的暴露。
然后，為防止除導(dǎo)電體92…以外的隔板工件20自身表面的腐蝕，進(jìn)行鈍化處理(見(jiàn)圖7的ST55)，如圖8C所示，在隔板工件本身的表面形成鈍化膜95。此時(shí)，鈍化膜不在導(dǎo)電體92…的表面上形成，而且由于導(dǎo)電體92…表面積很大且突出鈍化膜95，所以，堆疊隔板時(shí)，可使鄰接隔板之間和隔板與電極之間的接觸阻抗變小。
根據(jù)圖9A至圖9D，下面進(jìn)一步詳細(xì)解釋根據(jù)圖8A至圖8C描述的異常層的去除和導(dǎo)電體的暴露。
圖9A是表示隔板工件主要部分的放大的截面圖，異常層91在所述隔板工件20上形成。
異常層91的厚度隨軋制狀態(tài)而變化。例如，存在異常層91的厚度為T(mén)1的情況、該厚度為T(mén)2的情況以及該厚度為T(mén)3的情況。在厚度為從T1到T2的范圍①中，如果用金屬顯微鏡觀測(cè)表面，即出現(xiàn)如圖9B所示的情況。即，觀察不到導(dǎo)電體92。
在異常層91的厚度為從T2到T3的范圍②中，如果用金屬顯微鏡觀測(cè)表面，即出現(xiàn)如圖9C所示的情況。即，為從僅能確認(rèn)的導(dǎo)電體92到粒子尺寸最高達(dá)2μm的可觀察的導(dǎo)電體92。
同時(shí)，在異常層91的厚度小于T3且大于T＝0的范圍③中，當(dāng)用金屬顯微鏡觀測(cè)表面時(shí)，即出現(xiàn)如圖9D所示的情況。即，可觀察到導(dǎo)電體92的粒徑超過(guò)2μm且尺寸最高達(dá)20μm時(shí)的狀態(tài)。
實(shí)際上，上述厚度T1約為5μm，厚度T2約為2μm，厚度T3約為0.5μm。
本發(fā)明中，用于去除異常層91和使導(dǎo)電體92暴露的刻蝕條件，即處理液的成分、處理液的溫度、攪拌方法(速度等)和處理時(shí)間隨異常層91的厚度而改變。
具體地，根據(jù)上述異常層91的厚度，從圖6所示第三處理槽13的A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c中選擇一個(gè)槽，將隔板浸入其中，并在與該槽對(duì)應(yīng)的處理?xiàng)l件下處理隔板。
下面根據(jù)下表方式1的欄描述這些刻蝕條件的第一實(shí)施方式。

方式1實(shí)施例A1溶液組成，即處理液的成分，為10％硝酸和8％氫氟酸的溶液；溶液溫度，即處理液的溫度，為70℃；處理液攪拌速度為10米/分鐘(米/分鐘)；處理時(shí)間為60分鐘(min)。
實(shí)施例B1溶液組成為20％硝酸和4％氫氟酸的溶液；溶液溫度為50℃；攪拌速度為5米/分鐘；處理時(shí)間為30分鐘。
實(shí)施例C1溶液組成為30％硝酸和2％氫氟酸的溶液；溶液溫度為30℃；攪拌速度為0.6米/分鐘；處理時(shí)間為10分鐘。
實(shí)施例A1為A-槽13a的刻蝕條件，實(shí)施例B1為B-槽13b的刻蝕條件，實(shí)施例C1為C-槽13c的刻蝕條件。
該方式1為刻蝕條件，其中，如上所示，異常層厚度越大，則硝酸濃度越小且氫氟酸濃度越大，溶液溫度越高，攪拌速度越快，而且處理時(shí)間越長(zhǎng)。
接著根據(jù)所述表中方式2的欄描述第二實(shí)施方式。
方式2實(shí)施例A2溶液組成為10％硝酸和8％氫氟酸的溶液；溶液溫度為70℃；攪拌速度為5米/分鐘；處理時(shí)間為30分鐘。
實(shí)施例B2溶液組成為20％硝酸和4％氫氟酸的溶液；溶液溫度為50℃；攪拌速度為5米/分鐘；處理時(shí)間為30分鐘。
實(shí)施例C2溶液組成為30％硝酸和2％氫氟酸的溶液；溶液溫度為30℃；攪拌速度為5米/分鐘；處理時(shí)間為30分鐘。
實(shí)施例A2為A-槽13a的刻蝕條件，實(shí)施例B2為B-槽13b的刻蝕條件，實(shí)施例C2為C-槽13c的刻蝕條件。
方式2為刻蝕條件，在該條件下，如上所示，異常層厚度越大，則硝酸濃度越小且氫氟酸濃度越大，溶液溫度越高。
接著根據(jù)所述表中方式3的欄描述第三實(shí)施方式。
方式3實(shí)施例A3溶液組成為10％硝酸和4％氫氟酸的溶液；溶液溫度為60℃；攪拌速度為10米/分鐘；處理時(shí)間為40分鐘。
實(shí)施例B3溶液組成為10％硝酸和4％氫氟酸的溶液；溶液溫度為60℃；攪拌速度為5米/分鐘；處理時(shí)間為20分鐘。
實(shí)施例C3溶液組成為10％硝酸和4％氫氟酸的溶液；溶液溫度為60℃；攪拌速度為1米/分鐘；處理時(shí)間為5分鐘。
實(shí)施例A3為A-槽13a的刻蝕條件，實(shí)施例B3為B-槽13b的刻蝕條件，實(shí)施例C3為C-槽13c的刻蝕條件。
方式3為刻蝕條件，在該條件下，如上所示，異常層厚度越大，則處理液攪拌速度越高且處理時(shí)間越長(zhǎng)。
接著根據(jù)所述表中方式4的欄描述第四實(shí)施方式。
方式4實(shí)施例A4溶液組成為10％硝酸和8％氫氟酸的溶液；溶液溫度為60℃；攪拌速度為10米/分鐘；處理時(shí)間為40分鐘。
實(shí)施例B4溶液組成為10％硝酸和4％氫氟酸的溶液；溶液溫度為60℃；攪拌速度為5米/分鐘；處理時(shí)間為20分鐘。
實(shí)施例C4溶液組成為10％硝酸和2％氫氟酸的溶液；溶液溫度為60℃；攪拌速度為1米/分鐘；處理時(shí)間為5分鐘。
實(shí)施例A4為A-槽13a的刻蝕條件，實(shí)施例B4為B-槽13b的刻蝕條件，實(shí)施例C4為C-槽13c的刻蝕條件。
方式4為刻蝕條件，在該條件下，如上所示，異常層厚度越大，則氫氟酸濃度越大，攪拌速度越快，而且處理時(shí)間越長(zhǎng)。
如圖10所示，將促進(jìn)刻蝕的粒狀攪拌物質(zhì)97…，如碳化硅(SiC)，混入隔板工件20的處理液71中。
當(dāng)在這種情況下上下移動(dòng)隔板工件20時(shí)，攪拌物質(zhì)97…的顆粒擊打隔板工件20的表面，起到磨蝕劑的作用，以此可加快隔板工件20的異常層的去除和導(dǎo)電體的暴露。
圖11所示第三實(shí)施例的隔板制造設(shè)備200由下列部件組成第一處理槽11～第六處理槽16和干燥器17；運(yùn)送裝置221，其用作運(yùn)送多個(gè)隔板工件20…到第一處理槽11～第六處理槽16和干燥器17的位置的運(yùn)送工具；用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)部件22，該電動(dòng)機(jī)用于升降由運(yùn)送裝置221移動(dòng)的隔板工件20；第一升降裝置31～第六升降裝置36；液體溫度控制裝置41…；和控制裝置42，其用于控制運(yùn)送裝置221。
運(yùn)送裝置221由第一卷筒44、第二卷筒46、纜繩47和隔板運(yùn)送部件48和用于緊固隔板工件20的圓筒形緊固夾具50構(gòu)成。
如圖12所示，圓筒形緊固夾具50是通過(guò)接頭52將軸53連接于電動(dòng)機(jī)51的輸出軸并將螺母54旋擰到設(shè)置在軸53上的陽(yáng)螺紋53a上安裝而成的部件，并將隔板工件20…置于圓筒形緊固夾具50的圓周面上固定。53b為與軸53一起整體形成的凸緣，55為噴淋器。
圓筒形緊固夾具50、接頭52、軸53和螺母54為由不與處理液反應(yīng)的材料制成的部件，或者為通過(guò)表面處理使其不與處理液反應(yīng)的部件。
以下將根據(jù)下一張圖詳細(xì)解釋緊固隔板工件20的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，圓筒形緊固夾具50由圓筒部57和安裝于圓筒部57的圓周面57a上的沿圓周方向上等間隔排列以緊固隔板工件20的框形部件58…構(gòu)成。57b為圓筒部57上容軸53(見(jiàn)圖12)通過(guò)的通孔。
每個(gè)框形部件58均由U形框形本體61和嵌合于框形本體61頂部的頂部嵌合部件62構(gòu)成。
每個(gè)框形本體61由安裝于圓筒部57上的圓筒裝配部64、從圓筒裝配部64底端向外延伸出的框形底部65和從框形底部65上升且與圓筒裝配部64平行的平行部66組成。
如圖14A，每個(gè)框形部件58的框形本體61有形成于圓筒裝配部64、框形底部65(見(jiàn)圖13)和平行部66的用于插入隔板工件20邊緣的隔板插入槽61a和形成于圓筒裝配部64和平行部66的上端的切口部61b，61b。
頂部嵌合部件62具有形成為板狀且該板厚度比其周圍部分小以用于插入框形本體61的隔板插入槽61a的板狀可插部62a，62a，和用于嵌入框形本體61的切口部61b，61b且從板狀可插部62a突出的嵌合部62b，62b。
通過(guò)在框形本體61中設(shè)置切口部61b，61b和以此方式在頂部嵌合部件62設(shè)置嵌合部62b，62b，可確保使圓筒裝配部64與頂部嵌合部件62以及平行部66與頂部嵌合部件62嵌合在一起。
圖14B表示嵌入框形部件58的框形本體61中的隔板插入槽61a中的隔板工件20、和嵌入框形本體61的頂部的頂部嵌合部件62。
在這種情況下，例如，即使外力F沿箭頭方向作用于框形本體61的平行部66，由于框形本體61的圓筒裝配部64和平行部66與頂部嵌合部件62緊密嵌合，所以框形本體61牢固，可防止其變形。
圖15表示例如驅(qū)動(dòng)第一升降裝置31相對(duì)于由圓筒形緊固夾具50緊固的隔板工件20…提升第一處理槽11，以將隔板工件20…浸入處理液71中的狀態(tài)。
電動(dòng)機(jī)51和驅(qū)動(dòng)部22組成用作驅(qū)動(dòng)即旋轉(zhuǎn)圓筒形緊固夾具50的驅(qū)動(dòng)工具的圓筒形緊固夾具驅(qū)動(dòng)裝置75。
例如，當(dāng)隔板工件20浸入處理液71時(shí)，如果按固定方向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)51的輸出軸，或者重復(fù)正向和逆向旋轉(zhuǎn)，隔板工件20…將隨圓筒形緊固夾具50旋轉(zhuǎn)并攪拌處理液71。結(jié)果由于可加速處理液71對(duì)隔板工件20的處理，而且也通過(guò)對(duì)處理液71的攪拌，處理液71在第一處理槽11內(nèi)變得均勻，隔板工件20的處理就可均勻地進(jìn)行。
第三實(shí)施例的隔板制造方法的流程與圖7所示ST51至ST57的流程相同。
圖16所示實(shí)施例4的隔板制造設(shè)備300由下列部件構(gòu)成第一處理槽11～第四處理槽14和干燥器17；運(yùn)送裝置321，其用于運(yùn)送作為欲成為隔板的金屬材料的隔板工件20到第一處理槽11～第四處理槽14和干燥器17的位置；第一升降裝置31～第四升降裝置34；液體溫度控制裝置41…(雖然在第一處理槽11～第四處理槽14分別設(shè)置一個(gè)這種溫度控制裝置41，圖中只在第一處理槽11處示出該溫度控制裝置)；電源337，其用作向插入到第三處理槽13的處理液中的電極(細(xì)節(jié)將在下文討論)和浸入到同一第三處理槽13的處理液中的隔板工件20供電的電源裝置；和3，其用作控制干燥器17、運(yùn)送裝置321、第一升降裝置31至第四升降裝置34、液體溫度控制裝置41和電源337的電位控制裝置。341為設(shè)置在控制裝置338中的計(jì)時(shí)器。
上述第一處理槽11為脫脂槽，第二處理槽12和第四處理槽14為清洗槽，用于以水沖洗，第三處理槽13為電解刻蝕和鈍化處理槽(下文論述其細(xì)節(jié))。
干燥器17為通過(guò)來(lái)自控制裝置338的開(kāi)/關(guān)信號(hào)來(lái)運(yùn)行和停止的裝置。
運(yùn)送裝置321由第一卷筒44、第二卷筒46、纜繩47和連接于纜繩47的隔板運(yùn)送部件348組成。
計(jì)時(shí)器341向控制裝置338提供時(shí)間信號(hào)以設(shè)置在第三處理槽13中進(jìn)行的電解刻蝕和鈍化處理的處理時(shí)間。
圖17表示例如驅(qū)動(dòng)第三升降裝置33相對(duì)于隔板工件20提升第三處理槽13，并將隔板工件20浸入第三處理槽13盛放的處理液349中的狀態(tài)。
通過(guò)扣件353，353將隔板工件20安裝于T形隔板安裝部件352上，通過(guò)金屬絲354將隔板安裝部件352安裝于隔板運(yùn)送部件348上。355是位于隔板安裝部件352上與隔板工件20接觸的接觸點(diǎn)部件，也是從電源337供電的部件。
357，357是設(shè)置于第三處理槽13內(nèi)并浸入處理液349中的電極，通過(guò)從電源337供電到電極357，357和上述隔板工件20，在第三處理槽13內(nèi)的隔板工件20上進(jìn)行下文將討論的電解刻蝕和鈍化處理。通過(guò)連接電源337作為直流電源進(jìn)行供電以使隔板工件20成為陽(yáng)極且電極357、357成為陰極。
358為作為電流密度檢測(cè)工具的電流密度檢測(cè)裝置，它具有電流表，該電流表用來(lái)檢測(cè)電源337供電到隔板工件20和電極357，357時(shí)的電流值，從該電表測(cè)得的電流值和單個(gè)電極板357的表面積可得出單位面積的電流值，即電流密度。
361為放置于第三處理槽13底部用于通過(guò)持續(xù)產(chǎn)生空氣氣泡來(lái)攪拌處理液349的空氣攪拌裝置。
圖18中，解釋第四實(shí)施例的隔板制造方法的流程。
ST61，將隔板工件脫脂。處理時(shí)間為1分鐘。
ST62，水洗隔板工件。處理時(shí)間為1分鐘。
ST63，進(jìn)行電解刻蝕以除去在隔板工件上形成的異常層和使包含于隔板工件的表面層部分的導(dǎo)電體暴露。
處理液為由30％磷酸、25％硫酸、10％硝酸、5％過(guò)氧化氫、1％表面活性劑和余量為水(各自的單位為重量％)組成的溶液，處理液溫度為40℃，在供電給隔板工件和電極期間，電流密度為固定值18A/dm2，攪拌方法是空氣攪拌，處理時(shí)間為10分鐘。
ST64，當(dāng)隔板工件和電極之間的電位差成為常量1V時(shí)，在隔板工件表面進(jìn)行鈍化處理并形成鈍化膜。處理液溫度為40℃，處理時(shí)間為20分鐘。處理液的成分、溫度和攪拌方法與ST63相同。
ST65，水洗隔板工件。處理時(shí)間為1分鐘。
ST66，干燥隔板工件。所需時(shí)間為1分鐘。
至此完成了隔板制造。上述制造所需時(shí)間為34分鐘，比根據(jù)圖22所述的相關(guān)技術(shù)所需的137分鐘縮短了103分鐘。
當(dāng)移動(dòng)隔板工件到各處理槽和干燥器的位置時(shí)進(jìn)行上述處理步驟。
即，在第一處理槽位置進(jìn)行ST61的脫脂，在第二處理槽的位置進(jìn)行ST62的水洗，在第三處理槽的位置進(jìn)行ST63的電解刻蝕和ST64的鈍化處理，在第四處理槽的位置進(jìn)行ST65的水洗，在干燥器的位置ST66的干燥。
采用與圖8A至8C所示方式相同的上述步驟，通過(guò)電解刻蝕進(jìn)行異常層的去除和導(dǎo)電體的暴露，然后通過(guò)鈍化處理形成鈍化膜。
圖19中，根據(jù)圖表描述圖18所述的電解刻蝕和鈍化處理的電位差與電流密度之間的關(guān)系。圖表的縱軸表示通過(guò)電流密度檢測(cè)裝置358獲得的電流密度(單位為A/dm2)，橫軸表示隔板工件20與電極357之間的電位差(單位為V)。
施加在隔板工件與電極之間的電位差的范圍的上限約為6V時(shí)，即使電位差增加，電流密度增加也極小。
這是因?yàn)?，?dāng)電位差較小時(shí)，在隔板工件表面形成具有絕緣或近似絕緣性能的鈍化膜，即金屬氧化物膜，該鈍化膜使電流的流動(dòng)很困難。該電位差范圍稱為鈍化區(qū)域。
當(dāng)使電位差大于鈍化區(qū)域時(shí)，電流密度急劇增加。
這是因?yàn)?，電流在氧生產(chǎn)和隔板工件(異常層和隔板工件本身)的溶解中都有消耗，況且，該溶解速度高于所述金屬氧化物膜的形成。該電位差范圍稱為超鈍化區(qū)域。
相應(yīng)地，如果用上述超鈍化區(qū)域進(jìn)行電解刻蝕，可進(jìn)行隔板工件異常層的去除和用于使導(dǎo)電體暴露的隔板工件本身表面的去除。而且，通過(guò)使用上述鈍化區(qū)域進(jìn)行鈍化處理，可形成鈍化膜。
在電解刻蝕中，調(diào)節(jié)電位差Ve，即電位控制，這樣例如可使電流密度成為常量18A/dm2。
在鈍化處理中，例如，電位差保持在常量1V。
圖20中，說(shuō)明用于電解刻蝕和鈍化處理的電位控制的結(jié)構(gòu)。
隔板制造設(shè)備300的電位控制裝置395由下列部件構(gòu)成計(jì)時(shí)器341(也見(jiàn)圖16)，其用于產(chǎn)生時(shí)間信號(hào)ST；電位控制單元338(即控制裝置338(見(jiàn)圖16))，其用于根據(jù)來(lái)自計(jì)時(shí)器341的時(shí)間信號(hào)ST，設(shè)置電解刻蝕和鈍化處理的處理時(shí)間，并控制用于電解刻蝕和鈍化處理的電位差；供電裝置337(即電源337(見(jiàn)圖16))，其用于根據(jù)來(lái)自電位控制單元338的控制信號(hào)SC向隔板工件20和電極357供電；和電流密度檢測(cè)裝置358(即電流密度檢測(cè)裝置358(見(jiàn)圖17))，其用于在供電裝置337供電時(shí)檢測(cè)電流密度，并根據(jù)所測(cè)電流密度向電位控制單元338發(fā)出電流密度信號(hào)SD。
在電解刻蝕時(shí)，由供電裝置337向隔板工件20和電極357供應(yīng)電流，此時(shí)根據(jù)電流密度檢測(cè)裝置358測(cè)得的電流密度，電位控制單元338控制供電裝置337，使隔板工件20與電極357之間的電位差為18V。
例如，如果電流密度檢測(cè)裝置358測(cè)得的電流密度小于18A/dm2，則電位控制單元338控制供電裝置337，增加電流密度以使隔板工件20與電極357之間的電位差增加，如果測(cè)得的電流密度大于18A/dm2，電位控制單元338控制供電裝置337，減小電流密度以使隔板工件20與電極357之間的電位差降低，電流密度因此而保持在常量18A/dm2。
在鈍化處理時(shí)，電位控制單元338控制供電裝置337，使隔板工件20與電極357之間的電位差為常量1V。
本發(fā)明重量測(cè)量工具不限于如圖1所示的重量傳感器49這一種，可選地，它可以是安裝于工作臺(tái)等上的與隔板工件運(yùn)送裝置分離的那種重量測(cè)量工具。
雖然在圖13中，框形部件58均由圓筒裝配部64、框形底部65和平行部66組成，但不限于此，可選擇地，每一框形部件均可由從圓筒部57向外延伸的框形底部65和平行部66組成，并可在圓筒部57的圓周面57a上形成用于使隔板邊緣嵌入的凹槽，以及頂部嵌合部件62可嵌入到圓筒部57和平行部66的頂端部。
另外，盡管電解刻蝕步驟和隨后的鈍化處理步驟采用電位控制在同一處理槽中連續(xù)進(jìn)行，但不限于此，可選擇地，電解刻蝕步驟和鈍化處理步驟可采用電位控制在充滿不同處理液的不同處理槽中連續(xù)進(jìn)行。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的燃料電池用隔板的制造方法包括異常層去除步驟，即除去在軋制用作隔板的金屬材料時(shí)形成在其表面的且引起導(dǎo)電性下降的異常層；導(dǎo)電體暴露步驟，即，使作為金屬材料自身的表面層部分中天然含有的良導(dǎo)體的導(dǎo)電物質(zhì)的一部分突出；和鈍化處理步驟，即在金屬材料自身的表面層部分進(jìn)行鈍化處理。結(jié)果，用于降低金屬材料的接觸阻抗和提高抗腐蝕性的異常層的去除和導(dǎo)電體暴露可以化學(xué)方式或電化學(xué)方式在同一工序中進(jìn)行，于是減少了處理步驟的數(shù)目。因此，本發(fā)明可用于必需進(jìn)行金屬材料表面處理的燃料電池和其他電器元件(例如一次電池、二次電池和電容器)的制造。
權(quán)利要求
1.燃料電池用隔板的制造方法，該方法包括異常層去除步驟，即去除在對(duì)隔板用金屬材料進(jìn)行軋制時(shí)產(chǎn)生于該金屬材料表面層的異常層的步驟；導(dǎo)電體暴露步驟，即，使在該金屬材料自身的表面層部分包含的導(dǎo)電體的一部分突出的步驟；和鈍化處理步驟，即在該金屬材料自身的表面層部分上進(jìn)行鈍化處理的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池用隔板的制造方法，該方法包括軋制步驟，即通過(guò)軋制裝置軋制金屬材料的步驟；成形步驟，即通過(guò)沖壓裝置使軋制后的材料成形為預(yù)定形狀的步驟；通過(guò)刻蝕進(jìn)行所述異常層去除步驟和所述導(dǎo)電體暴露步驟；以及鈍化處理步驟；而且所述異常層去除步驟和所述導(dǎo)電體暴露步驟在單次刻蝕中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于進(jìn)行所述刻蝕時(shí)，根據(jù)所述異常層的狀態(tài)相應(yīng)地選擇刻蝕液的溫度和組分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于進(jìn)行所述刻蝕時(shí)，根據(jù)所述異常層的狀態(tài)相應(yīng)地改變刻蝕液的攪拌方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于進(jìn)行所述刻蝕時(shí)，根據(jù)所述異常層的狀態(tài)相應(yīng)地改變刻蝕液的濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于在如下所述的液體槽中進(jìn)行所述刻蝕，所述的液體槽是根據(jù)所述異常層的狀態(tài)從貯存有不同組成的刻蝕液的多個(gè)液體槽中選擇的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于通過(guò)在所述刻蝕液中混合粒狀物質(zhì)和攪拌所述刻蝕液來(lái)促進(jìn)所述異常層的去除。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，該方法包括所述的異常層去除步驟；在去除所述異常層后檢測(cè)所述金屬材料重量的第一檢測(cè)步驟；在該金屬材料上進(jìn)行耐腐蝕用鈍化處理的第一鈍化處理步驟；通過(guò)刻蝕而進(jìn)行的所述導(dǎo)電體暴露步驟；檢測(cè)所述導(dǎo)電體暴露步驟后的金屬材料重量的第二檢測(cè)步驟；以及之后再次進(jìn)行鈍化處理的第二鈍化處理步驟；而且在所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟中進(jìn)行各自重量的確認(rèn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟在該金屬材料水洗和干燥后進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于在所述第一檢測(cè)步驟或第二檢測(cè)步驟中所得到的金屬材料的重量落在預(yù)定范圍之外的情況下，不進(jìn)行后續(xù)的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于通過(guò)自動(dòng)判斷裝置對(duì)所述第一檢測(cè)步驟和第二檢測(cè)步驟中所得到的重量是否在預(yù)定范圍之內(nèi)進(jìn)行判斷。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，所述隔板由如下步驟制造將所述金屬材料沖壓成預(yù)定形狀的沖壓成形步驟；將多個(gè)所述已成形的金屬材料緊固在圓筒形緊固夾具上的緊固步驟；處理液的攪拌步驟，即，將所述緊固的金屬材料浸入到盛放在處理槽中的處理液里，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述圓筒形緊固夾具，從而借助所述金屬材料來(lái)攪拌所述處理液；所述的異常層去除步驟；所述的導(dǎo)電體暴露步驟；所述的鈍化處理步驟；從處理槽中取出所述金屬材料并進(jìn)行干燥的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，將所述金屬材料嵌入到所述圓筒形緊固夾具的外表面設(shè)有的框形部件中緊固。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，該方法包括用軋制裝置軋制所述金屬材料的步驟；用沖壓裝置使軋制過(guò)的材料形成預(yù)定形狀的成形步驟；所述的異常層去除步驟；所述的導(dǎo)電體暴露步驟；以及所述的鈍化處理步驟；而且，通過(guò)電解刻蝕處理進(jìn)行所述異常層去除步驟和所述導(dǎo)電體暴露步驟，該電解刻蝕處理步驟和所述鈍化處理步驟通過(guò)使用電位控制而連續(xù)進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，當(dāng)以所述金屬材料為陽(yáng)極，并以與該陽(yáng)極相對(duì)的電極為陰極時(shí)，所述電位控制為，在所述電解刻蝕處理中使陽(yáng)極與陰極之間的電位差大，在所述鈍化處理中使陽(yáng)極與陰極之間的電位差小。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，在所述電解刻蝕處理中，在使陽(yáng)極與陰極之間的電位差大的同時(shí)，使電流密度保持不變。
17.燃料電池用隔板的制造設(shè)備，該制造設(shè)備用于通過(guò)下述步驟制造隔板將軋制過(guò)的金屬材料按預(yù)定形狀沖壓成形；使用刻蝕去除在所述軋制過(guò)程中產(chǎn)生于該金屬材料中的異常層；進(jìn)行暴露以使該金屬材料自身表面層部分中含有的導(dǎo)電體的一部分突出；在該金屬材料自身表面層部分上進(jìn)行鈍化處理；該制造設(shè)備包括脫脂槽，其用于使軋制過(guò)的所述金屬材料脫脂；刻蝕槽，其用于進(jìn)行所述刻蝕；鈍化處理槽，其用于進(jìn)行所述鈍化處理；清洗槽，其用于除去所述脫脂后、刻蝕后和鈍化處理后的金屬材料上的各處理液；運(yùn)送裝置，其用于向這些槽運(yùn)送所述金屬材料；驅(qū)動(dòng)裝置，其用于驅(qū)動(dòng)金屬材料以便使用所運(yùn)送的金屬材料自身來(lái)攪拌這些槽中的處理液；和控制裝置，其用于控制該運(yùn)送裝置和該驅(qū)動(dòng)裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料電池用隔板的制造設(shè)備，其中所述制造設(shè)備包括異常層去除槽，其用于去除所述異常層；鈍化處理槽，其用于進(jìn)行所述鈍化處理；導(dǎo)電體暴露槽，其用于進(jìn)行所述導(dǎo)電體暴露；重量測(cè)量裝置，其用于在所述異常層去除后和導(dǎo)電體暴露后測(cè)量所述金屬材料的重量；自動(dòng)判斷裝置，其用于以來(lái)自該重量測(cè)量裝置的重量信息為依據(jù)來(lái)判斷該重量是否在預(yù)定范圍之內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料電池用隔板的制造設(shè)備，其中該制造設(shè)備包括刻蝕槽，其用于進(jìn)行刻蝕；鈍化處理槽，其用于進(jìn)行鈍化處理；圓筒形緊固夾具，其外表面設(shè)有框形部件，該圓筒形緊固夾具用于緊固在刻蝕槽和鈍化處理槽中處理的多個(gè)金屬材料；驅(qū)動(dòng)裝置，其用于驅(qū)動(dòng)該圓筒形緊固夾具使之以緊固在該圓筒形緊固夾具中的所述金屬材料攪拌所述刻蝕槽和鈍化處理槽中的處理液；以及運(yùn)送裝置，其用于將所述圓筒形緊固夾具運(yùn)送至所述刻蝕槽和鈍化處理槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料電池用隔板的制造設(shè)備，其中該制造設(shè)備包括處理槽，該處理槽充滿處理液，并具有設(shè)在該處理液中的用于電解刻蝕金屬材料的電極；供電裝置，其用于向浸漬在該處理槽的處理液中的金屬材料和所述電極供電；電流密度檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)以該供電裝置進(jìn)行供電的過(guò)程中的電流密度；電位控制裝置，其用于根據(jù)該電流密度檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流密度來(lái)控制所述金屬材料與所述電極之間的電位差；計(jì)時(shí)器，其用于傳送時(shí)間信號(hào)至所述電位控制裝置以實(shí)現(xiàn)預(yù)定時(shí)間的供電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃料電池用隔板的制造方法，其包括除去在軋制隔板用金屬材料(20)時(shí)產(chǎn)生于其表面的異常層(91)的異常層去除步驟；使在金屬材料自身的表面層部分中含有的導(dǎo)電體(92)的一部分突出的導(dǎo)電體暴露步驟；和在金屬材料自身的表面層部分上進(jìn)行鈍化處理的鈍化處理步驟?？梢砸曰瘜W(xué)或電化學(xué)方式在同一處理中，通過(guò)異常層去除步驟除去異常層并通過(guò)導(dǎo)電體暴露步驟除去金屬材料表面層部分，因此能減少處理步驟的數(shù)目，提高生產(chǎn)能力并降低了隔板的成本。
文檔編號(hào)H01M8/02GK1605133SQ0282541
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者石上修, 近藤哲也 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社