CN111318434A - 一种无取向电工钢材料的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无取向电工钢材料的处理方法，其包括如下步骤：S1、将经过冷轧和退火的无取向电工钢带的表面清洁干净后，用处理液进行表面处理，并烘干，在无取向电工钢带的表面形成磷化膜；S2、利用水溶性绝缘涂料对烘干后的无取向电工钢带进行涂覆后，在350～500℃下进行烘烤，在无取向电工钢带的表面形成单面干膜厚度为0.3～10μm的涂层膜。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明通过带钢表面处理，调整涂液参数，制定涂敷工艺和带钢烘烤工艺，涂敷作业性好，涂层性能优异，尤其是涂层附着力，铅笔硬度，抗划伤性优异。同时，对于涂层膜膜厚2μm以下产品，退火和发蓝处理后涂层附着力显著提升。
Description
技术领域
本发明涉及无取向电工钢生产工艺，尤其涉及一种涂层附着力良好的无取向电工钢材料的处理方法。
背景技术
无取向电工钢产品应用于压缩机、电机、大型火电、水电、核电等领域，用户对电工钢产品表面的涂层绝缘性能要求高，因此需要在钢板表面涂敷一定厚度的绝缘涂层，涂层附着力是评价涂层性能的重要指标之一。
对于低于2μm涂层产品，涂层产品附着力，尤其是退火和发蓝处理后涂层附着力差，不满足用户使用要求；对于大于2μm涂层产品，涂敷烘烤后的样板附着力差，尤其是高膜厚，高固含，高填料的涂层产品附着力更差。
中国专利申请号200510028263.4公开了带绝缘涂层的无取向电工钢板的制造方法，通过轧硬卷前清洗，连续退火，弱酸酸洗，后清洗，涂层后干燥烘烤，产出成品。该专利中，弱酸酸洗后再经过后清洗，尤其是仅使用磷酸生成的磷化膜表面酥松，表面处理质量有影响。同时，主要应用于有机加无机盐涂料，并且干膜涂覆量控制在0～4g/m2，优选1.5～2.8g/m2，涂覆量太大则会使得涂层的附着力大大下降。
中国专利申请号201110297973.2公开了加厚型半有机涂层无取向硅钢生产方法，通过涂液调配，涂层涂覆烘烤控制，解决了无取向电工钢涂层表面粗糙，附着性劣化，涂层颜色发黄的涂层性能问题。该专利中，涂层膜膜厚低于2μm，适用于半有机涂层，未提及退火及发蓝后附着力。并且，膜厚提高，产品涂层附着力会变差。
中国专利申请号201410163551.X公开了具有良好成膜性能的电工钢极厚绝缘涂层的生产，通过采用对钢板表面在退火炉进行表面处理后，在钢板表面形成一层一定厚度的空状氧化膜，进而涂敷极厚绝缘涂层再烘烤固化后获得的涂层产品成膜性能优秀，同时满足了电工钢环保极厚绝缘涂层所需高固体份含量、表面绝缘性和附着性优异、热压稳定性和耐腐蚀性好等特点。该专利是通过采用对钢板表面在退火炉进行表面处理后，涂敷极厚绝缘涂层再烘烤固化，获得涂层成膜产品。由于通过控制露点对钢板表面处理难度大，氧化膜容易出现不均匀，因此产品质量不稳定并且对生产设备造成负面影响。同时，钢板表面氧化膜还对无取向电工钢产品磁性能产生负面影响。
中国专利申请号201110315303.9公开了电工钢表面极厚绝缘涂层的生产方法，通过涂液配置，带钢涂敷，涂层烘烤和在线膜厚检测，实现了2～10μm的涂层产品连续生产。该专利仅仅是常规的控制涂覆烘烤生产方法，2～10μm膜厚下，产品涂层附着力需要进一步提高，容易出现涂层剥落情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有良好涂层附着力的无取向电工钢材料的处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种无取向电工钢材料的处理方法，其包括如下步骤：
S1、将经过冷轧和退火的无取向电工钢带的表面清洁干净后，用处理液进行表面处理，并烘干，在无取向电工钢带的表面形成磷化膜；
S2、利用水溶性绝缘涂料对烘干后的无取向电工钢带进行涂覆后，在350～500℃下进行烘烤，在无取向电工钢带的表面形成单面干膜厚度为0.3～10μm的涂层膜。
作为优选方案，所述处理液为含有磷酸和硅烷偶联剂的水溶液，其中，所述磷酸的质量分数为5～50％，硅烷偶联剂的质量分数为1～20％。
作为优选方案，步骤S1中所述的表面处理的方法为浸渍、喷淋或涂覆。
作为优选方案，步骤S1中所述的浸渍的时间为3～35s。
作为优选方案，步骤S1中所述的浸渍或喷淋后，采用至少一对挤压辊进行挤压处理，控制挤干压力为0.5～10kg。
作为优选方案，所述挤压辊的材料为聚氨酯或橡胶。
作为优选方案，步骤S1中所述的涂覆采用两辊或四辊进行辊涂。
作为优选方案，所述磷化膜的厚度为20～300nm。磷化膜膜厚太薄和磷化膜太厚都会影响最终涂层后的附着力。
作为优选方案，步骤S1中所述的烘干的温度为35～90℃，时间为3～25s。
作为优选方案，所步骤S2中所述的涂覆采用二辊涂层机或三辊涂层机。
作为优选方案，所述的水溶性绝缘涂料的涂液比重为1.02～1.80g/m2，涂液粘度为12～150s。
作为优选方案，所述水溶性绝缘涂料为无机涂料、有机涂料或无机-有机混合涂料。尤其适用于高膜厚，高固含量，高填料涂液种类。
作为优选方案，步骤S2中所述的烘烤的时间为30～70s。
作为优选方案，所述烘烤的加热方式为热辐射加热、红外加热或热风循环加热。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过带钢表面处理，调整涂液参数，制定涂敷工艺和带钢烘烤工艺，涂敷作业性好，涂层性能优异，尤其是涂层附着力，铅笔硬度，抗划伤性优异，同时，对于涂层膜膜厚2μm以下产品，退火和发蓝处理后涂层附着力显著提升。
本发明可适用于压缩机、发电机无取向电工钢产品，尤其适用于高膜厚要求的大型发电机用户无取向电工钢产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
冷轧轧制，退火后的无取向电工钢带钢表面清洁干净，进入带钢表面处理工序，带钢沉浸入含有5wt％磷酸、1.0wt％硅烷偶联剂的表面处理液槽3s，采用一对聚氨酯材质挤干辊挤干，挤干辊压力10kg力，经35℃热风烘干3秒，得到表面磷化膜为20nm厚度的带钢。
电工钢板进入涂层室，涂敷涂液比重1.02g/m2，粘度12秒，采用两辊涂层机涂敷，单面干膜目标膜厚0.3μm，然后在烘烤炉内350℃烘烤30s，产品涂层附着力和其他性能良好。
实施例2
冷轧轧制，退火后的无取向电工钢带钢表面清洁干净，进入带钢表面处理工序，带钢沉浸入含有50wt％磷酸、20wt％硅烷偶联剂的表面处理液槽35s，采用两对聚氨酯材质挤干辊挤干，挤干辊压力0.5kg力，经90℃热风烘干25s，得到表面磷化膜为300nm厚度的带钢。
电工钢板进入涂层室，涂敷涂液比重1.8g/m2，粘度150秒，采用三辊涂层机涂敷，单面干膜目标膜厚10μm，然后在烘烤炉内500℃烘烤70s，产品涂层附着力和其他性能良好。
实施例3
冷轧轧制，退火后的无取向电工钢带钢表面清洁干净，进入带钢表面处理工序，带钢沉浸入含有25wt％磷酸、8wt％硅烷偶联剂的表面处理液槽10s，采用两对聚氨酯材质挤干辊挤干，挤干辊压力5kg力，经55℃热风烘干20s，得到表面磷化膜为200nm厚度的带钢。
电工钢板进入涂层室，涂敷涂液比重1.5g/m2，粘度120秒，采用三辊涂层机涂敷，单面干膜目标膜厚5.0μm，然后在烘烤炉内350℃烘烤40s，产品涂层附着力和其他性能良好。
实施例4
冷轧轧制，退火后的无取向电工钢带钢表面清洁干净，进入带钢表面处理工序，带钢上下两表面喷淋处理液，处理液为含有30wt％磷酸、12wt％硅烷偶联剂的水溶液，采用三对聚氨酯材质挤干辊挤干，挤干辊压力2kg力，经80℃热风烘干8s，得到表面磷化膜为100nm厚度的带钢。
电工钢板进入涂层室，涂敷涂液比重1.2g/m2，粘度30秒，采用两辊涂层机涂敷，单面干膜目标膜厚2.0μm，然后在烘烤炉内500℃烘烤65s，产品涂层附着力和其他性能良好。
实施例5
冷轧轧制，退火后的无取向电工钢带钢表面清洁干净，进入带钢表面处理工序，使用1对2辊涂覆装置将含有15wt％磷酸、5wt％硅烷偶联剂的表面处理液涂覆于电工钢板表面，经65℃热风烘干10s，得到表面磷化膜为150nm厚度的带钢。
电工钢板进入涂层室，涂敷涂液比重1.1g/m2，粘度18秒，采用两辊涂层机涂敷，单面干膜目标膜厚0.8μm，然后在烘烤炉内450℃烘烤50s，产品涂层附着力和其他性能良好。
涂层性能检测结果见表1。
表1
注：
☆代表优秀，○代表良好，△代表一般，▽代表差，-代表不适用
本发明涉及的技术较常规生产方法可显著提高无取向电工钢产品涂层性能，尤其是涂层附着力。涂覆量0.3～2.0μm时，即使经过退火和发蓝处理后涂层仍无剥落，涂层性能优秀，适用于压缩机电工钢产品；对于应用于大型发电机电工钢产品，涂覆量即使达到10μm，涂层性能，尤其是附着力优秀，涂层无剥落。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (14)
1.一种无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将经过冷轧和退火的无取向电工钢带的表面清洁干净后，用处理液进行表面处理，并烘干，在无取向电工钢带的表面形成磷化膜；
S2、利用水溶性绝缘涂料对烘干后的无取向电工钢带进行涂覆后，在350～500℃下进行烘烤，在无取向电工钢带的表面形成单面干膜厚度为0.3～10μm的涂层膜。
2.如权利要求1所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所述处理液为含有磷酸和硅烷偶联剂的水溶液，其中，所述磷酸的质量分数为5～50％，硅烷偶联剂的质量分数为1～20％。
3.如权利要求1所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述的表面处理的方法为浸渍、喷淋或涂覆。
4.如权利要求3所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述的浸渍的时间为3～35s。
5.如权利要求3所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述的浸渍或喷淋后，采用至少一对挤压辊进行挤压处理，控制挤干压力为0.5～10kg。
6.如权利要求5所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所述挤压辊的材料为聚氨酯或橡胶。
7.如权利要求3所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述的涂覆采用两辊或四辊进行辊涂。
8.如权利要求1所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所述磷化膜的厚度为20～300nm。
9.如权利要求1所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，步骤S1中所述的烘干的温度为35～90℃，时间为3～25s。
10.如权利要求1所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所步骤S2中所述的涂覆采用二辊涂层机或三辊涂层机。
11.如权利要求1所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所述的水溶性绝缘涂料的涂液比重为1.02～1.80g/m2，涂液粘度为12～150s。
12.如权利要求1或11所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所述水溶性绝缘涂料为无机涂料、有机涂料或无机-有机混合涂料。
13.如权利要求1或11所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，步骤S2中所述的烘烤的时间为30～70s。
14.如权利要求13所述的无取向电工钢材料的处理方法，其特征在于，所述烘烤的加热方式为热辐射加热、红外加热或热风循环加热。
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