JPH04165022A - 鉄心加工性および耐粉塵化性が優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄心加工性および耐粉塵化性が優れた方向性電
磁鋼板の絶縁皮膜形成方法に関する。

（従来の技術） 方向性電磁銅板は、Ｓｔを例えば２〜４％含有する珪素
鋼スラブを熱間圧延し、焼鈍した後、１回或いは中間焼
鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して最終板厚とし、次
いで脱炭焼鈍し、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗
布し、仕上焼鈍を施してゴス方位をもつ２次再結晶粒を
発達させ、さらにＳ、　Ｎ等の不純物を除去するととも
にグラス皮膜を形成−し、次いで絶縁皮膜用コーテイン
グ液を塗布し、焼付処理して絶縁皮膜を形成し製品とさ
れる。

また、鉄損をより低くさせることを目的として、仕上焼
鈍後、或いは前に方向性電磁鋼板の表面に微細な線状歪
を間隔をおいて付与し磁区を細分化することがなされて
いる（例えば特開昭５３−１３７０１６号公報、特開昭
５６−５１５２２号公報）。

前記線状歪が絶縁皮膜形成後になされた場合は、皮膜が
損傷されることがあるので、防錆の目的で再度絶縁皮膜
処理がなされる。

ところで、方向性電磁鋼板は主としてトランス、電気機
器の鉄心材料として用いられるが、鉄心製造の際には、
所定幅にスリットされた方向性電磁鋼板のフープを連続
的に巻き解きながら剪断機で所定長さおよび形状に切断
した後、鉄心加工機で順次巻き重ね、または積層して、
巻鉄心や積鉄心とされる。巻鉄心の場合には圧縮成型、
歪取焼鈍を経てレーシングと呼ばれる巻線作業を行って
トランスとされる。

積鉄心の場合は、手作業により鉄心を組み立て、巻線作
業を行ってトランスとされるが、通常は歪取焼鈍は行わ
ない。

鉄心の製造においては、例えば巻鉄心の場合、皮膜の潤
滑性がよくて巻加工、成型作業が円滑に行え、かつ成型
後の鋼板端面やラップ部に凹凸を生ぜず、形状が優れて
いること、また積鉄心の場合、鋼板表面に形成された絶
縁皮膜が搬送ロール等との負荷荷重下での接触や剪断時
等に粉塵化しないことおよび皮膜のすべり性が適当にあ
り、鉄心組立作業が円滑に行われることが要求される。

さらに、巻鉄心の場合は歪取焼鈍時に鋼板の表面皮膜相
互間で焼付がなく、レーシング作業がスムーズに行える
ことが、鉄心加工能率の向上或いは焼付による歪の誘起
や皮膜性能の劣化防止の観点から重要である。これらの
問題に対しては、方向性電磁鋼板の絶縁皮膜の性状が大
きく影響するから、これらの特性の優れた絶縁皮膜を開
発することが強く望まれている。

トランスの鉄心加工性を向上させるための手段として、
絶縁皮膜形成用のコーティング剤の改良が検討されてい
る。例えば特開昭６１−４７７３号公報には、コーティ
ング剤として第１燐酸塩に粒子径８μｍ以下の超微粒子
コロイド状シリカ。

クロム酸、クロム酸塩の１種または２種以上からなる混
合液を、仕上焼鈍後の鋼板に塗布し焼付処理することに
より、絶縁皮膜のすべり性を改善する技術が開示されて
いる。

これらの絶縁皮膜の改善によって、方向性電磁銅板の鉄
損、磁気歪、絶縁特性とともに皮膜潤滑性が改善されて
きており、それなりの効果が得られている。

しかし、線状歪を付与し低鉄損化され、絶縁皮膜を再度
形成された方向性電磁鋼板では、線状歪の確保のため、
絶縁皮膜の焼付温度を充分に高めることができず低温で
焼付することが必要である。

そのため皮膜強度不足となり、絶縁皮膜に疵が付きやす
く、皮膜の粉塵化が散見されることがある。

また該方向性電磁鋼板は磁気特性が高度化されているが
、その特性を製作トランスにおいて十分に発揮させるた
めの要件の一つとして該鋼板絶縁皮膜の鉄心加工性を一
層向上させることが重要である。

（発明が解決しようとする！ｉａ） 本発明は線状歪を付与して鉄損を低下させた方向性電磁
鋼板において、前記線状歪の付与前または後、或いは前
後両方で方向性電磁鋼板に絶縁皮膜を形成するにあたり
、すべり性がよく鉄心加工性にすぐれ、かつ粉塵化しな
い絶縁皮膜を形成せしめる方法を擾供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、珪素鋼スラブを熱間圧延
し必要に応じて焼鈍し、１回或いは中間焼鈍を挟み２回
以上の冷間圧延を行って最終板厚とし、脱炭焼鈍し、焼
鈍分離剤を塗布した後仕上焼鈍し、該仕上焼鈍後の鋼板
に絶縁皮膜コーティング剤を塗布し焼付処理を行い、鋼
板表面に微細な線状歪を間隔をおいて付与し、その後、
再度絶縁皮膜コーティング剤を塗布し焼付は絶縁皮膜を
形成する方法において、 粒径５０ｎｍ以下のコロイド状シリカ１００重量部（Ｓ
ｉｎｇとして）に対し、ＡＬ　Ｍｇ、　Ｃａ＋　Ｚｎの
燐酸塩の１種または２種以上を１３０〜３００重量部と
、無水クロム酸、クロム酸塩１重クロム酸塩の１種また
は２種以上を１０〜１００重量部と、Ｆｅ＋　　Ｃａ、
　　Ｂａ、　　Ｚｎ、　　ＡＬ　　Ｎｔ、　　Ｓｎ、　
　Ｃｕ＋　　Ｃｒ、　　Ｃｄ＋　　Ｎｄ＋Ｍｎ＋　Ｍｏ
、　ｓｉ、　Ｔｉ、　ｋ、　ｅｉ、　Ｓｒ、　Ｖの酸化
物、変化物、窒化物、硫化物、硼化物、水酸化物、珪酸
塩、炭酸塩、硼酸塩、硝酸塩または塩化物であって、そ
の粒子径が５〜２０００　ｎ　ｍの非コロイド状の固形
物の１種または２種以上を０．５〜２５重量部とを添加
してなる絶縁皮膜コーティング剤を、前記線状歪の付与
前または後、或いは前後両方に鋼板に塗布し焼付は絶縁
皮膜を形成することを特徴とする鉄心加工性および耐粉
塵化性が優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法にあ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、鋼板表面に線状歪を間隔を置いて付与し
、また線状歪付与前後に絶縁皮膜コーティング剤を塗布
し焼付は絶縁皮膜を形成する際、前記コーティング剤中
に粒子径が５〜２０００ｎｍの非コロイド状の固形物を
添加すると、それが均一に分散或いは小粒子は凝集体を
形成して、これらが形成絶縁皮膜に丸みを呈する小さな
凸をつくり、二重皮膜形成と相まってすべり性が格段に
優れた絶縁皮膜となり、また疵がつき難く粉塵が生じな
い皮膜が得られる。

本発明を実験データに基づき詳細に説明する。

公知の方法で仕上焼鈍まで施した方向性電磁鋼板のスト
リップコイルからサンプルを切り出し、歪取焼鈍を８３
０℃×５時間で行いコイルセットを除去した後、２％Ｂ
！５０４で８０°ＣＸ８秒の軽酸洗を施したものをサン
プルとした。このサンプルに第１表に示すように、粒径
１０ｎｍのコロイド状シリカ１００重量部に対し、Ｍの
燐酸塩を２３４重量部を配合した絶縁皮膜コーティング
剤に、粒子径が２０〜１２００　ｎ　ｍの非コロイド状
のＳｉＯ２の粉末を２重量部製加配合し、これを水と混
え攪拌し、コーテイング液として鋼板に塗布、焼付後に
４．０ｇ／Ｃとなるように塗布し、Ｎ：雰囲気下で８６
０℃×３０秒間の焼付処理を行った。その後、鋼板表面
へ圧延直交方向にｌＯ閣間隔をおいてレーザー照射によ
り微細な線状歪を付与した。その後、再度絶縁皮膜コー
テイング液を塗布し４００″Ｃで焼付けた。

得られた製品板から試料を切り出し、第１図に示す方法
（Ａ法）で絶縁皮膜のすべり摩擦係数（ＦＦ値）を測定
した。その測定方法は挾み板１−１．１−２間に試料２
を置き、重鐘３にて荷重Ｎを加え、試料２を引き出す力
Ａをバネ計り４で測定し、すべり摩擦係数μを、μ（Ｆ
Ｆ）　＝Ａ／Ｎより求めた。

また、絶縁皮膜上を一定加重を加えた鋼球を繰り返しす
べらせ、その際に鋼球が絶縁皮膜から受ける抵抗値を連
続的に測定し、あわせて絶縁皮膜の疵発生有無を調査し
た（潤滑性、Ｂ法）。

さらに、別に切り出した３３Ｘ４Ｃ１の試料を積層し、
これを９０ｋｇ／ｃｍ”の締め付は圧力で結束してＮｔ
雰囲気で８６０℃×３時間の歪取焼鈍を施し、第２図（
ロ）に示す方法によって鋼板の剥離荷重を測定しスティ
ッキング性を調査した。結果を第１表に示す。

第１表に示すように、粒子径が２０〜１２００ｎｍの非
コロイド状のＳｉＯ□を２重量部製加配合した絶縁皮膜
コーティング剤を塗布し焼付けたものは、ＦＦ値が低く
て潤滑性が優れ、疵発生が皆無で耐粉塵化性が高く、歪
取焼鈍時の耐ステイツキング性も良好である。

次に、本発明の絶縁皮膜の形成方法について述べる。

絶縁皮膜形成用コーティング剤の組成は、５０ｎｍ以下
のコロイド状シリカ１００重量部（Ｓｉ（ｈとして）に
対し、ＡＩｒ　Ｍｇ、　Ｃａ、　Ｚｎの燐酸塩の１種ま
たは２種以上を１３０〜３００重量部と、無水クロム酸
、クロム酸塩１重クロム酸塩の１種または２種以上を１
０〜１００重量部配合している。

前記コロイド状シリカは鉄損および磁歪を低下させ、ま
た皮膜のすべり性をよくするためには５０ｎｍ以下の微
細粒とする必要がある。

Ａ７．　Ｍｇ、　Ｃａ、　Ｚｎの燐酸塩は皮膜のベタツ
キを防ぎ、またすべり性を良好とする作用があり、さら
に本発明が対象とするような絶縁皮膜を再度形成させる
場合には皮膜粉塵化を防ぐ作用があり、この効果を奏す
るためにはコロイド状シリカ１００重量部に対して、１
３０重量部以上必要である。

一方、その量が多くなると皮膜が軟質化し、皮膜に疵が
生じやすくなるので３００重量部以下とする。また、Ａ
Ｉｒ　ｎｇ、　Ｃａ、　Ｚｎの燐酸塩は選択的に配合さ
れるものであり、このなかの１種または２種以上が配合
される。

無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩の１種または
２種以上を皮膜形成の安定化のために配合するが、この
量が１０重量部未満では皮膜にベタツキを生じるので、
１０重量部以上とする必要がある。一方、この量が多く
なるとフリーのクロム酸が過剰となり、再コーテイング
し低温で皮膜形成する際にもベタツクので１００重量部
以下とする。

Ｐｅ＋　Ｃａ、　Ｂａ、　Ｚｎ＋　ＡＩｒ　Ｎｉｌ　Ｓ
ｎ、　Ｃｕ＋　Ｃｒ、　ｃｄ、　Ｎｄ＋Ｍｎ、　？’ｌ
ＯＩ　Ｓｌｌ　Ｔｌｌ　’ｌｉ＋　Ｂｔ、Ｓｒ、　Ｖの
酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、硼化物、水酸化物、
珪酸塩、炭酸塩、硼酸塩、硝酸塩または塩化物の非コロ
イド状の固形物が配合添加される。該固形物は皮膜表面
が微細な凸球状を分散して形成しすべり性を高め、また
皮膜粉塵化を防止させるために５ｎ−以上の粒子径とす
る。一方、この粒子径が大きくなると皮膜の占積率が低
下するので２０００　ｎ　ｍ以下の粒子とする。粒子径
が５〜１１００ｎ程度では固形物同士が凝集し皮膜表面
に前記凸球状を形成する。

また、該非コロイド状の固形物の配合はその量が少ない
とすべり性の向上効果が得られず、このようなことがな
いようにしてすべり性を高めるにはコロイド状シリカ１
００重量部に対して、０．５重量部以上配合添加する必
要がある。一方、その量が多くなると皮膜の占積率が低
下するので上限は２５重量部とする。

以上の組成からなる絶縁皮膜コーティング剤は水溶液状
とされ、鋼板に塗布、焼付は処理されて絶縁皮膜を形成
するが、鋼板に磁区を細分化し鉄損を低下させる線状歪
を形成する前または後のいずれか一方での絶縁皮膜生成
に用いられる。また線状歪付与の前後ともに本発明に従
った絶縁皮膜コーティング剤を適用しても同様な効果が
得られる。

次に、実施例について述べる。

（実施例１） 重量％でＣ：　０．０８３％、Ｓｉ：３．２３％、Ｍｎ
：０．０６８％、　Ｓ　：　０．０２４％、　ｓｏｌ、
　Ａｌ　：　０．０２９％、残部が鉄および不可避的不
純物からなる珪素鋼スラブを公知の方法で熱延し、焼鈍
後冷延し、最終板厚０．２２０閣とした０次いで、脱炭
焼鈍し、焼鈍分離剤塗布の後、１２００℃×２０時間の
仕上焼鈍を行い、グラス皮膜を形成した。次いで余剰の
焼鈍分離剤を水洗により除去し、軽酸洗の後、第２表に
示すようにコロイド状シリカの粒子径と燐酸塩を調整し
た絶縁皮膜剤を焼付後の重量で４．５　ｇ　／ｓ”にな
るように塗布し、８５０℃×３０秒間Ｎ、雰囲気中で焼
付処理を行った。その後、レーザー照射により鋼板の圧
延軸直角方向に１０■間隔で線状歪を与えた。その後、
公知の方法による第２表の階１１に示す組成の絶縁皮膜
コーティング剤を焼付後の総重量で４．５ｇ／ｍ”にな
るように塗布し、次いで４００℃×３０秒間Ｎ！雰囲気
中で焼付処理を行った。

得られた鋼板からサンプルを切出し、ＦＦ値、潤滑性、
疵発生有無、耐ステイツキング性について調査した。結
果を第２表に示す。

第２表 〔＊：本発明、＊＊：（Ａ法）〕 （実施例２） 重量％でＣ：　０．０８３％、Ｓｉ：３．２３％、Ｍｎ
：０．０６８％、　Ｓ　：　０．０２４％、　ｓｏｌ、
　Ａｌ：　０．０２９％、残部が鉄および不可避的不純
物からなる珪素鋼スラブを公知の方法で熱延し、焼鈍後
冷延し、最終板厚０．２２０閣とした０次いで、脱炭焼
鈍し、焼鈍分離剤塗布の後、１２００°ＣＸ２０時間の
仕上焼鈍を行い、グラス皮膜を形成した０次いで余剰の
焼鈍分離剤を水洗により除去し、軽酸洗の後、公知の方
法による第３表の麹１０に示す組成の絶縁皮膜コーティ
ング剤を焼付後の重量で４．０　ｇ　／ｙｓ”になるよ
うに塗布し、８５０℃×３０秒間Ｎ！雰囲気中で焼付処
理を行った。その後、レーザー照射により鋼板の圧延軸
直角方向に１０輪間隔で線状歪を与え、さらに第３表に
示すようにコロイド状シリカの粒子径と燐酸塩を調整し
た絶縁皮膜コーティング剤を焼付後の総重量で４．５ｇ
／ｓ”になるように塗布し、次いで４００℃×３０秒間
Ｎ２雰囲気中で焼付処理を行った。

得られた鋼板からサンプルを切出し、ＦＦ値、潤滑性、
疵発生有無、耐ステイツキング性について調査した。結
果を第３表に示す。

第３表 （＊−本発明、＊＊：（Ａ法）〕 （発明の効果） 本発明によれば、鋼板のすべり性および耐熱性が良好で
、皮膜表面に疵が生じにくく耐粉塵化性に優れる、変圧
器製造における鉄心の加工性が優れる絶縁皮膜を有する
方向性電磁鋼板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は絶縁皮膜のすべり摩擦係数を測定する手段（Ａ
法）を示す図、第２図（ａ）、ら）は電磁鋼板を鉄心へ
加工後、歪取焼鈍するときのスティッキング性を調査す
る方法を示す図で、（ａ）は歪取焼鈍時におけるスティ
ッキング性調査に際し、歪取焼純でのサンプルの積層状
態を示す図、（ハ）は歪取焼鈍終了後、層間の焼付状態
を測定するときの態様を示す図である。 第１図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　珪素鋼スラブを熱間圧延し必要に応じて焼鈍し、１回
   或いは中間焼鈍を挟み２回以上の冷間圧延を行って最終
   板厚とし、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布した後仕上焼
   鈍し、該仕上焼鈍後の鋼板に絶縁皮膜コーティング剤を
   塗布し焼付処理を行い、鋼板表面に微細な線状歪を間隔
   をおいて付与し、その後、再度絶縁皮膜コーティング剤
   を塗布し焼付け絶縁皮膜を形成する方法において、 粒径５０ｎｍ以下のコロイド状シリカ１００重量部（Ｓ
   ｉＯ＿２として）に対し、Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎの燐
   酸塩の１種または２種以上を１３０〜３００重量部と、
   無水クロム酸，クロム酸塩，重クロム酸塩の１種または
   ２種以上を１０〜１００重量部と、Ｆｅ，Ｃａ，Ｂａ，
   Ｚｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｎｄ，Ｍ
   ｎ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｗ，Ｂｉ，Ｓｒ，Ｖの酸化物、
   炭化物、窒化物、硫化物、硼化物、水酸化物、珪酸塩、
   炭酸塩、硼酸塩、硝酸塩または塩化物であって、その粒
   子径が５〜２０００ｎｍの非コロイド状の固形物の１種
   または２種以上を０．５〜２５重量部とを添加してなる
   絶縁皮膜コーティング剤を、前記線状歪の付与前または
   後、或いは前後両方に鋼板に塗布し焼付け絶縁皮膜を形
   成することを特徴とする鉄心加工性および耐粉塵化性が
   優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法。