BR112017020757B1

BR112017020757B1 - Métodos de fabricar uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante

Info

Publication number: BR112017020757B1
Application number: BR112017020757-5A
Authority: BR
Inventors: Takashi Terashima; Kazutoshi Hanada; Ryuichi Suehiro; Makoto Watanabe; Toshito Takamiya
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2022-11-01
Also published as: RU2675887C1; JP6332453B2; CN107429401A; BR112017020757A2; EP3276043A1; JPWO2016158325A1; WO2016158325A1; EP3276043B1; US10920323B2; KR102007107B1; CN107429401B; EP3276043A4; KR20170116130A; US20180080127A1

Abstract

CHAPA DE AÇO MAGNÉTICO ORIENTADO REVESTIDA POR ISOLAMENTO E MÉTODO PARA FABRICAR A MESMA. Fornecidos são uma chapa de aço magnético orientado revestida por isolamento tendo um revestimento isolante de excelente resistência ao calor, e um método para fabricar a mesma. Esta chapa de aço magnético orientado revestida por isolamento tem uma chapa de aço magnético orientado, e um revestimento isolante arranjado sobre a superfície da chapa de aço magnético orientado. O revestimento isolante contém Si, P, e O, e pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al, e Mn, a margem de absorção de K do P no revestimento isolante tendo um espectro de XAFS que exibe três picos de absorção de 2156 eV a 2180 eV.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001]A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante, e um método de fabricar a mesma.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002]Em geral, uma chapa de aço elétrico de grão orientado (em seguida também referida simplesmente como “chapa de aço”) é fornecida com um revestimento em sua superfície para comunicar propriedades de isolamento, usinabilidade, resistência à corrosão e outras propriedades. Um tal revestimento de superfície inclui um revestimento interno principalmente composto de forsterita e formado em recozimento de acabamento final, e um revestimento de topo com base em fosfato formado sobre o revestimento interno.

[003]Dos revestimentos formados sobre a superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado, apenas o revestimento de topo citado por último é em seguida chamado “revestimento isolante”.

[004]Estes revestimentos são formados em temperatura alta e têm ainda um coeficiente baixo de expansão térmica, e são, portanto, eficazes em comunicar tensão à chapa de aço devido a uma diferença no coeficiente de expansão térmica entre a chapa de aço e os revestimentos quando a temperatura cai até a temperatura ambiente, reduzindo assim a perda de ferro da chapa de aço. Consequentemente, os revestimentos são necessários para comunicar a tensão mais alta possível ao aço.

[005]De modo a satisfazer um tal requisito, por exemplo, as Literaturas de Patente 1 e 2 divulgam revestimentos isolantes todos formados usando uma solução de tratamento contendo um fosfato (por exemplo, fosfato de alumínio, fosfato de magnésio), sílica coloidal, e anidrido crômico.

[006]Nos últimos anos, revestimentos isolantes isentos de Cr também estão sob desenvolvimento para satisfazer a demanda crescente quanto à proteção ambiental, e por exemplo, a Literatura de Patente 3 divulga uma técnica usando um óxido coloidal ao invés de anidrido crômico.

[007]A chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante pode ser em seguida também simplesmente chamada “chapa de aço elétrico de grão orientado” ou “chapa de aço”.

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[008]Literatura de Patente 1: JP 48-39338 A

[009]Literatura de Patente 2: JP 50-79442 A

[010]Literatura de Patente 3: JP 2000-169972 A

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS TÉCNICOS

[011]Usuários de chapas de aço elétrico de grão orientado, e em particular clientes que fabricam transformadores de núcleo enrolado realizam recozimento de alívio de tensão em uma temperatura excedendo 800 °C depois da formação de núcleos para transformadores de núcleo enrolado através da laminação de chapas de aço para liberar desse modo a tensão gerada na formação dos núcleos, eliminando assim a deterioração das propriedades magnéticas.

[012]Nesta etapa, quando o revestimento isolante é baixo em resistência ao calor, chapas de aço laminadas podem aderir uma à outra para reduzir a usinabilidade na etapa subsequente. Aderência também pode deteriorar as propriedades magnéticas.

[013]Os inventores da presente invenção estudaram os revestimentos isolantes divulgados nas Literaturas de Patente 1 a 3, e como um resultado descobriram que a aderência pode não ser adequadamente suprimida devido à resistência ao calor insuficiente.

[014]A presente invenção foi feita em vista do acima e visa fornecer uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante tendo um revestimento isolante altamente resistente ao calor, e um método de fabricar a mesma.

SOLUÇÃO PARA OS PROBLEMAS

[015]Os inventores da presente invenção fizeram um estudo intenso para obter o objetivo descrito acima, e como um resultado descobriram que variações no estado de ligações P-O em um revestimento isolante têm uma influência sobre se a resistência ao calor for boa, e também descobriram uma técnica para controlar o estado das ligações P-O no revestimento isolante a estar em um estado mostrando boa resistência ao calor. A presente invenção foi concluída deste modo.

[016]Especificamente, a invenção fornece os (1) a (6) seguintes. (1) Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante, compreendendo: uma chapa de aço elétrico de grão orientado; e um revestimento isolante fornecido sobre uma superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado, em que o revestimento isolante contém pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e Si, P, e O, e em que um Espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV. (2) Um método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com (1) acima, a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante sendo obtida realizando-se cozimento depois de aplicar uma solução de tratamento a uma superfície de uma chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento, em que a solução de tratamento contém um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal, em que um teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido é 50 a 150 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato, e em que as condições do cozimento em que uma temperatura de cozimento T (unidade: °C) varia de 850 < T < 1000, uma concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) em uma atmosfera de cozimento varia de 0,3 < H2 < 230 - 0,2T, e um tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T varia de 5 < Tempo < 860 - 0,8T são satisfeitas. (3) O método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com (2) acima, em que a chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento e tendo a solução de tratamento aplicada a esta é mantida em uma temperatura de 150 a 450 °C por 10 segundos ou mais antes de ser submetida ao cozimento. (4) Um método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com (1) acima, a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante sendo obtida realizando-se cozimento e tratamento do plasma nesta ordem depois de aplicar uma solução de tratamento a uma superfície de uma chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento, em que a solução de tratamento contém um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal, em que um teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido é 50 a 150 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato, em que as condições do cozimento em que uma temperatura de cozimento T (unidade: °C) varia de 800 < T < 1000, uma concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) em uma atmosfera de cozimento varia de 0 < H2 < 230 - 0,2T, e um tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T varia de Tempo < 300 são satisfeitas, e em que o tratamento do plasma é um tratamento que inclui irradiar a superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado depois do cozimento com plasma gerado a partir de gás de plasma contendo pelo menos 0,3 % em vol de hidrogênio por 0,10 segundos ou mais. (5) O método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com (4) acima, em que a chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento e tendo a solução de tratamento aplicada a esta é mantida em uma temperatura de 150 a 450 °C por 10 segundos ou mais antes de ser submetida ao cozimento e ao tratamento do plasma. (6) O método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com qualquer um de (2) a (5) acima, em que quando pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, e W é denotado por M, a solução de tratamento contém ainda um composto de M, e o composto de M está contido na solução de tratamento em uma quantidade em termos de óxido de 10 a 100 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[017]A presente invenção pode fornecer uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante tendo um revestimento isolante altamente resistente ao calor, e um método de fabricar a mesma.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[018][FIG. 1] A FIG. 1 mostra espectros de XAFS de margem de absorção de K do P em revestimentos isolantes e reagentes de referência.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO Descobertas Feitas pelos Inventores

[019]Descobertas de XAFS (estrutura fina de absorção de raio X) que levaram os inventores a concluir a presente invenção são primeiro descritas.

[020]Uma chapa de aço elétrico de grão orientado que foi fabricada por um método conhecido, tinha uma espessura da chapa de 0,23 mm, e passou por recozimento de acabamento foi cisalhada a um tamanho de 300 mm x 100 mm, e um separador de recozimento não reagido foi removido. Posteriormente, recozimento de alívio de tensão (800 °C, 2 horas, atmosfera de N2) foi realizado.

[021]Em seguida, uma solução de tratamento para a formação de revestimento isolante foi aplicada à chapa de aço que foi levemente decapada em ácido fosfórico a 5 % em massa. A solução de tratamento continha 100 partes em massa (em termos de teor de sólido) de uma solução aquosa de fosfato primário de alumínio e 80 partes em massa (em termos de teor de sólido) de sílica coloidal, e a solução de tratamento foi aplicada de modo que a quantidade de revestimento em ambas as superfícies depois do cozimento torna-se 10 g/m2.

[022]A chapa de aço à qual a solução de tratamento foi aplicada foi colocada em um forno de secagem, e seca a 300 °C por 1 minuto. Depois, a chapa de aço foi cozida sob duas condições de cozimento diferentes para obter dois tipos de chapas de aço elétrico de grão orientado todas com um revestimento isolante. Uma primeira condição de cozimento (condição de cozimento 1) envolveu cozimento de 1 minuto a 850 °C em uma atmosfera de N2 a 100 %. Uma segunda condição de cozimento (condição de cozimento 2) envolveu cozimento de 30 segundos a 900 °C em uma atmosfera mista de 95 % em vol de nitrogênio e 5 % em vol de hidrogênio.

[023]Por razões de conveniência, um revestimento isolante de uma chapa de aço obtida sob a condição de cozimento 1 e um revestimento isolante de uma chapa de aço obtida sob a condição de cozimento 2 pode ser referido como “revestimento isolante A” e “revestimento isolante B,” respectivamente.

[024]Em seguida, a resistência ao calor do revestimento isolante A e do revestimento isolante B foi avaliada por um teste de queda de peso. Especificamente, cada chapa de aço resultante foi cisalhada em espécimes medindo 50 mm x 50 mm, 10 espécimes foram empilhados no topo um do outro, e recozimento sob uma carga compressiva de 2 kg/cm2 foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio a 830 °C por 3 horas. Depois, um peso de 500 g caiu de alturas de 20 a 120 cm em intervalos de 20 cm para avaliar a resistência ao calor do revestimento isolante com base na altura do peso (altura da queda) em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro. Em um caso em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro depois do recozimento sob carga compressiva mas antes do teste de queda de peso, a altura da queda foi ajustada para 0 cm.

[025]Quando os espécimes foram separados um do outro em uma altura da queda de 40 cm ou menos, o revestimento isolante foi classificado como tendo excelente resistência ao calor. O revestimento isolante A mostrou uma altura da queda de 100 cm e foi inferior em resistência ao calor. Por outro lado, foi confirmado que o revestimento isolante B mostrou uma altura da queda de 40 cm e exibiu boa resistência ao calor.

[026]O revestimento isolante A e o revestimento isolante B que são assim diferentes em altura da queda (resistência ao calor) foram intensamente estudados quanto às diferenças entre os mesmos, e como um resultado, foi descoberto que os revestimentos isolantes são diferentes em espectro de XAFS de margem de absorção de K do P. Isto é descrito abaixo.

[027]De modo a verificar o estado de ligação de P no revestimento isolante A e no revestimento isolante B, medição de XAFS de margem de absorção de K do P (2146 eV) foi realizada por um método de rendimento de elétron total (TEY) usando uma linha de feixe de raio X mole BL-27A da Photon Factory no Institute of Materials Structure Science da High Energy Accelerator Research Organization (KEK-PF). Esta medição não depende de uma instalação de medição e uma linha de feixe mas também pode ser realizado em outras instalações de radiação de sincrotron (por exemplo, SPring-8, Ritsumeikan University SR Center). Apenas para certificar, é preferido na medição medir FePO4, por exemplo, como um material de referência para ajustar a linha branca em 2153 eV ou medir vários reagentes de fosfato de magnésio para verificar a precisão absoluta na posição de pico. A intensidade de absorção também pode ser normalizada para cada medição usando malha de Ni ou semelhantes.

[028]A FIG. 1 mostra espectros de XAFS de margem de absorção de K do P em revestimentos isolantes e reagentes de referência. Especificamente, a FIG. 1 mostra espectros de XAFS de margem de absorção de K do P no revestimento isolante A e no revestimento isolante B assim como cinco tipos de reagentes de referência (fosfato primário de magnésio, metafosfato de magnésio, fosfato secundário de magnésio, pirofosfato de magnésio, e fosfato terciário de magnésio). Cada espectro tem um ou mais picos de absorção (correspondendo a estruturas finas) presentes entre 2156 eV e 2180 eV. Uma comparação entre o revestimento isolante A inferior em resistência ao calor (condição de cozimento 1) e o revestimento isolante B superior em resistência ao calor (condição de cozimento 2) mostrou que eles têm diferentes picos de absorção presentes entre 2156 eV e 2180 eV, e o revestimento isolante A tem um pico forte perto de 2172 eV, ao passo que o revestimento isolante B tem três picos perto de 2158 eV, 2165 eV e 2172 eV.

[029]A partir da examinação do estado de P por comparação aos picos dos reagentes de referência, é presumido que P no revestimento isolante A inferior em resistência ao calor está no estado mais próximo ao material de fosfato primário mesmo depois do cozimento, ao passo que P no revestimento isolante B superior em resistência ao calor é mais próximo ao estado de P no fosfato terciário.

[030]Um fosfato primário é convertido em um fosfato secundário e ainda um fosfato terciário como um resultado da condensação com desidratação do fosfato, e consequentemente é presumido que uma reação de condensação do fosfato procede no revestimento isolante B superior em resistência ao calor. É presumido que, quando a reação de condensação procede, o número de ligações P-O é aumentado para reforçar a estrutura enquanto aumentando a viscosidade do revestimento isolante principalmente vítreo em temperatura alta, por meio da qual a aderência é menos provável de ocorrer e a resistência ao calor é melhorada.

[031]Em seguida, uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com a invenção é descrita novamente antes de descrever também seu método de fabricação.

Chapa de Aço Elétrico de Grão Orientado com Revestimento Isolante

[032]A chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com a invenção (em seguida também referida simplesmente como “chapa de aço elétrico de grão orientado da invenção” ou “chapa de aço da invenção”) inclui uma chapa de aço elétrico de grão orientado; e um revestimento isolante fornecido sobre uma superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado, em que o revestimento isolante contém pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e Si, P, e O, e em que um espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV.

[033]Os respectivos elementos contidos no revestimento isolante podem ser verificados quanto à sua presença por um método convencionalmente conhecido, mas de acordo com a invenção, um revestimento isolante formado usando uma solução de tratamento contendo um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal é considerado como contendo pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e Si, P, e O.

[034]O espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante de acordo com a invenção mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV (ver FIG. 1). Isto mostra excelente resistência ao calor como descrito acima.

[035]A chapa de aço elétrico de grão orientado não é particularmente limitada mas uma chapa de aço elétrico de grão orientado convencionalmente conhecida pode ser usada. A chapa de aço elétrico de grão orientado é usualmente fabricada por um processo que envolve realizar laminação a quente de uma placa de aço contendo silício por meio de um método conhecido, realizar uma etapa de laminação a frio ou uma pluralidade de etapas de laminação a frio incluindo recozimento intermediário para acabar a placa de aço a uma espessura final, posteriormente realizar recozimento de recristalização primária, depois aplicar um separador de recozimento, e realizar recozimento de acabamento final.

Método de Fabricar Chapa de Aço Elétrico de Grão Orientado com Revestimento Isolante

[036]Em seguida, um método de fabricar uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com a invenção (em seguida também referido simplesmente como “método de fabricação da invenção”) que é obter a chapa de aço da invenção é descrito por via de formas de realização.

[037]A primeira e segunda formas de realização do método de fabricação da invenção são agora descritas.

Primeira Forma de Realização

[038]A primeira forma de realização do método de fabricação da invenção é um método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com a invenção, a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante sendo obtida realizando-se cozimento depois de aplicar uma solução de tratamento a uma superfície de uma chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento, em que a solução de tratamento contém um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal, em que um teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido é 50 a 150 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato, e em que as condições do cozimento em que uma temperatura de cozimento T (unidade: °C) varia de 850 < T < 1000, uma concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) em uma atmosfera de cozimento varia de 0,3 < H2 < 230 - 0,2T, e um tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T varia de 5 < Tempo < 860 - 0,8T são satisfeitas.

Solução de Tratamento

[039]A solução de tratamento é uma solução de tratamento para formar o revestimento isolante que contém pelo menos um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal.

Fosfato

[040]A espécie metálica do fosfato não é particularmente limitada contanto que pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn seja usado. Fosfatos de metais alcalinos (por exemplo, Li e Na) são significantemente inferiores em resistência ao calor e resistência à absorção de umidade de um revestimento isolante resultante e consequentemente inapropriados.

[041]Os fosfatos podem ser usados isoladamente ou em combinação de dois ou mais. Valores de propriedade física do revestimento isolante resultante podem ser precisamente controlados usando-se dois ou mais fosfatos em combinação.

[042]Um fosfato primário (bifosfato) é vantajosamente usado como um tal fosfato a partir do ponto de vista de disponibilidade.

Sílica Coloidal

[043]A sílica coloidal preferivelmente tem um tamanho de partícula médio de 5 a 200 nm, e mais preferivelmente 10 a 100 nm a partir do ponto de vista de disponibilidade e custos. O tamanho de partícula médio da sílica coloidal pode ser medido pelo método BET (em termos de área de superfície específica usando um método de adsorção). Também é possível usar ao contrário, um valor médio de valores de medição reais em uma micrografia eletrônica.

[044]O teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido de SiO2 é 50 a 150 partes em massa e preferivelmente 50 a 100 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato.

[045]Um teor muito baixo de sílica coloidal pode prejudicar o efeito de reduzir o coeficiente de expansão térmica do revestimento isolante, reduzindo assim a tensão a ser aplicada à chapa de aço. Por outro lado, um teor muito alto de sílica coloidal pode fazer com que a cristalização do revestimento isolante proceda facilmente no tempo de cozimento a ser descrito mais tarde, também reduzindo assim a tensão a ser aplicada à chapa de aço.

[046]Entretanto, quando o teor de sílica coloidal está dentro da faixa descrita acima, o revestimento isolante comunica uma tensão apropriada à chapa de aço e é altamente eficaz em melhorar a perda de ferro.

Composto de M

[047]De acordo com a invenção, quando pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, e W é denotado por M, a solução de tratamento pode conter ainda um composto de M. Com isto, o revestimento isolante tem uma tensão melhorada a ser aplicada à chapa de aço para ser altamente eficaz em melhorar a perda de ferro, e também tem uma excelente resistência à absorção de umidade.

[048]Embora a forma do composto de M contida na solução de tratamento não seja particularmente limitada, uma forma de sal metálico solúvel em água é particularmente preferida, e uma forma de óxido é preferida em seguida. Um óxido exemplar é um óxido particulado tendo um tamanho de partícula primário de 1 μm e preferivelmente 500 nm ou menos.

[049]Exemplos do composto de Ti incluem TiO2 e Ti2O3.

[050]Exemplos do composto de V incluem NH4VO3 e V2O5.

[051]Um composto de Cr exemplar é um composto de ácido crômico, exemplos específicos deste incluindo anidrido crômico (CrO3), um cromato, e um bicromato.

[052]Exemplos do composto de Mn incluem Mn(NO3)2 , MnSO4, e MnCO3.

[053]Exemplos do composto de Fe incluem (NH4)2Fe(SO4)2, Fe(NO3)3, FeSO4-7H2O, e Fe2O3.

[054]Exemplos do composto de Co incluem Co(NO3)2 e CoSO4.

[055]Exemplos do composto de Ni incluem Ni(NO3)2 e NiSO4.

[056]Exemplos do composto de Cu incluem Cu(NO3)2 e CuSO4-5H2O.

[057]Exemplos do composto de Zn incluem Zn(NO3)2, ZnSO4, e ZnCO3.

[058]Exemplos do composto de Zr incluem Zr(SO4)2-4H2O e ZrO2.

[059]Exemplos do composto de Mo incluem MoS2 e MoO2.

[060]Exemplos do composto de W incluem K2WO4 e WO3.

[061]Os compostos de M como descrito acima podem ser usados isoladamente ou em combinação de dois ou mais.

[062]O teor de composto de M na solução de tratamento em termos de óxido é preferivelmente 5 a 150 partes em massa e mais preferivelmente 10 a 100 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato.

[063]Quando o teor de composto de M é muito baixo, o efeito de melhoria pode não ser adequadamente obtido. Por outro lado, quando o teor de composto de M é muito alto, um revestimento vítreo denso servindo como o revestimento isolante pode não ser facilmente obtido para impedir a melhoria adequada da tensão a ser aplicada à chapa de aço.

[064]Entretanto, quando o teor de composto de M está dentro da faixa descrita acima, o revestimento isolante é mais altamente eficaz em melhorar a perda de ferro.

[065]A expressão “em termos de óxido” no teor de composto de M é especificamente ilustrada para cada uma das espécies metálicas de M, que é como segue:

[066]Ti: em termos de TiO2; V: em termos de V2O5; Cr: em termos de CrO3, Mn: em termos de MnO; Fe: em termos de FeO; Co: em termos de CoO; Ni; em termos de NiO; Cu; em termos de CuO; Zn: em termos de ZnO; Zr: em termos de ZrO2; Mo: em termos de MoO3; e W: em termos de WO3.

Aplicação da Solução de Tratamento

[067]O método de aplicar a solução de tratamento descrita acima à superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado não é particularmente limitado mas um método convencionalmente conhecido pode ser usado.

[068]A solução de tratamento é preferivelmente aplicada a ambas as superfícies da chapa de aço e mais preferivelmente aplicada de modo que a quantidade de revestimento em ambas as superfícies depois de cozimento torna-se 4 a 15 g/m2. A resistência ao isolamento interlaminar pode ser reduzida quando a quantidade de revestimento for muito pequena, ao passo que o fator de laminação pode ser mais reduzido quando a quantidade de revestimento for muito grande.

Secagem

[069]Visto que a umidade seca no processo de elevação da temperatura durante o cozimento, a secagem pode não ser realizada separadamente antes do cozimento. Entretanto, a solução de tratamento é preferivelmente suficientemente seca antes do cozimento e a chapa de aço elétrico de grão orientado tendo a solução de tratamento aplicada a esta é mais preferivelmente seca (submetida ao cozimento preliminar) antes do cozimento a partir do ponto de vista de impedir a formação de película deficiente devido ao aquecimento abrupto e também a partir do ponto de vista de que controlar o estado de ligação de fosfato através do tratamento de redução do revestimento isolante durante o cozimento, que é um aspecto característico da invenção, seja estavelmente realizado.

[070]Para ser mais específico, por exemplo, uma chapa de aço tendo a solução de tratamento aplicada a esta é preferivelmente colocada em um forno de secagem e mantida para a secagem a 150 a 450 °C por 10 segundos ou mais.

[071]Sob condições de menos do que 150 °C e/ou menos do que 10 segundos, a secagem pode não ser suficiente para obter um estado de ligação desejado, e em uma temperatura mais alta do que 450 °C, a chapa de aço pode ser oxidada durante a secagem. Ao contrário, sob condições de 150 a 450 °C e 10 segundos ou mais, a chapa de aço pode ser adequadamente seca enquanto suprimindo sua oxidação.

[072]Um tempo de secagem mais longo é preferido mas um tempo de secagem de 120 segundos ou menos é preferido porque a produtividade é facilmente reduzida quando o tempo de secagem excede 120 segundos.

Cozimento

[073]Em seguida, a chapa de aço elétrico de grão orientado seca depois da aplicação da solução de tratamento é cozida para formar o revestimento isolante.

[074]Como descrito acima, de modo a obter um revestimento isolante tendo excelente resistência ao calor, o espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante precisa mostrar três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV. Embora o método de formar um tal revestimento isolante não seja particularmente limitado, um método exemplar para obter a característica descrita acima precisa incluir apenas condições específicas para o cozimento. Para ser mais específico, as condições devem incluir 1) uma temperatura de cozimento mais alta (em seguida denotada por “T”), 2) uma concentração mais alta de hidrogênio (em seguida denotada por “H2”) na atmosfera de cozimento, e 3) um tempo de cozimento mais longo (em seguida denotado por “Tempo”) na temperatura de cozimento T.

[075]As respectivas condições são descritas abaixo em mais detalhe.

Temperatura de Cozimento T

[076]A temperatura de cozimento T (unidade: °C) é ajustada na faixa de 850 < T < 1000. A temperatura de cozimento (T) é ajustada para 850 °C ou mais de modo que o espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostre três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV. Por outro lado, quando a temperatura de cozimento (T) é muito alta, a cristalização do revestimento isolante principalmente vítreo procede excessivamente para reduzir a tensão a ser aplicada à chapa de aço. Portanto, a temperatura de cozimento é ajustada para 1000 °C ou menos.

Concentração de Hidrogênio H2

[077]A concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) na atmosfera de cozimento é ajustada na faixa de 0,3 < H2 < 230 - 0,2T. A concentração de hidrogênio (H2) é ajustada para 0,3 % em vol ou mais de modo que o espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostre três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV. Por outro lado, quando a concentração de hidrogênio (H2) é muito alta, a cristalização do revestimento isolante principalmente vítreo procede excessivamente. A concentração limite é relacionada à temperatura de cozimento (T) e é ajustada na faixa de H2 < 230 - 0,2T.

[078]O restante da atmosfera de cozimento exceto hidrogênio é preferivelmente um gás inerte, e mais preferivelmente nitrogênio.

Tempo de Cozimento Tempo

[079]O tempo de cozimento Tempo (unidade: s) é ajustado na faixa de 5 < Tempo < 860 - 0,8T. O tempo de cozimento (Tempo) é ajustado para 5 segundos ou mais de modo que o espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostre três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV. Por outro lado, quando o tempo de cozimento (Tempo) é muito longo, novamente, a cristalização do revestimento isolante procede excessivamente. O tempo limite é relacionado à temperatura de cozimento (T) e é ajustado na faixa de Tempo < 860 - 0,8T.

Segunda Forma de Realização

[080]Em seguida, o método de fabricação da invenção é descrito com referência à segunda forma de realização.

[081]Na primeira forma de realização precedente, uma descrição foi fornecida das condições de cozimento específicas para formar, como um revestimento isolante tendo excelente resistência ao calor, o revestimento isolante do qual o espectro de XAFS de margem de absorção de K do P mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV. Entretanto, mesmo quando as condições de cozimento na primeira forma de realização não são satisfeitas, por exemplo, pela falta da concentração de hidrogênio H2, o mesmo revestimento isolante como na primeira forma de realização é obtido realizando-se ainda tratamento do plasma sob condições específicas.

[082]Mais especificamente, a segunda forma de realização do método de fabricação da invenção é um método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante de acordo com a invenção, a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante sendo obtida realizando-se cozimento e tratamento do plasma nesta ordem depois de aplicar uma solução de tratamento a uma superfície de uma chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento, em que a solução de tratamento contém um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal, em que um teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido é 50 a 150 partes em massa com respeito a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato, em que as condições do cozimento em que uma temperatura de cozimento T (unidade: °C) varia de 800 < T < 1000, uma concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) em uma atmosfera de cozimento varia de 0 < H2 < 230 - 0,2T, e um tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T varia de Tempo < 300 são satisfeitas, e em que o tratamento do plasma é um tratamento que inclui irradiar a superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado depois do cozimento com plasma gerado a partir de gás de plasma contendo pelo menos 0,3 % em vol de hidrogênio por 0,10 segundos ou mais.

[083]Visto que condições (solução de tratamento usada, método de aplicação, e método de secagem) na segunda forma de realização são as mesmas como aquelas na primeira forma de realização exceto para o cozimento e tratamento do plasma, sua descrição é omitida.

Cozimento

[084]Na segunda forma de realização, é descoberto que o tratamento do plasma é realizado como o tratamento corretivo em um caso onde desempenho desejado não é obtido, e faixas aceitáveis das condições de cozimento são mais amplas do que aquelas na primeira forma de realização. Mesmo se a chapa de aço obtida na primeira forma de realização do método de fabricação da invenção for submetida ainda ao tratamento do plasma, bom desempenho não é prejudicado.

[085]Especificamente, como para a concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) na atmosfera de cozimento, 0,3 < H2 < 230 - 0,2T é satisfeito na primeira forma de realização mas 0 < H2 < 230 - 0,2T é ajustado na segunda forma de realização. Bom desempenho pode ser obtido mesmo no caso de 0 < H2 < 0,3 em que propriedades desejadas não foram obtidas de acordo com a primeira forma de realização.

[086]A temperatura de cozimento T (unidade: °C) também pode ser ajustada em um faixa mais ampla do que sob as condições na primeira forma de realização (850 < T < 1000), e está na faixa de 800 < T < 1000 na segunda forma de realização. Além disso, o tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T é ajustado na faixa de Tempo < 300.

Tratamento do Plasma

[087]Como descrito acima, mesmo se as condições de cozimento não satisfazem as condições na primeira forma de realização, um revestimento isolante que tem excelente resistência ao calor e do qual o espectro de XAFS de margem de absorção de K do P mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV é obtido realizando-se ainda tratamento do plasma específico.

[088]Para ser mais específico, uma superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado depois do cozimento é irradiada com plasma gerado a partir de gás de plasma contendo pelo menos 0,3 % em vol de hidrogênio por 0,10 segundos ou mais.

[089]O tratamento do plasma é frequentemente realizado em um vácuo, e plasma de vácuo pode ser adequadamente usado também na presente invenção. Entretanto, o tratamento do plasma não é limitado a isto mas, por exemplo, plasma na pressão atmosférica também pode ser usado. Agora simplesmente referindo-se ao plasma na pressão atmosférica, o plasma na pressão atmosférica é plasma gerado sob pressão atmosférica. A “pressão atmosférica” como usado aqui pode ser uma pressão próxima à pressão atmosférica, como exemplificado por uma pressão de 1,0 x 104 a 1,5 x 105 Pa.

[090]Por exemplo, uma voltagem de radiofrequência é aplicada entre eletrodos opostos no gás de plasma (gás de trabalho) sob pressão atmosférica até causar descarga para desse modo gerar plasma, e a superfície da chapa de aço é irradiada com o plasma.

[091]Nesta etapa, o gás de plasma (gás de trabalho) é necessário para conter pelo menos 0,3 % em vol de hidrogênio. Quando a concentração de hidrogênio é menos do que 0,3 % em vol, excelente resistência ao calor não é obtida mesmo depois do tratamento do plasma.

[092]O limite superior da concentração de hidrogênio no gás de plasma não é particularmente limitado, e é preferivelmente 50 % em vol ou menos e mais preferivelmente 10 % em vol ou menos.

[093]O resíduo gasoso do gás de plasma exceto hidrogênio preferivelmente inclui hélio e argônio por causa da geração de plasma fácil.

[094]O tratamento do plasma é preferivelmente realizado depois que a temperatura da chapa de aço cozida caiu para 100 °C ou menos. Em outras palavras, é preferível irradiar a superfície da chapa de aço cozida cuja temperatura caiu para 100 °C ou menos com plasma. Quando a temperatura é muito alta, a porção geradora de plasma pode ter uma temperatura alta para causar um defeito, mas o defeito pode ser suprimido a 100 °C ou menos.

[095]O tempo de irradiação de plasma é ajustado para 0,10 segundos ou mais porque um efeito benéfico não é obtido quando o tempo de irradiação de plasma é muito curto. Por outro lado, um tempo de irradiação de plasma muito longo não causa um problema nas propriedades do revestimento isolante, mas o limite superior do tempo de irradiação é preferivelmente 10 segundos ou menos a partir do ponto de vista de produtividade.

[096]A temperatura do gás de plasma (temperatura de saída) é preferivelmente 200 °C ou menos, e mais preferivelmente 150 °C ou menos a partir do ponto de vista de que nenhuma tensão térmica é aplicada à chapa de aço.

EXEMPLOS

[097]A presente invenção é descrita abaixo mais especificamente por via de exemplos. Entretanto, a presente invenção não é limitada a estes.

Exemplo Experimental 1 Fabricação da Chapa de Aço Elétrico de Grão Orientado com Revestimento Isolante

[098]Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma espessura da chapa de 0,23 mm (densidade de fluxo magnético B8: 1,912 T) que passou por recozimento de acabamento foi preparada. A chapa de aço foi cortada em um tamanho de 100 mm x 300 mm e decapada em ácido fosfórico a 5 % em massa. Depois, uma solução de tratamento preparada adicionando-se 50 partes em massa de sílica coloidal (AT-30 fabricado por ADEKA Corporation; tamanho de partícula médio: 10 nm) e 25 partes em massa de TiO2 com respeito a 100 partes em massa de um ou mais fosfatos listados na Tabela 1 abaixo foi aplicada de modo que a quantidade de revestimento em ambas as superfícies depois de cozimento torna-se 10 g/m2, e a chapa de aço depois foi colocada em um forno de secagem e seca a 300 °C por 1 minuto, e posteriormente cozida sob condições mostradas na Tabela 1 abaixo. Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi assim fabricada.

[099]Cada fosfato usado estava na forma de um solução aquosa de fosfato primário, e a Tabela 1 abaixo mostrou as quantidades em termos de teor de sólido. O restante da atmosfera de cozimento exceto hidrogênio foi ajustado para nitrogênio. ΔW

[0100]Em cada exemplo, a quantidade de mudança (ΔW) de perda de ferro foi determinada por uma expressão mostrada abaixo. Os resultados são mostrados na Tabela 1 abaixo.

• W17/50(C): perda de ferro imediatamente depois do cozimento • W17/50(R): perda de ferro imediatamente antes de aplicar a solução de tratamento (0,840 W/kg)

Número de Picos de XAFS

[0101]O revestimento isolante da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi submetido à medição de XAFS de margem de absorção de K do P por meio do método de rendimento de elétron total (TEY) na linha de feixe de raio X mole BL-27A de KEK-PF, e o número de picos de absorção que podem ser observados entre 2156 eV e 2180 eV no espectro de XAFS resultante foi contado. Os resultados são mostrados na Tabela 1 abaixo.

Altura da Queda (Resistência ao Calor)

[0102]A chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi cisalhada em espécimes medindo 50 mm x 50 mm, 10 espécimes foram empilhados no topo um do outro, e recozimento sob uma carga compressiva de 2 kg/cm2 foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio a 830 °C por 3 horas. Depois, um peso de 500 g caiu de alturas de 20 a 120 cm em intervalos de 20 cm para avaliar a resistência ao calor do revestimento isolante com base na altura do peso (altura da queda) em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro. Em um caso em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro depois do recozimento sob carga compressiva mas antes do teste de queda de peso, a altura da queda foi ajustada para 0 cm. Quando os espécimes foram separados um do outro em uma altura da queda de 40 cm ou menos, o revestimento isolante foi classificado como tendo excelente resistência ao calor. Os resultados são mostrados na Tabela 1 abaixo.

Fator de Laminação

[0103]O fator de laminação da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinado de acordo com JIS C 2550-5:2011. Como um resultado, em cada exemplo, o revestimento isolante não continha partículas finas de óxido ou semelhantes, e o fator de laminação foi, portanto, tão bom quanto 97,8 % ou mais.

Resistência à Corrosão

[0104]A taxa de enferrujamento da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinada depois de expor a chapa de aço a uma atmosfera de 40 °C e 100 % de umidade por 50 horas. Como um resultado, em cada exemplo, a taxa de enferrujamento foi 1 % ou menos, e a resistência à corrosão foi boa. Tabela 1

CE: Exemplo Comparativo IE: Exemplo Inventivo

[0105]Como mostrado na Tabela 1 acima, foi revelado que os revestimentos isolantes nos Exemplos Inventivos em cada um dos quais o espectro de XAFS mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV têm excelente resistência ao calor.

Exemplo Experimental 2 Fabricação da Chapa de Aço Elétrico de Grão Orientado com Revestimento Isolante

[0106]Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma espessura da chapa de 0,23 mm (densidade de fluxo magnético B8: 1,912 T) que passou por recozimento de acabamento foi preparada. A chapa de aço foi cortada em um tamanho de 100 mm x 300 mm e decapada em ácido fosfórico a 5 % em massa. Depois, uma solução de tratamento preparada adicionando-se 70 partes em massa de sílica coloidal (SNOWTEX 50 fabricado por Nissan Chemical Industries, Ltd.; tamanho de partícula médio: 30 nm) e ainda um composto de M em uma quantidade (em termos de óxido) mostrado na Tabela 2 abaixo com respeito a 100 partes em massa de um ou mais fosfatos listados na Tabela 2 abaixo foi aplicado de modo que a quantidade de revestimento em ambas as superfícies depois de cozimento torna- se 12 g/m2, e a chapa de aço depois foi colocada em um forno de secagem e seca a 300 °C por 1 minuto, e posteriormente cozida sob condições mostradas na Tabela 2 abaixo. Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi assim fabricada.

[0107]Cada fosfato usado estava na forma de uma solução aquosa de fosfato primário, e a Tabela 2 abaixo mostrou as quantidades em termos de teor de sólido. O restante da atmosfera de cozimento exceto hidrogênio foi ajustado para nitrogênio.

[0108]Compostos de M adicionados à solução de tratamento são listados abaixo para cada espécie metálica de M.

[0109]Em cada exemplo, a quantidade de mudança (ΔW) de perda de ferro foi determinada a partir da expressão mostrada abaixo. Os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo.

Número de Picos de XAFS

[0110]O revestimento isolante da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi submetido à medição de XAFS de margem de absorção de K do P por meio do método de rendimento de elétron total (TEY) na linha de feixe de raio X mole BL-27A de KEK-PF, e o número de picos de absorção que podem ser observados entre 2156 eV e 2180 eV no espectro de XAFS resultante foi contado. Os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo.

Altura da Queda (Resistência ao calor)

[0111]A chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi cisalhada em espécimes medindo 50 mm x 50 mm, 10 espécimes foram empilhados no topo um do outro, e recozimento sob uma carga compressiva de 2 kg/cm2 foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio a 830 °C por 3 horas. Depois, um peso de 500 g caiu de alturas de 20 a 120 cm em intervalos de 20 cm para avaliar a resistência ao calor do revestimento isolante com base na altura do peso (altura da queda) em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro. Em um caso em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro depois do recozimento sob carga compressiva mas antes do teste de queda de peso, a altura da queda foi ajustada para 0 cm. Quando os espécimes foram separados um do outro em uma altura da queda de 40 cm ou menos, o revestimento isolante foi classificado como tendo excelente resistência ao calor. Os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo.

Fator de Laminação

[0112]O fator de laminação da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinado de acordo com JIS C 2550-5:2011. Como um resultado, em cada exemplo, o revestimento isolante não continha partículas finas de óxido ou semelhantes, e o fator de laminação foi, portanto, tão bom quanto 97,7 % ou mais.

Resistência à Corrosão

[0113]A taxa de enferrujamento da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinada depois de expor a chapa de aço a uma atmosfera de 40 °C e 100 % de umidade por 50 horas. Como um resultado, em cada exemplo, a taxa de enferrujamento foi 1 % ou menos, e a resistência à corrosão foi boa. Tabela 2

CE: Exemplo Comparativo IE: Exemplo Inventivo

[0114]Como mostrado na Tabela 2 acima, foi revelado que os revestimentos isolantes em Exemplos Inventivos em cada um dos quais o espectro de XAFS mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV têm excelente resistência ao calor.

Exemplo Experimental 3

[0115]Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma espessura da chapa de 0,23 mm (densidade de fluxo magnético B8: 1,912 T) que passou por recozimento de acabamento foi preparada. A chapa de aço foi cortada em um tamanho de 100 mm x 300 mm e decapada em ácido fosfórico a 5 % em massa. Depois, uma solução de tratamento preparada adicionando-se 75 partes em massa de sílica coloidal (AT-50 fabricado por ADEKA Corporation; tamanho de partícula médio: 23 nm) e 50 partes em massa (em termos de FeO) de sol de óxido de ferro com respeito a 100 partes em massa de um ou mais fosfatos listados na Tabela 3 abaixo foi aplicada de modo que a quantidade de revestimento em ambas as superfícies depois do cozimento torna-se 9 g/m2, e a chapa de aço depois foi colocada em um forno de secagem e seca a 300 °C por 1 minuto, e posteriormente submetida ao cozimento e tratamento do plasma sob condições mostradas na Tabela 3 abaixo. Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi assim fabricada.

[0116]Cada fosfato usado estava na forma de uma solução aquosa de fosfato primário, e a Tabela 3 abaixo mostrou as quantidades em termos de teor de sólido. O restante da atmosfera de cozimento exceto hidrogênio foi ajustado para nitrogênio.

[0117]No começo do tratamento do plasma, a temperatura da chapa de aço depois de cozimento foi a temperatura ambiente.

[0118]No tratamento do plasma, a chapa de aço foi irradiada com plasma na pressão atmosférica. O dispositivo de plasma na pressão atmosférica usado foi PF- DFL fabricado por Plasma Factory Co., Ltd., e o cabeçote plasma usado foi um cabeçote plasma linear tendo uma largura de 300 mm.

[0119]A espécie de gás do gás de plasma (gás de trabalho) incluiu Ar, Ar-N2, ou Ar-H2, e a taxa de fluxo total foi ajustada para 30 L/min.

[0120]A largura do plasma foi ajustada para 3 mm. O cabeçote plasma foi fixado e a velocidade de transporte de chapa de aço foi variada para variar o tempo de irradiação para desse modo realizar uniformemente o tratamento do plasma na superfície inteira da chapa de aço. O tempo de irradiação foi calculado dividindo-se a largura do plasma (3 mm) pela velocidade de transporte (unidade: mm/s). ΔW

[0121]Em cada exemplo, a quantidade de mudança (ΔW) de perda de ferro foi determinada por uma expressão mostrada abaixo. Os resultados são mostrados na Tabela 3 abaixo.

• W17/50(P): perda de ferro imediatamente depois do tratamento do plasma • W17/50(R): perda de ferro imediatamente antes de aplicar a solução de tratamento (0,840 W/kg)

Número de Picos de XAFS

[0122]O revestimento isolante da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi submetido à medição de XAFS de margem de absorção de K do P por meio do método de rendimento de elétron total (TEY) na linha de feixe BL-10 ou BL-13 do Ritsumeikan University Sr Center, e o número de picos de absorção que pode ser observado entre 2156 eV e 2180 eV no espectro de XAFS resultante foi contado.

[0123]Em cada exemplo, a medição foi feita antes e depois da irradiação de plasma. Os resultados são mostrados na Tabela 3 abaixo.

Altura da Queda (Resistência ao calor)

[0124]A chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi cisalhada em espécimes medindo 50 mm x 50 mm, 10 espécimes foram empilhados no topo um do outro, e recozimento sob uma carga compressiva de 2 kg/cm2 foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio a 830 °C por 3 horas. Depois, um peso de 500 g caiu de alturas de 20 a 120 cm em intervalos de 20 cm para avaliar a resistência ao calor do revestimento isolante com base na altura do peso (altura da queda) em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro. Em um caso em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro depois do recozimento sob carga compressiva mas antes do teste de queda de peso, a altura da queda foi ajustada para 0 cm. Quando os espécimes foram separados um do outro em uma altura da queda de 40 cm ou menos, o revestimento isolante foi classificado como tendo excelente resistência ao calor. Os resultados são mostrados na Tabela 3 abaixo.

Fator de Laminação

[0125]O fator de laminação da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinado de acordo com JIS C 2550-5:2011. Como um resultado, em cada exemplo, o revestimento isolante não continha partículas finas de óxido ou semelhantes, e o fator de laminação foi, portanto, tão bom quanto 97,9 % ou mais.

Resistência à Corrosão

[0126]A taxa de enferrujamento da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinada depois de expor a chapa de aço a uma atmosfera de 40 °C e 100 % de umidade por 50 horas. Como um resultado, em cada exemplo, a taxa de enferrujamento foi 1 % ou menos, e a resistência à corrosão foi boa. Tabela 3

CE: Exemplo Comparativo IE: Exemplo Inventivo

[0127]Como mostrado na Tabela 3 acima, foi revelado que os revestimentos isolantes nos Exemplos Inventivos em que apenas um pico é observado entre 2156 eV e 2180 eV antes do tratamento do plasma mas três picos aparecem devido ao tratamento do plasma subsequente têm excelente resistência ao calor.

Exemplo Experimental 4

[0128]Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com uma espessura da chapa de 0,23 mm (densidade de fluxo magnético B8: 1,912 T) que passou por recozimento de acabamento foi preparada. A chapa de aço foi cortada em um tamanho de 100 mm x 300 mm e decapada em ácido fosfórico a 5 % em massa. Depois, uma solução de tratamento preparada adicionando-se 55 partes em massa de sílica coloidal (SNOWTEX 30 fabricado por Nissan Chemical Industries, Ltd.; tamanho de partícula médio: 15 nm) e ainda um composto de M em uma quantidade (em termos de óxido) mostrado na Tabela 4 abaixo com respeito a 100 partes em massa de um ou mais fosfatos listados na Tabela 4 abaixo foi aplicado de modo que a quantidade de revestimento em ambas as superfícies depois do cozimento torna- se 14 g/m2, e a chapa de aço depois foi colocada em um forno de secagem e seca a 300 °C por 1 minuto, e posteriormente submetida ao cozimento e tratamento do plasma sob condições mostradas na Tabela 4 abaixo. Uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi assim fabricada.

[0129]Cada fosfato usado estava na forma de uma solução aquosa de fosfato primário, e a Tabela 4 abaixo mostrou as quantidades em termos de teor de sólido. O restante da atmosfera de cozimento exceto hidrogênio foi ajustado para nitrogênio.

[0130]Compostos de M adicionados à solução de tratamento são listados abaixo para cada espécie metálica de M.

[0131]No começo do tratamento do plasma, a temperatura da chapa de aço depois do cozimento foi a temperatura ambiente.

[0132]No tratamento do plasma, a chapa de aço foi irradiada com plasma na pressão atmosférica. O dispositivo de plasma na pressão atmosférica usado foi PF- DFL fabricado por Plasma Factory Co., Ltd., e o cabeçote plasma usado foi um cabeçote plasma linear tendo uma largura de 300 mm.

[0133]A espécie de gás do gás de plasma (gás de trabalho) incluiu Ar, Ar-N2, ou Ar-H2, e a taxa de fluxo total foi ajustada para 30 L/min.

[0134]A largura do plasma foi ajustada para 3 mm. O cabeçote plasma foi fixado e a velocidade de transporte de chapa de aço foi variada para variar o tempo de irradiação para desse modo realizar uniformemente o tratamento do plasma na superfície inteira da chapa de aço. O tempo de irradiação foi calculado dividindo-se a largura do plasma (3 mm) pela velocidade de transporte (unidade: mm/s). ΔW

[0135]Em cada exemplo, a quantidade de mudança (ΔW) de perda de ferro foi determinada a partir da expressão mostrada abaixo. Os resultados são mostrados na Tabela 4 abaixo.

Número de Picos de XAFS

[0136]O revestimento isolante da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi submetido à medição de XAFS de margem de absorção de K do P por meio do método de rendimento de elétron total (TEY) na linha de feixe BL-10 ou BL-13 do Ritsumeikan University Sr Center, e o número de picos de absorção que pode ser observado entre 2156 eV e 2180 eV no espectro de XAFS resultante foi contado.

[0137]Em cada exemplo, a medição foi feita antes e depois da irradiação de plasma. Os resultados são mostrados na Tabela 4 abaixo.

Altura da Queda (Resistência ao Calor)

[0138]A chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi cisalhada em espécimes medindo 50 mm x 50 mm, 10 espécimes foram empilhados no topo um do outro, e recozimento sob uma carga compressiva de 2 kg/cm2 foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio a 830 °C por 3 horas. Depois, um peso de 500 g caiu de alturas de 20 a 120 cm em intervalos de 20 cm para avaliar a resistência ao calor do revestimento isolante com base na altura do peso (altura da queda) em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro. Em um caso em que os 10 espécimes foram todos separados um do outro depois do recozimento sob carga compressiva mas antes do teste de queda de peso, a altura da queda foi ajustada para 0 cm. Quando os espécimes foram separados um do outro em uma altura da queda de 40 cm ou menos, o revestimento isolante foi classificado como tendo excelente resistência ao calor. Os resultados são mostrados na Tabela 4 abaixo.

Fator de Laminação

[0139]O fator de laminação da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinado de acordo com JIS C 2550-5:2011. Como um resultado, em cada exemplo, o revestimento isolante não continha partículas finas de óxido ou semelhantes, e o fator de laminação foi, portanto, tão bom quanto 97,7 % ou mais.

Resistência à Corrosão

[0140]A taxa de enferrujamento da chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante em cada exemplo foi determinada depois de expor a chapa de aço a uma atmosfera de 40 °C e 100 % de umidade por 50 horas. Como um resultado, em cada exemplo, a taxa de enferrujamento foi 1 % ou menos, e a resistência à corrosão foi boa. Tabela 4

>> CE: Exemplo Comparativo IE: Exemplo Inventivo

[0141]Como mostrado na Tabela 4 acima, foi revelado que os revestimentos isolantes nos Exemplos Inventivos em que apenas um pico é observado entre 2156 eV e 2180 eV antes do tratamento do plasma mas três picos aparecem devido ao tratamento do plasma subsequente têm excelente resistência ao calor.

Claims

1. Método de fabricar uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante compreendendo: uma chapa de aço elétrico de grão orientado; e um revestimento isolante fornecido sobre uma superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado, em que o revestimento isolante contém pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e Si, P, e O, e em que um espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante é obtida realizando-se cozimento depois de aplicar uma solução de tratamento a uma superfície de uma chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento, em que a solução de tratamento contém um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal, em que um teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido é 50 a 150 partes em massa em relação a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato, em que condições do cozimento em que uma temperatura de cozimento T (unidade: °C) varia de 850 < T < 1000, uma concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) em uma atmosfera de cozimento varia de 0,3 < H2 < 230 - 0,2T, e um tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T varia de 5 < Tempo < 860 - 0,8T são satisfeitas, e em que a chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento e tendo a solução de tratamento aplicada a esta é mantida a uma temperatura de 150 a 450 °C por 10 segundos ou mais antes de ser submetida ao cozimento.

2. Método de fabricar uma chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante compreendendo: uma chapa de aço elétrico de grão orientado; e um revestimento isolante fornecido sobre uma superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado, em que o revestimento isolante contém pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e Si, P, e O, e em que um espectro de XAFS de margem de absorção de K do P do revestimento isolante mostra três picos de absorção entre 2156 eV e 2180 eV, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante é obtida realizando-se cozimento e tratamento de plasma nesta ordem depois de aplicar uma solução de tratamento a uma superfície de uma chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento, em que a solução de tratamento contém um fosfato de pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al e Mn, e sílica coloidal, em que um teor de sílica coloidal na solução de tratamento em termos de teor de sólido é 50 a 150 partes em massa em relação a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato, em que condições do cozimento em que uma temperatura de cozimento T (unidade: °C) varia de 800 < T < 1000, uma concentração de hidrogênio H2 (unidade: % em vol) em uma atmosfera de cozimento varia de 0 < H2 < 230 - 0,2T, e um tempo de cozimento Tempo (unidade: s) na temperatura de cozimento T varia de Tempo < 300 são satisfeitas, e em que o tratamento de plasma é um tratamento que inclui irradiar a superfície da chapa de aço elétrico de grão orientado depois do cozimento com plasma gerado a partir de gás de plasma contendo pelo menos 0,3 % em vol de hidrogênio por 0,10 segundos ou mais.

3. Método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapa de aço elétrico de grão orientado tendo passado por recozimento de acabamento e tendo a solução de tratamento aplicada a esta é mantida a uma temperatura de 150 a 450 °C por 10 segundos ou mais antes de ser submetida ao cozimento e ao tratamento de plasma.

4. Método de fabricar a chapa de aço elétrico de grão orientado com um revestimento isolante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que quando pelo menos um selecionado do grupo consistindo em Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, e W é denotado por M, a solução de tratamento contém ainda um composto de M, e o composto de M está contido na solução de tratamento em uma quantidade em termos de óxido de 5 a 150 partes em massa em relação a 100 partes em massa de sólidos totais no fosfato.