JPWO2018079845A1 - 方向性電磁鋼板 - Google Patents
方向性電磁鋼板 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018079845A1 JPWO2018079845A1 JP2018547226A JP2018547226A JPWO2018079845A1 JP WO2018079845 A1 JPWO2018079845 A1 JP WO2018079845A1 JP 2018547226 A JP2018547226 A JP 2018547226A JP 2018547226 A JP2018547226 A JP 2018547226A JP WO2018079845 A1 JPWO2018079845 A1 JP WO2018079845A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- mass
- grain
- insulating coating
- oriented electrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
- C23F11/18—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using inorganic inhibitors
- C23F11/184—Phosphorous, arsenic, antimony or bismuth containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/20—Orthophosphates containing aluminium cations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
- C21D3/02—Extraction of non-metals
- C21D3/04—Decarburising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1222—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
- C21D8/1255—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/22—Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
Abstract
Description
また、リン酸塩被膜層は、フォルステライト層形成のための高温仕上げ焼鈍の後に、フラットニングとリン酸塩などを主成分とする処理液の塗布とを行った後に焼き付けを行うことにより形成される。フラットニングとリン酸塩などを主成分とする処理液の塗布とは、同時に行われてもよく、別々に行われてもよい。
二次被膜とも称されるリン酸塩被膜層は、電磁鋼板に絶縁性を付与して渦電流損を低減することで鉄損を改善し、電気機器のエネルギー効率を向上させる。
そのため、近年、リン酸塩被膜層には、絶縁性以外にも、耐食性、耐熱性、すべり性、または加工性といった種々の特性(被膜特性)が要求されている。
また、特許文献2には、リン酸塩とクロム酸塩とガラス転移点が950℃〜1200℃のコロイド状シリカとを主成分とする処理液を特定量付着させることによって形成された、高張力絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板が記載されている。
また、特許文献4には、Ca、Mn、Fe、Zn、Co、Ni、Cu、B及びAlから選ばれる有機酸塩として、蟻酸塩、酢酸塩、蓚酸塩、酒石酸塩、乳酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩およびサリチル酸塩から選ばれる有機酸塩の1種または2種以上を含有することを特徴とするクロムを含まない方向性電磁鋼板用表面処理剤に関する技術が記載されている。
しかしながら、特許文献5に記載された技術では、金属成分が多種類混合されることによりコーティング処理液の安定性が低下する問題があった。
特許文献6に記載された技術では、コーティング処理液の安定性が低下するという問題は無い。しかしながら、特許文献6に記載された技術では、焼き付け条件に制約がある。そのため、安定して被膜を形成することが難しく、工業的な生産性が低下するという問題点があった。
しかしながら、特許文献7に記載された技術は、効果の発現に寄与するメカニズムが明確ではない。特に、焼き付け温度範囲の下限が350℃以上とされているが、このような低温の焼き付け温度で所望の効果が得られるかが疑問であり、他にも不明点が多い。
(1)本発明の一態様に係る方向性電磁は、鋼板と、前記鋼板の表面に形成された絶縁被膜と、を有し、前記絶縁被膜は、リン酸金属塩とコロイド状シリカとを含有し、前記リン酸金属塩100質量部に対し、前記コロイド状シリカが20〜150質量部であり、さらに、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、サイアロン、コージェライトのうちから選ばれた1種または2種以上の微粒子を、前記リン酸金属塩100質量部に対し、0.5〜7質量部含有し、前記微粒子の平均粒径が0.3〜7.0μmであり、前記リン酸金属塩の結晶化度が2〜40%であり、クロムを含有しないことを特徴とする方向性電磁鋼板。
そのため、本発明者らは、方向性電磁鋼板に必要な高張力を鋼板に付与できる絶縁被膜であって、かつ環境問題に対応したクロムを含有しない絶縁被膜を得るべく鋭意研究した。その結果、リン酸金属塩とコロイド状シリカとを主成分とする絶縁被膜において、リン酸金属塩の結晶化度が絶縁被膜の熱膨張係数に大きく関与しており、リン酸金属塩の結晶化度を40%以下に制御することにより、密着性を維持しつつ被膜張力を格段に大きくできることを見出した。更に、本発明者らは、絶縁被膜に所定の微粒子を含有させることによって、被膜張力を更に向上可能であることを見出した。
以下、本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板(本実施形態に係る方向性電磁鋼板)について説明する。
この絶縁被膜は、リン酸金属塩、コロイド状シリカ及び微粒子を含む処理剤(以下処理剤と言う場合がある)を鋼板表面に塗布し、更に焼鈍することにより形成される。
この絶縁被膜は、鋼板に高い張力を付与する高張力絶縁被膜である。
絶縁被膜がリン酸金属塩を含む場合に、効果が得られる。リン酸金属塩は、Al、Ba、Co、Fe、Mg、Mn、Ni、Znのいずれかの金属塩であることが好ましく、Al、Mg、Mn、Ni、Znのいずれかの金属塩であることがより好ましい。絶縁被膜は、これらの金属塩を単独で含んでもよく、2種以上の混合物を含んでもよい。リン酸Ba、リン酸Ni、リン酸Co等の溶解度が低い金属塩を絶縁被膜に含有させる場合は、これらの金属塩を、酸性溶液として処理剤に添加する、コロイド状溶液とする、または分散液とする、の何れかの方法によって処理剤に含有させ、この処理剤を鋼板表面に塗布してから焼鈍するとよい。
コロイド状シリカは、特に限定するものではない。
しかしながら、コロイド状シリカの平均粒径が5nm以上であれば処理剤に添加した際の安定性がよく、コロイド状シリカを絶縁被膜中に均一に分散できる。一方、平均粒径が50nm以下であれば、処理剤を塗布してから焼鈍した際のリン酸塩との反応性が良好であり、リン酸金属塩の化学的安定性を十分に高めることができる。その結果、絶縁被膜の耐吸湿性が良好になる。そのため、コロイド状シリカの平均粒径は5nm〜50nmが好ましく、平均粒径が6nm〜15nmであるとより好ましい。
また、コロイド状シリカの種類としては、溶液の液性がアルカリ性、中性、酸性のいずれのものでも使用可能であるが、特にコロイド状シリカの表面にAl処理を施したものが溶液安定性に優れており好ましい。
また、コロイド状シリカの形状は特に限定されないが、造膜性の観点から、不定形もしくはビーズ状にシリカが連なった形状が好ましい。
コロイド状シリカの配合量がリン酸金属塩100質量部に対して20質量部未満であれば、十分な張力付与効果が得られない。一方、150質量部超であれば、絶縁被膜の結晶化度が過剰に高くなり、絶縁被膜に割れや剥離などの欠陥が発生しやすくなる。好ましくは、リン酸金属塩100質量部に対し、コロイド状シリカは35〜90質量部である。より好ましくは、リン酸金属塩100質量部に対し、コロイド状シリカは40〜55質量部である。絶縁被膜におけるこれら成分の存在割合は、絶縁被膜を形成するための処理剤における配合割合と同等である。
リン酸金属塩の結晶化度が低い場合には、表面が平滑で被膜張力が高く、耐食性に優れた被膜が得られる。しかしながら、リン酸金属塩の結晶化度が2%未満の場合、リン酸金属塩の種類によっては絶縁被膜形成後にも縮重合反応が進行し、その結果、余剰のリン酸が生成することにより吸湿したり、絶縁被膜の耐食性が劣化する場合がある。そのため、リン酸金属塩の結晶化度は、2%以上である。一方、結晶化度が40%超では被膜張力が劣化するおそれがある。そのため、リン酸金属塩の結晶化度は、40%以下である。リン酸金属塩の結晶化度は、より好ましくは5〜20%の範囲である。
X=C/(C+A)×100 (1)
C:結晶性散乱強度、A:非晶質散乱強度
絶縁被膜には、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、サイアロン、コージェライトのうちから選ばれた1種または2種以上の微粒子が含まれる。含有させるために添加する微粒子は、上記のいずれかを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いても構わないし、安定剤等で一部に有機物が配合されたものを用いても構わない。
従来、価数が2価、3価、4価と多様なリン酸金属塩を処理剤に混合することで、処理剤が不安定になることがあった。しかしながら、本実施形態では炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、サイアロン、コージェライトのうちから選んだ1種または2種以上の特定粒径の微粒子を処理剤に添加することでコーティング処理液の安定性が良好となる。また、上記の微粒子を絶縁被膜に含有させることによって、リン酸金属塩の結晶化度を制御することができるので、被膜張力の高い絶縁被膜が得られる。また、微粒子を絶縁被膜に含有させることによって、絶縁被膜のすべり性も向上する。
これらの微粒子はいずれも、熱膨張係数が低く、また、六方晶や立方晶など対称性がある結晶構造を有している。炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、サイアロン、コージェライトのうちから選んだ1種または2種以上の微粒子の晶系が、六方晶あるいは立方晶であると、リン酸金属塩をより結晶化させる能力が期待できるので好ましい。微粒子が六方晶窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはコージェライトであればより好ましい。
絶縁被膜中の微粒子の存在割合は、以下の方法で求めることができる。
すなわち、一定面積の絶縁被膜を鋼板から剥離し、剥離した絶縁被膜の重量を測定した上で、剥離した絶縁被膜をアルカリ溶液に溶解させることによって、アルカリ溶液に溶解しがたい微粒子を分離する。この分離した微粒子の重量を測定し、予め測定した絶縁被膜の重量に対する割合を求めること(重量法)によって絶縁被膜中の微粒子の存在割合を求めることができる。
微粒子の平均粒径は、マイクロトラック法によって求めることができる。マイクロトラック法とは、レーザー回折法またはレーザー回折・散乱法とも呼ばれるもので、測定時には、超音波による前処理を5分間行って疑似的な凝集を解離させた後、透過率80%〜90%に設定した上で測定する。屈折率については、既知の数値がある場合にはそれを用いるのが良いが、屈折率が判明していない場合には、屈折率を変えて3回以上測定し、他の測定原理と粒度分布の形状が最も良く合致する屈折率を採用することとする。
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜では、絶縁被膜の焼き付け条件等の調整、または、含有させる微粒子の種類に応じた適切な界面活性剤を用いることによって、所定の粒径かつ存在割合で微粒子が含まれる。
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜では、クロムを含まない。これは、クロムの含有量が検出限界以下(多くても10ppm未満)であることを示す。
表面に凹凸が存在することで、鉄芯を製造する際の絶縁被膜のすべり性が向上し、また、鉄芯における鋼板の占積率も向上する。圧延方向の算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以上であり、圧延方向と直角方向の算術平均粗さ(Ra)が0.3μm以上であれば、すべり性が改善し鉄芯製造時の生産性が向上する。また、圧延方向の算術平均粗さ(Ra)が0.4μm以下であり、圧延方向と直角方向の算術平均粗さ(Ra)が0.6μm以下であれば、鉄芯における鋼板の占積率が増大して、積層鉄芯の磁気特性が向上する。そのため、絶縁被膜の表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)で、圧延方向において0.1〜0.4μmの範囲であり、圧延方向に対して直角方向において0.3〜0.6μmの範囲であることが好ましい。
絶縁被膜の表面にこのような凹凸が形成される原因は、例えば圧延方向に沿ってロールコーター等で塗布され焼き付けられた、絶縁被膜中に存在する微粒子の一部が、絶縁被膜の表面に露出するためであると推測される。
算術平均粗さは、JISB0601:(2013年版)に準じて、測定することによって求める。
上記絶縁被膜を付着させる鋼板は方向性電磁鋼板であれば、特に制限はない。しかしながら、例えば、特開平7−268567号公報に開示されている技術を用いて製造した方向性電磁鋼板、即ち、質量%で、Cを0.005%以下、Siを2.5〜7.0%含有し、平均結晶粒径が1〜10mmであり、結晶方位が(110)[001]の理想方位に対して、平均値で圧延方向に8°以下の方位のズレを有する方向性電磁鋼板等を用いることが好ましい。
本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、製造方法によらず、上述の構成を有していれば、その効果が得られる。しかしながら、例えば以下のような、鋼板表面に処理剤を塗布し、乾燥させ、更に焼き付けを行う工程を含む製造方法によれば、安定して得られるので好ましい。
焼き付け処理時の昇温速度は30℃/秒〜100℃/秒の範囲が好ましい。昇温速度を上記の範囲にすることで、結晶化度を2〜40%の範囲に容易に制御できる。昇温速度が30℃/秒未満であると、結晶化が過剰に進行してしまう恐れがあるので好ましくない。一方、昇温速度が100℃/秒超であると、逆に結晶化が進みにくくなる恐れがあるので好ましくない。昇温速度は、40℃/秒〜70℃/秒の範囲がより好ましい。
焼き付け処理時の均熱温度は800℃〜1000℃の範囲が好ましい。均熱温度が800℃未満であると張力が十分に付与されない。一方、均熱温度が1000℃を超えると絶縁被膜に亀裂が生じ、被膜張力が低下したり絶縁性などが低下するおそれがある。均熱温度は、880℃〜950℃の範囲がより好ましい。
均熱時間は、10秒〜60秒の範囲が好ましい。均熱保持時間が10秒未満であると焼き付きが不足して吸湿性が劣化するおそれがある。一方、均熱保持時間が60秒以上では、絶縁被膜に疵が入りやすくなる。均熱時間は、15秒〜30秒の範囲がより好ましい。
焼付け後(均熱後)の鋼板を、20℃/秒から100℃/秒の平均冷却速度で200℃以下まで非酸化雰囲気中で冷却する。好ましい平均冷却速度は50℃/秒から100℃/秒である。
この条件で絶縁被膜を焼き付けることにより、リン酸金属塩の結晶化度を2〜40%の範囲とし、かつ、微粒子を所定の範囲で含む絶縁被膜を得ることができる。
密着性は、30mm×200mmの鋼板サンプルにセロテープ(登録商標)を貼り付けた後、10mmφ、20mmφ、30mmφの直径の丸棒に巻き付けて曲げた後、セロテープ(登録商標)を剥がして剥離状況を観察し、下記0〜30で評価し、10以下を合格とした。
0:10mmφでも剥離無し
10:10mmφで剥離
20:20mmφで剥離
30:30mmφで剥離
C:結晶性散乱強度、A:非晶質散乱強度。
Claims (5)
- 鋼板と、
前記鋼板の表面に形成された絶縁被膜と、
を有し、
前記絶縁被膜は、
リン酸金属塩とコロイド状シリカとを含有し、前記リン酸金属塩100質量部に対し、前記コロイド状シリカが20〜150質量部であり、
さらに、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、サイアロン、コージェライトのうちから選ばれた1種または2種以上の微粒子を、前記リン酸金属塩100質量部に対し、0.5〜7質量部含有し、
前記微粒子の平均粒径が0.3〜7.0μmであり、
前記リン酸金属塩の結晶化度が2〜40%であり、
クロムを含有しない
ことを特徴とする方向性電磁鋼板。 - 前記リン酸金属塩が、Al、Ba、Co、Fe、Mg、Mn、Ni及びZnの中から選ばれる1種又は2種以上の金属塩であることを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記絶縁被膜の算術平均粗さRaが、圧延方向において0.1〜0.4μmの範囲であり、圧延方向と直角方向において0.3〜0.6μmの範囲である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の方向性電磁鋼板。 - 前記鋼板が、質量%で、
C:0.005%以下、
Si:2.5〜7.0%
含有し、
前記鋼板の組織において、平均結晶粒径が1〜10mmであり、結晶方位が、(110)[001]の理想方位に対し、平均値で圧延方向に8°以下の方位のズレを有する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の方向性電磁鋼板。 - 前記鋼板と前記絶縁被膜との間に、更に、フォルステライト被膜を有する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の方向性電磁鋼板。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016213783 | 2016-10-31 | ||
JP2016213783 | 2016-10-31 | ||
PCT/JP2017/039375 WO2018079845A1 (ja) | 2016-10-31 | 2017-10-31 | 方向性電磁鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018079845A1 true JPWO2018079845A1 (ja) | 2019-09-26 |
JP6729710B2 JP6729710B2 (ja) | 2020-07-22 |
Family
ID=62025148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018547226A Active JP6729710B2 (ja) | 2016-10-31 | 2017-10-31 | 方向性電磁鋼板 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11535943B2 (ja) |
EP (1) | EP3533901A4 (ja) |
JP (1) | JP6729710B2 (ja) |
KR (1) | KR102268306B1 (ja) |
CN (1) | CN109983158A (ja) |
RU (1) | RU2726523C1 (ja) |
WO (1) | WO2018079845A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL3913109T3 (pl) * | 2019-01-16 | 2024-03-25 | Nippon Steel Corporation | Blacha cienka ze stali elektrotechnicznej o ziarnach zorientowanych i sposób jej wytwarzania |
EP3913107B1 (en) * | 2019-01-16 | 2023-11-08 | Nippon Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same |
JP7352108B2 (ja) * | 2019-09-19 | 2023-09-28 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
EP4015095A4 (en) * | 2019-10-31 | 2022-11-02 | JFE Steel Corporation | METHOD OF PRODUCTION OF COATING AND METHOD OF PRODUCTION OF ELECTROMAGNETIC STEEL PLATE WITH INSULATING COATING |
WO2021084793A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | Jfeスチール株式会社 | 絶縁被膜付き電磁鋼板 |
US20240102172A1 (en) * | 2019-10-31 | 2024-03-28 | Jfe Steel Corporation | Electrical steel sheet with insulating film |
JP7356017B2 (ja) * | 2019-11-12 | 2023-10-04 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法 |
CN114729456B (zh) * | 2019-11-21 | 2024-04-12 | 日本制铁株式会社 | 无方向性电磁钢板及其制造方法 |
KR102597512B1 (ko) * | 2020-12-22 | 2023-11-01 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그의 제조방법 |
JPWO2023112421A1 (ja) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | ||
CN116013678B (zh) * | 2023-03-02 | 2023-10-17 | 深圳信义磁性材料有限公司 | 一种低损耗的铁硅磁粉芯材料的制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000178760A (ja) * | 1998-12-08 | 2000-06-27 | Nippon Steel Corp | クロムを含まない表面処理剤及びそれを用いた方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP2007023329A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Nippon Steel Corp | クロムを含有しない電磁鋼板用絶縁被膜剤 |
JP2007217758A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Nippon Steel Corp | 方向性電磁鋼板とその絶縁被膜処理方法 |
JP2009057591A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Jfe Steel Kk | 方向性電磁鋼板用クロムフリー絶縁被膜処理液および絶縁被膜付方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP2012158799A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Jfe Steel Corp | クロムレス張力被膜用処理液およびクロムレス張力被膜の形成方法 |
JP2016176138A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | Jfeスチール株式会社 | 絶縁被膜付き電磁鋼板および積層電磁鋼板ならびにそれらの製造方法 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE789262A (fr) | 1971-09-27 | 1973-01-15 | Nippon Steel Corp | Procede de formation d'un film isolant sur un feuillard d'acierau silicium oriente |
JPS5328375A (en) | 1976-08-11 | 1978-03-16 | Fujitsu Ltd | Inspecting method |
JPS54143737A (en) | 1978-04-28 | 1979-11-09 | Kawasaki Steel Co | Formation of chromiummfree insulating top coating for directional silicon steel plate |
JPS5934604B2 (ja) | 1980-06-19 | 1984-08-23 | 富士通株式会社 | 粉体回収装置 |
JPH01147074A (ja) | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Kawasaki Steel Corp | 歪取り焼鈍による特性劣化がない方向性けい素鋼板 |
JP3380817B2 (ja) | 1993-06-18 | 2003-02-24 | 紀和化学工業株式会社 | 積層樹脂フィルム |
JPH07268567A (ja) | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Nippon Steel Corp | 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板 |
JP3379061B2 (ja) | 1997-08-28 | 2003-02-17 | 新日本製鐵株式会社 | 高張力絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板とその処理方法 |
TWI270578B (en) * | 2004-11-10 | 2007-01-11 | Jfe Steel Corp | Grain oriented electromagnetic steel plate and method for producing the same |
PL2022874T3 (pl) | 2006-05-19 | 2012-12-31 | Nippon Steel Corp | Teksturowana elektrotechniczna blacha stalowa mająca film izolacyjny o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i sposób obróbki filmu izolacyjnego |
JP5194641B2 (ja) | 2007-08-23 | 2013-05-08 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板用絶縁被膜処理液および絶縁被膜付方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP5309735B2 (ja) | 2008-07-03 | 2013-10-09 | 新日鐵住金株式会社 | 絶縁被膜処理剤と該被膜処理剤を塗布した方向性電磁鋼板及びその絶縁被膜処理方法 |
PL2548977T3 (pl) | 2010-03-17 | 2015-10-30 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Sposób wytwarzania elektromagnetycznie zorientowanego arkusza stali |
WO2013099160A1 (ja) | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
WO2013099455A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Jfeスチール株式会社 | コーティング付き方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
EP2876173B9 (en) * | 2012-07-20 | 2019-06-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet |
KR101677883B1 (ko) | 2013-09-19 | 2016-11-18 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법 |
JP6225759B2 (ja) | 2014-03-10 | 2017-11-08 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP6384961B2 (ja) | 2015-05-13 | 2018-09-05 | 日本電信電話株式会社 | カメラキャリブレーション装置、カメラキャリブレーション方法、カメラキャリブレーションプログラム及び記録媒体 |
-
2017
- 2017-10-31 WO PCT/JP2017/039375 patent/WO2018079845A1/ja unknown
- 2017-10-31 JP JP2018547226A patent/JP6729710B2/ja active Active
- 2017-10-31 US US16/343,452 patent/US11535943B2/en active Active
- 2017-10-31 KR KR1020197013047A patent/KR102268306B1/ko active IP Right Grant
- 2017-10-31 RU RU2019113767A patent/RU2726523C1/ru active
- 2017-10-31 CN CN201780065794.1A patent/CN109983158A/zh active Pending
- 2017-10-31 EP EP17864894.5A patent/EP3533901A4/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000178760A (ja) * | 1998-12-08 | 2000-06-27 | Nippon Steel Corp | クロムを含まない表面処理剤及びそれを用いた方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP2007023329A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Nippon Steel Corp | クロムを含有しない電磁鋼板用絶縁被膜剤 |
JP2007217758A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Nippon Steel Corp | 方向性電磁鋼板とその絶縁被膜処理方法 |
JP2009057591A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Jfe Steel Kk | 方向性電磁鋼板用クロムフリー絶縁被膜処理液および絶縁被膜付方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP2012158799A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Jfe Steel Corp | クロムレス張力被膜用処理液およびクロムレス張力被膜の形成方法 |
JP2016176138A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | Jfeスチール株式会社 | 絶縁被膜付き電磁鋼板および積層電磁鋼板ならびにそれらの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11535943B2 (en) | 2022-12-27 |
EP3533901A4 (en) | 2020-06-17 |
US20190271087A1 (en) | 2019-09-05 |
BR112019008234A2 (pt) | 2019-07-09 |
WO2018079845A1 (ja) | 2018-05-03 |
RU2726523C1 (ru) | 2020-07-14 |
JP6729710B2 (ja) | 2020-07-22 |
EP3533901A1 (en) | 2019-09-04 |
KR102268306B1 (ko) | 2021-06-23 |
KR20190065370A (ko) | 2019-06-11 |
CN109983158A (zh) | 2019-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6729710B2 (ja) | 方向性電磁鋼板 | |
JP5063902B2 (ja) | 方向性電磁鋼板とその絶縁被膜処理方法 | |
JP6547835B2 (ja) | 方向性電磁鋼板、及び方向性電磁鋼板の製造方法 | |
KR101677883B1 (ko) | 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법 | |
KR101763085B1 (ko) | 자기 특성 및 피막 밀착성이 우수한 방향성 전기 강판 | |
JP6463458B2 (ja) | 方向性電磁鋼板用予備コーティング剤組成物、これを含む方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
JP5309735B2 (ja) | 絶縁被膜処理剤と該被膜処理剤を塗布した方向性電磁鋼板及びその絶縁被膜処理方法 | |
WO2020149321A1 (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP6682888B2 (ja) | 方向性電磁鋼板の絶縁被膜用処理剤、方向性電磁鋼板、及び、方向性電磁鋼板の絶縁被膜処理方法 | |
WO2020149347A1 (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP6558325B2 (ja) | クロムフリー張力被膜形成用処理液、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板の製造方法およびトランス用コア | |
CN114106593B (zh) | 一种用于取向硅钢表面涂层的涂料、取向硅钢板及其制造方法 | |
JP2011202224A (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP7339549B2 (ja) | フォルステライト皮膜を有しない絶縁皮膜密着性に優れる方向性電磁鋼板 | |
WO2020149326A1 (ja) | 方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JPH10121259A (ja) | 皮膜特性の優れる絶縁皮膜剤及びそれを用いた方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP4626155B2 (ja) | 低磁場磁気特性の経時安定性に優れた方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
JP2022097004A (ja) | 方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
BR112019008234B1 (pt) | Chapa de aço elétrico com grão orientado e seu método de produção | |
KR20220044836A (ko) | 방향성 전자 강판의 제조 방법 | |
CN117551364A (zh) | 一种取向硅钢表面涂层用涂液、使用其制成的取向硅钢板及其制造方法 | |
KR20220067546A (ko) | 피막 형성 방법 및 절연 피막 부착 전자 강판의 제조 방법 | |
BR112018004771B1 (pt) | Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção de chapa de aço elétrico com grão orientado | |
JP2004315915A (ja) | 一方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200403 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200615 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6729710 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |