BRPI0620726A2 - chapa de aço para fins elétricos tendo revestimento de isolamento de método para a fabricação de mesma - Google Patents
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Abstract
CHAPA DE AçO PARA FINS ELéTRICOS TENDO REVESTIMENTO DE ISOLAMENTO DE MéTODO PARA A FABRICAçãO DA MESMA. A presente invenção refere-se a um revestimento de isolamento que contém um composto resina composto de polissiloxano e de um polímero contendo o elemento é formado na superfície de uma chapa de aço para fins elétricos, obtendo-se assim uma chapa de aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento que dá uma resistência à corrosão e capaci dade de puncionamento equivalente a, ou maior que, àquelas do revestimento de isolamento contendo Cr.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS TENDO REVESTIMENTO DE ISOLAMEN- TO DE MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DA MESMA".
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a uma chapa de aço para fins elé- tricos tendo um revestimento de isolamento e a um método para a sua fabri- cação, e refere-se especificamente a uma chapa de aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento que não contém substancialmente cromo, e a um método para a sua fabricação.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
O revestimento de isolamento em uma chapa de aço para fins elétricos usada para motores, transformadores, e similares deve ter não a- penas resistência interlaminar, mas também uma variedade de característi- cas tais como conveniência durante o trabalho e conformação e estabilidade durante a armazenagem e o uso. Além disso, uma vez que as chapas de aço para fins elétricos são usadas em uma variedade de aplicações, já foram desenvolvidos vários tipos de revestimento de isolamento respondendo a cada aplicação.
Por exemplo, quando uma chapa de aço para fins elétricos é tratada por puncionamento, corte, dobramento, e similares, a tensão residual detèriora as características magnéticas. Para recuperar as características magnéticas deterioradas, um recozimento para alívio de tensões é freqüen- temente aplicado às assim tratadas chapas de aço para fins elétricos a uma faixa aproximada de temperatura de 750°C a 850dC. Aplicando-se o recozi- mento de alívio de tensões, o revestimento de isolamento tem que suportar o tratamento de recozimento.
Em linhas gerais, o revestimento de isolamento é agrupado em três tipos: (a) revestimento inorgânico que enfatiza a capacidade de solda- gem e a resistência térmica, e suporta o recozimento de alívio de tensões, (em princípio excluindo as resinas orgânicas); (b) revestimento semi- orgânico compreendendo um composto inorgânico como base e contendo uma resina orgânica, que almeja ter tanto a capacidade de puncionamento quanto a capacidade de soldagem, e suporta o recozimento de alívio de ten- sões, e (c) revestimento orgânico para aplicações especiais, que não pode ser tratado por recozimento de alívio de tensões. A partir desses, os para uso geral, que suportam o recozimento de alívio de tensões, são (a) e (b) que são os revestimentos contendo um composto inorgânico, ambos os quais contêm o composto cromo no revestimento. Particularmente, o reves- timento de isolamento à base de cromato do tipo (b), contendo resina orgâ- nica, é amplamente usado devido à melhoria considerável da capacidade de puncionamento comparado com o revestimento de isolamento com base inorgânica.
Por exemplo, a Publicação de Patente Japonesa Aplicada Nq 60- 36476 descreve uma chapa de aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento elétrico, que é produzida aplicando-se um revestimento líqui- do na superfície da chapa de aço, seguido de cozimento por um método co- nhecido, o revestimento líquido sendo preparado misturando-se uma solução aquosa à base de bicromato contendo pelo menos um tipo de metal bivalen- te com 5 a 120 partes em peso de teor sólido de uma emulsão de resina (a- cetato de vinila e VeoVa® a uma razão variando de 90/10 até 40/60), e 10 a 60 partes em peso de um agente de redução orgânico, até 100 partes em peso de CrO3 na solução aquosa.
A maioria desses tipos de revestimento à base de cromátd para chapas de aço para fins elétricos contém cromo trivalente como os produtos chapa de aço, não apresentando nenhum problema de toxicidade. Uma vez, entretanto, que o cromo hexavalente tóxico tem que ser usado na etapa do revestimento líquido, é preciso observar regras estritas de manuseio bem como estabelecer um equipamento satisfatório para garantir um bom ambi- ente no local de trabalho.
Sob o estado presente e respondendo à recente preocupação crescente com o meio ambiente, também o campo de chapas de aço para fins elétricos está diante da requisição dos clientes para fornecimento de produtos tendo um revestimento de isolamento livre de cromo.
Como tecnologia que usa um componente principal diferente do ácido crômico, são descritos muitos tipos de revestimentos de isolamento semi-orgânicos contendo colóides inorgânicos tais como sílica como compo- nente principal. Devido à não necessidade de manuseio de solução de cro- mo hexavalente tóxico, aqueles revestimentos de isolamento semi-orgânico contendo colóide inorgânico como componente principal são altamente van- tajosamente usados tendo em vista o ambiente. Por exemplo, a Japanesa Patente aberta à Inspeção Pública N- 10-34812 descreve um método para melhorar a resistência à corrosão de colóides inorgânicos pela regulamenta- ção da quantidade de Cl e S no revestimento resina/sílica a um nível especi- ficado ou abaixo dele. Método melhora a resistência à corrosão do produto chapa em um ambiente de teste de umidade de gabinete. Entretanto, a sua resistência à corrosão sob condições severas tais como pulverização de sal não pode alcançar o nível de resistência à corrosão do caso em que se apli- ca revestimento de isolamento contendo Cr. Além disso, com a adição de sílica, a capacidade de puncionamento também não pode alcançar o bom nível do caso em que se aplica revestimento de isolamento contendo Cr, como no caso da resistência à corrosão.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO ÍPROBLEMA A SER RESOLVIDO PELA INVENCÃOl
Respondendo às condições acima, um objetivo da presente in- venção é fornecer uma chapa de aço para fins elétricos tendo um revesti- mento de isolamento que tem performance equivalente ou maior que a do revestimento de isolamento contendo Cr mesmo como um revestimento de isolamento contendo um composto inorgânico livre de Cr como componente principal, dando excelente resistência à corrosão e capacidade de puncio- namento, e fornecer um método para sua fabricação. fMEIOS PARA RESOLVER O PROBLEMA1
Para resolver o problema acima, os inventores da presente in- venção conduziram estudo detalhado e produziram as descobertas a seguir.
A resistência à corrosão dos produtos chapa com revestimento à base de sílica e livres de cromatos não pode ser totalmente melhorado mesmo pela atualmente proposta quantidade reduzida de impurezas tais como Cl- e SO42-, e a sua resistência à corrosão torna-se não uniforme de- pendendo das condições de fabricação. Nesse ponto, os inventores da pre- sente invenção investigaram as causas.
A investigação dos inventores da presente invenção confirmou que muitos casos de deterioração da resistência à corrosão são acompa- nhados de fraturas no revestimento. Isto é, uma vez que a sílica coloidal não permite que a sílica forme uma malha tridimensional (estrutura da malha) na temperatura de cozimento variando de 200°C a 300°C, então a própria sílica não tem capacidade de conformação de película, o que é presumivelmente a causa da geração de fratura no revestimento e da não uniformidade da resis- tência à corrosão dependendo das condições de fabricação.
A partir das descobertas acima, foi descoberto que a formação de malhas tridimensionais de -Si-O- é importante para formar um revesti- mento que tenha uma boa resistência à corrosão e que o problema seja re- solvido pelo fornecimento da resina com uma estrutura de polissiloxano com uma matéria orgânica, aperfeiçoando com isso a presente invenção.
A presente invenção foi aperfeiçoada com base nas descobertas acima, e a essência da presente invenção é como segue.
(1) Um aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento, onde o revestimento de isolamento contém um composto resina composto de polissiloxano e de um polímero contendo o elemento carbono.
(2) Uma chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isola- mento conforme o item (1), onde a taxa de mistura do polissiloxano ao conteúdo sólido no revestimento de isolamento é 10% em massa ou mais e 90% ou menos como SiO2.
(3) A chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento conforme o item (1) ou (2), onde o polímero contendo o elemento car- bono é um ou mais dos polímeros selecionados do grupo consistindo em polímero à base de vinila, polímero à base de poliéster, polímero à base de alquida, polímero à base de poliuretano, polímero à base de acrílico, polímero à base de estireno, polímero à base de polietileno, polímero à base de polipropileno, polímero à base de poliamida, poli- mero à base de policarbonato, polímero à base de fenol, e polímero à base de epóxi.
(4) A chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento conforme qualquer um dos itens (1) a (3), onde o revestimento de iso- lamento também contém um ou mais compostos selecionados do gru- po consistindo em sílica, silicato, alumina, óxido de titânio, oxido de es- tanho, óxido de cério, óxido de antimônio, óxido de tungstênio, e óxido de molibdênio, como composto inorgânico.
(5) A chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento conforme qualquer um dos itens (1) a (4), onde o peso de revestimento de isolamento é de 0,05 g/m2 ou mais e 10 g/m2 ou menos.
(6) Um método para fabricação de uma chapa de aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento, tendo as etapas de: aplicação de um líquido de revestimento contendo polissiloxano e um polímero contendo o elemento carbono à superfície de uma chapa de aço para fins elétricos; e cozimento da chapa de aço para fins elétricos com o lí- quido de revestimento aplicado à chapa de aço para fins elétricos.
(7) Um método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento isolante conforme o item (6), onde o polímero contendo o elemento carbono usa um ou mais polímeros selecionados do grupo consistindo em polímero à base de vinila, polímero à base de poliéster, polímero à base de alquida, polímero à base de poliuretano, polímero à base de acrílico, polímero à base de estireno, polímero à base de polie- tileno, polímero à base de polipropileno, polímero à base de poliamida, polímero à base de policarbonato, polímero à base de fenol, e polímero à base de epóxi.
(8) O método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento conforme os itens (6) e (7), onde o líquido de revestimento também contém um ou mais compostos selecionados do grupo consistindo em sílica, silicato, alumina, óxido de titânio, óxido de estanho, óxido de cério, óxido de antimônio, óxido de tungstênio, e óxido de molibdênio, como composto inorgânico. (9) O método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento conforme os itens (6) a (8), onde a razão de mistura do polissiloxano ao conteúdo sólido total no líquido de re- vestimento é de 10% em massa ou mais e 90% em massa ou menos como SiO2.
(10) O método para fabricação de chapas de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento conforme qualquer um dos itens (6) a (9), onde o líquido de revestimento é aplicado e cozido na superfície da chapa de aço para fins elétricos de forma que o peso do revestimento de isolamento se torne 0,05_g/m2 ou mais e 10 g/m2 ou menos.
MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO
A presente invenção está descrita em detalhes a seguir. A chapa de aço para fins elétricos conforme a presente invenção é uma chapa de aço tendo um revestimento de isolamento. O revestimento de isolamento contém uma resina composta feita de polissiloxano e de um polímero contendo o elemento carbono. A composição química é o requisito mais importante da presente invenção. Com esse revestimento de isolamen- to, são fornecidas a resistência à corrosão e a capacidade de puncionamen- to equivalentes a ou maior que aquelas da chapa de aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento contendo Cr.
<CHAPA DE ACO PARA FINS ELÉTRICOS>
A descrição começa com a chapa de aço para fins elétricos apli- cada na presente invenção.
A chapa de aço para fins elétricos (também referida como "cha- pa de ferro para fins elétricos") antes de formar o revestimento, que pode ser usado na presente invenção, pode ser uma chapa que tenha qualquer com- posição, não especificamente limitada, se for apenas uma chapa de aço (chapa de ferro) que seja ajustada para ter pelo menos a resistividade espe- cífica para obter as características magnéticas desejadas (tais como baixa perda de ferro).Uma especificamente preferida é aplicar a chapas de aço para fins elétricos de grau médio a alto contendo apenas Si ou (Si + Al) em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 10,0% em massa, e dando cerca de W15/50 ≤ 5 W/kg.
A superfície da chapa de aço para fins elétricos na qual o reves- timento de isolamento deve ser formado pode ser submetida a um tratamen- to preliminar arbitrário tal como desengorduramento com álcali ou similar, decapagem com ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, e similar, intensificando e refinando o domínio magnético, e pode ter a superfície con- forme produzida (não tratada).
Embora a formação de uma terceira camada entre o revestimen- to de isolamento e a superfície da chapa de aço não seja necessariamente requerida, a terceira camada pode ser formada se necessário. Por exemplo, comumente o método de fabricação pode formar uma película oxida do me- tal da chapa de aço entre o revestimento de isolamento e a superfície da chapa de aço. A etapa de remoção da película oxida pode ser eliminada. Embora uma película de forsterita possa ser formada dependendo do méto- do de fabricação, a etapa de remoção da película pode ser eliminada.
<REVESTIMENTO DE ISOLAMENTO>
A seguir está a descrição sobre o revestimento de isolamento da presente invenção, aplicado à superfície da chapa de aço acima.
O revestimento de isolamento conforme a presente invenção é obtido aplicando-se um líquido de revestimento contendo polissiloxano e um polímero contendo o elemento carbono, que são os componentes essenciais descritos abaixo, à superfície da chapa de aço para fins elétricos, seguido de cozimento.
• Polissiloxano
O polissiloxano é um polímero que tem -Si-O- (ligação siloxano) na cadeia molecular principal. O polissiloxano tem preferivelmente encade- amento cruzado com um polímero contendo o elemento carbono através da ligação -C-Si-O- e/ou da ligação -C-O-Si-O-, antecipadamente. O termo "encadeamento cruzado" aqui mencionado significa a formação do que é chamado de "estrutura híbrida" através de ligação geométrica ou química ou similar. Pelo encadeamento cruzado, o componente inorgânico e o compo- nente orgânico formam uma estrutura tridimensional antecipadamente. Con- seqüentemente, um revestimento homogêneo livre de fraturas pode ser for- mado estavelmente, então um revestimento que tenha uma boa resistência à corrosão pode ser formado.
Quando o polissiloxano é também fornecido com um grupo fun- cional tal como um grupo hidroxila e um grupo alcóxi, é possível também ligar a uma porção polímera tendo um elemento carbono, para assim refor- çar a rede tridimensional.
A razão de mistura de polissiloxano para o conteúdo sólido total no revestimento de isolamento, (ou a quantidade total de revestimento após o cozimento), é preferivelmente ajustado para uma faixa de 10% em massa ou mais e 90% em massa ou menos como SiO2 (isto é, em termos de SiO2). Se a sua razão de mistura for menor que 10% em massa, a porcentagem de revestimento remanescente após o recozimento de alívio de tensões torna- se pequeno de forma que a propriedade de remoção de fricção estática se deteriora em alguns casos. Quando a razão de mistura de polissiloxano au- menta, o revestimento torna-se forte. Se, entretanto, a sua razão de mistura exceder 90% em massa, a flexibilidade torna-se insuficiente, e a resistência à corrosão pode deteriorar dependendo das condições de fabricação. A ra- zão de mistura do polissiloxano à quantidade de revestimento total após o recozimento de alívio de tensões aumenta significativamente devido à de- composição do componente orgânico, (para 50% ou mais), assim a sua ra- zão de mistura após o recozimento de alívio de tensões não é necessária ser mantida dentro da faixa preferível acima.
Determinando-se a quantidade de polissiloxano, o termo "como SiO2" significa que o teor de SiO2 é calculado na suposição de que todo o Si contido forma SiO2. Por exemplo, quando apenas a quantidade de Si é me- dida, a quantidade é convertida na quantidade de "SiO2", e é determinada a razão da quantidade convertida para o teor total de sólidos no revestimento.
O grau de polimerização do polissiloxano está em uma faixa ar- bitrária para aplicação sem o aparecimento do problema se apenas o grau fornece o líquido de revestimento. O seu grau de polimerização é preferivel- mente ajustado para 10 ou mais em média. Polímero Contendo o Elemento Carbono
Como polímero contendo o elemento carbono conforme a pre- sente invenção, são aplicáveis grandes variedades de polímeros. Exemplos de polímeros aplicáveis são: polímero à base de vinila, polímero à base de poliéster, polímero à base de alquida, polímero à base de poliuretano, polí- mero à base de acrílico, polímero à base de poliestireno, polímero à base de polietileno, polímero à base de polipropileno, polímero à base de poliamida, polímero à base de policarbonato, polímero à base de fenol, e polímero à base de epóxi. É preferível conter um ou mais dos polímeros dados acima.
Esses polímeros podem ser usados como seus copolímeros.
A partir disso, é também preferível que o polímero tenha um grupo funcional capaz de se liga à cadeia lateral da molécula do polímero do ponto de vista de formação de um encadeamento cruzado com o polissilo- xano através da ligação -C-Si-O- e/ou da ligação -C-O-Si-O-, formando as- sim uma rede tridimensional. Embora o grau de polimerização não seja es- pecificamente limitado, não causando nenhum problema de aplicação, se ele estiver apenas em uma faixa que permita a formação do líquido de revesti- mento, o grau é preferivelmente 2 ou mais em média, e mais preferivelmente 5 ou mais em média.
A razão de mistura do polímero contendo o elemento carbono para o teor total sólido no revestimento de isolamento é preferivelmente ajus- tada para 0,1 vez ou mais a razão de mistura do polissiloxano (valor conver- tido de S1O2 descrito acima).
O meio acima descrito fornece as características desejadas na presente invenção. Adicionando-se os componentes acima, os aditivos da- dos a seguir e outros compostos inorgânicos e compostos orgânicos podem ser adicionados para se alcançar o objetivo descrito abaixo dentro de uma faixa que não deteriore a propriedade de revestimento e o efeito da presente invenção. Adicionando-se os aditivos dados a seguir e outros compostos inorgânicos e compostos orgânicos, a adição de sua quantidade em excesso deteriora a performance do revestimento de forma que é preferível ajustar a quantidade total de aditivos e de outros compostos inorgânicos e compostos orgânicos para cerca de 70% em massa ou menos para a quantidade total do revestimento de isolamento conforme a presente invenção, e mais prefe- rivelmente 50% em massa ou menos. A sua quantidade total pode ser 30% em massa ou menos.
• Aditivo
Um aditivo aplicável inclui um agente de encadeamento cruzado conhecido, um agente ativo de superfície, um agente preventivo de ferru- gem, e um lubrificante. A quantidade de adição do aditivo é preferivelmente ajustada para cerca de 30% em massa ou menos para o teor sólido total do revestimento.
• Outro Composto Inorgânico e Composto Orgânico
O revestimento de isolamento conforme a presente invenção pode conter outro composto inorgânico e/ou composto orgânico a um nível que não deteriora o efeito da presente invenção.
Por exemplo, outro oxido (sol) pode ser adicionado se a estabili- dade do líquido for assegurada. O oxido (sol) aplicável inclui sílica (sol), (síli- ca ou sílica sol, a mesma é aplicada á seguir), silicato, alumina(sol), óxido de titânio(sol), óxido de estanho(sol), óxido de cério(sol), óxido de antimô- nio(sol), óxido de tungstênio(sol), e óxido de molibdênio(sol).
Para o caso de uma razão de mistura especificamente pequena de poiissiloxano, a adição de composto inorgânico é preferida para melhorar a propriedade de adesão, a resistência à corrosão, e a propriedade de fric- ção estática da chapa recozida.
O composto inorgânico é adicionado preferivelmente de uma quantidade de 70% em massa ou menos, mais preferivelmente 50% em massa ou menos, para o conteúdo total sólido no revestimento. A sua quan- tidade de adição pode ser 60% em massa ou menos, ou 40% em massa ou menos. Preferivelmente a sua quantidade de adição é de 5% em massa ou mais, e mais preferivelmente 10% em massa ou mais.
A presente invenção visa obter boas características de revesti- mento sem adição de composto de cromo. Portanto, do ponto de vista de prevenção de poluição ambiental provocada pelo processo de fabricação e pelos produtos, preferivelmente o revestimento de isolamento da presente invenção substancialmente não contém cromo. A quantidade permissível de cromo como impureza é preferivelmente ajustada para 0,1% em massa ou menos como CrCO3 para a massa total do conteúdo sólido (quantidade total de revestimento) no revestimento de isolamento.
<MÉTODO DE FABRICACÃO>
A seguir está a descrição sobre o método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento confor- me a presente invenção.
O tratamento, preliminar para a chapa de aço para fins elétricos usada como material padrão da presente invenção não é especificamente limitado. É aplicável o tratamento não-preliminar ou o tratamento preliminar. O tratamento preliminar preferível inclui o desengraxamento com álcali ou similar, e a decapagem com ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, e similar.
Na chapa de aço é aplicado um líquido de revestimento que con- tém o polissiloxano descrito acima e o polímero contendo o elemento carbo- no. Após isto, é dado à chapa de aço para fins elétricos o tratamento de co- zimento com o líquido de revestimento acima, formando assim o revestimen- to de isolamento na chapa de aço para fins elétricos.
Nesta etapa, o líquido de revestimento tem preferivelmenie a razão de mistura de polissiloxano dentro de uma faixa de 10 a 90% em mas- sa como SiO2 para o teor sólido total. Conforme descrito acima, a sua razão de mistura de menos de 10% em massa resulta em uma porcentagem redu- zida do revestimento remanescente após o recozimento de alívio de ten- sões, o que pode deteriorar a propriedade de remoção de fricção estática. Quando a razão de mistura do, polissiloxano aumenta, o revestimento torna- se forte. Se, entretanto, a sua razão de mistura exceder 90% em massa, a flexibilidade torna-se insuficiente, e a resistência à corrosão pode deteriorar- se dependendo das condições de fabricação.
A estrutura da malha tridimensional do revestimento, almejada na presente invenção, pode ser alcançada pelo tratamento acima. Para for- mar também uma estrutura de malha densa e para também formar com cer- teza a estrutura da malha, entretanto, é preferível que o polissiloxano e o polímero contendo o elemento carbono tenham previamente um encadea- mento cruzado um com o outro no líquido de revestimento. Assim a estrutura da malha tridimensional pode ser reforçada também pela adição de um a- gente de encadeamento cruzado. É também eficaz usar-se um polissiloxano contendo um grupo funcional tal como um grupo hidroxila ou um grupo alcó- xi.
A matéria-prima do revestimento aplicado é preferivelmente ma· terial aquoso ou oleoso do tipo pasta ou líquido. Do ponto de vista de não aumentar desnecessariamente a espessura do revestimento (peso do reves- timento), entretanto, a sua matéria-prima é preferivelmente do tipo líquido à base de água ou de solvente orgânico. Na descrição a seguir, o termo "líqui- do de revestimento" também inclui, em princípio, o tipo pasta.
O método aplicável para aplicação do revestimento de isolamen- to adota variedades de equipamentos usados geralmente em indústrias, tais como aparelho de revestir com cilindros, aparelho de revestir por fluxo, pul- verização, aparelho de revestir com faca, e aparelho de revestir com barra.
Também para o método de cozimento, os comumente aplicados podem ser usados, tais como do tipo de ar quente, do tipo de aquecimento infravermelho, e do tipo de aquecimento por indução. A temperatura de co- zimento pode estar em um nível comum. Para evitar a decomposição térmi- ca da resina, entretanto, a temperatura de cozimento é preferivelmente sele- cionada para 350°C ou menos, e a faixa mais preferível é de 150°C ou mais e 300°C ou menos.
<PESO DO REVESTIMENTO DE ISOLAMENTO>
Embora o peso do revestimento de isolamento não seja especifi- camente limitado, é preferível ajustar a faixa de 0,05 g/m2 ou mais a 10 g/m2 ou menos para um lado de revestimento, e mais preferivelmente de 0,1 g/m2 ou mais a 10 g/m2 ou menos para um lado de revestimento. Se o seu peso de revestimento for menor que 0,05 g/m2, é difícil alcançar-se aplicação uni- forme em meios industriais e, em alguns casos, uma capacidade de puncio- namento estável e a resistência à corrosão não podem ser alcançadas. Se o seu peso de revestimento exceder 10 g/m2, outra melhoria de performance do revestimento não pode ser obtida, e a economia pode ser perdida. A me- dição do peso de revestimento é conduzida na chapa de aço que completou o tratamento de cozimento e não recebe recozimento de alívio de tensões, e a medição pode adotar o método de pesagem no qual apenas o revestimen- to é dissolvido em álcali quente ou similar, e a mudança de peso antes e de- pois da dissolução é determinado.
A faixa preferida de peso de revestimento após o recozimento de alívio de tensões é de cerca de 0,01 g/m2 ou mais até cerca de 9,0 g/m2 ou menos.
O revestimento de isolamento conforme a presente invenção é formado preferivelmente em ambos os lados da chapa de aço. Dependendo do objeto, entretanto, o revestimento de isolamento pode ser formado ape- nas em um dos seus lados. Isto é, dependendo do objeto, o revestimento de isolamento conforme a presente invenção é formado apenas em um dos la- dos da chapa de aço, enquanto o outro lado é revestido por outro revesti- mento de isolamento, ou o outro lado é deixado sem revestimento.
<MODALIPAPES DE USO>
As aplicações da chapa de aço para fins elétricos tendo o reves- timento de isolamento conforme a presente invenção não são especifica- mente limitadas. Para utilizar a resistência ao calor do revestimento, entre- tanto, a aplicação mais adequada é usar a chapa de aço para fins elétricos que são submetidas ao recozimento de alívio de tensões a uma temperatura aproximada de 750°C a 850°C. Por exemplo, um uso especificamente ade- quado é a fabricação de núcleos de ferro laminados pelo puncionamento de chapas de aço para fins elétricos, e pela aplicação do recozimento de alívio de tensões a elas, e então pela sua laminação.
<EXEMPLO 1>
O efeito da presente invenção está descrito em detalhes em re- lação aos exemplos. Entretanto, a presente invenção não é limitada a esses exemplos. Como chapa de aço para fins elétricos, foi adotada uma chapa de aço para fins elétricos totalmente processada que continha os componen- tes do aço de 0,45% em massa de Si1 0,25% em massa de Mn, e 0,48% em massa de A1, e que foi tratado pelo recozimento de acabamento tendo uma espessura de chapa de 0,5 mm. As resinas compostas respectivas, que tive- ram encadeamento cruzado entre o polissiloxano e as resinas respectivas previamente sob as condições respectivas dadas nas Tabelas 1, 3 e 5, fo- ram aplicadas à chapa de aço para fins elétricos, respectivamente, usando- se um aparelho de revestir de cilindros. As chapas de aço revestidas foram cozidas em um forno de ar quente a uma temperatura de cozimento de 230°C como temperatura de pico do metal, e foram assim preparados os respectivos espécimes. Para alguns dos Exemplos e dos Exemplos Compa- rativos, as análises químicas dadas nas Tabelas 1, 3 e 5 foram adicionadas como outro componente diferente da resina composta.
Para os espécimes assim preparados (chapas de aço para fins elétricos tendo revestimento de isolamento), o revestimento foi dissolvido em uma solução aquosa de 50% de NaOH em ebulição, e o peso do revesti- mento de isolamento foi determinado usando-se o método de pesagem aci- ma descrito.
Para o revestimento de isolamento assim obtido das chapas de aço para fins elétriéos, as características de revestimento descritas a seguir foram determinadas e avaliadas.
<RESISTÊNCIA À CORROSÃO - PRODUTO CHAPA 1>
Foi dado aos espécimes um teste de umidade de gabinete (50°C, mais que 98% da RH (umidade relativa)) para avaliar a taxa de gera- ção de ferrugem vermelha após 48 horas por observação visual em termos de porcentagem de área.
(CRITÉRIO DE JULGAMENTO)
A: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 0% a menos de 20%
B: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 20% a menos de 40%
C: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 40% a menos de 60%
D: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 60% a 100% <RESISTENCIA À CORROSÃO - PRODUTO CHAPA 2>
Foi dado aos espécimes um teste de pulverização de sal (35°C) especificado pela JIS para avaliar a taxa de geração de ferrugem vermelha após 5 horas por observação visual em termos de porcentagem de área.
<CRITÉRIO DE JULGAMENTO>
A: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 0% a menos de 25%
B: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 25% a menos de 50%
C: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 50% a menos de 75%
D: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 75% a 100%
<RESISTÊNCIA À CORROSÃO APÓS O RECOZIMENTO DE ALÍVIO DE TENSÕES (RESISTÊNCIA À CORROSÃO - CHAPA RECOZIDA)>
Foi dado aos espécimes um recozimento em atmosfera de nitro- gênio sob uma condição de 750°C por 2 horas. Para as chapas recozidas assim obtidas, foi dado um teste de umidade a temperatura constante (50°C e 80% RH) para avaliar a taxa de geração de ferrugem vermelha após 14 dias por observação visual em termos de porcentagem de área.
<CRITÉRIO DE JULGAMENTO>
A: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 0% a menos de 20%
B: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 20% a menos de 40%
C: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 40% a menos de 60%
D: Área de porcentagem de ferrugem vermelha: de 60% a 100%
<PROPRIEDADE DE ADESÃO>
Para os espécimes (i) e (ii) as chapas recozidas tratadas por recozimento em atmosfera de nitrogênio sob uma condição de 750°C por 2 horas, o teste de dobramento e retificação foi dado a 20 ιmmφ e 180°C, sen- do assim avaliada a propriedade de adesão por observação visual em ter- mos de taxa de descascamento do revestimento.
<CRITÉRIO DE JULGAMENTO>
A: Não ocorreu descascamento
B: Taxa de descascamento é de menos de 20%
C: Taxa de descascamento é de 20% ou mais e menos de 40%.
D: Taxa de descascamento é de 40% ou mais para o descascamento total da área.
<RESISTÊNCIA AO S0LVENTE>
Vários tipos de solventes (hexano, xileno, metanol, e etanol) fo- ram impregnados em algodão absorvente, respectivamente. Deixe cada al- godão impregnado deslizar ida e volta cinco vezes na superfície de cada espécime. A mudança na aparência após isto foi observada visualmente. cCRITÉRIO DE JULGAMENTO A: Não ocorreu mudança B: Ocorreu uma mudança muito pequena C: Levemente dejscolorido D: Ocorreu mudança significativa cCAPACIDADE DE PUNCIONAMENTO>
Com um molde de aço de 15 mm<p, o espécime foi puncionado repetidamente até que a altura da rebarba alcançou 50 μιτι. A avaliação foi dada pelo número de ciclos de puncionamento a uma altura de 50 μιτι. <CRITÉRIO DE JULGAMENTO> A: Um milhão de ciclos ou mais B: 500 mil ciclos ou mais e menos de um milhão de ciclos C: 100 mil ciclos ou mais e menos de 500 mil ciclos D: Menos de 100 mil ciclos
<PROPRIEDADE DE REMOÇÃO DE FRICÇÃO ESTÁTICA>
Dez chapas de cada um dos espécimes tendo 50 mm quadrados de tamanho foram empilhados. Foi dado um recozimento aos espécimes empilhados enquanto se aplicava uma carga (200 g/cm2) em atmosfera de nitrogênio sob uma condição de 750°C por 2 horas. Então, um peso de 500 g foi deixado cair sobre os espécimes (chapas de aço), e foi determinada a altura da queda que induziu a quebra dos espécimes em cinco segmentos. <CRITÉRIO DE JULGAMENTO> A: 10 cm ou menos B: mais de 10 cm e não mais que 15 cm C: mais que 15 cm e não mais que 30 cm D: mais que 30 cm As tabelas 2, 4 e 6 mostram os resultados dos testes acima.
Tabela 1
<table>table see original document page 18</column></row><table> <table>table see original document page 19</column></row><table> Tabela 2
<table>table see original document page 20</column></row><table> Tabela 2 (continuacao)
<table>table see original document page 21</column></row><table> Tabela 2 (continuacao)
<table>table see original document page 22</column></row><table> Tabela 2 (continuacao)
<table>table see original document page 23</column></row><table> Tabela 3
<table>table see original document page 24</column></row><table> <table>table see original document page 25</column></row><table> <table>table see original document page 26</column></row><table> Tabela 4
<table>table see original document page 27</column></row><table> Tabela 4
<table>table see original document page 28</column></row><table> Tabela 4 (continuacao)
<table>table see original document page 29</column></row><table> Tabela 5
<table>table see original document page 30</column></row><table> <table>table see original document page 31</column></row><table> Tabela 6
<table>table see original document page 32</column></row><table> <table>table see original document page 33</column></row><table> Conforme visto nas Tabelas 1 a 6, Exemplos da presente inven- ção apresentaram excelentes resistência à corrosão, propriedade de ade- são, resistência ao solvente, capacidade de puncionamento, e propriedade de remoção de fricção estática. Em particular, Exemplos da presente inven- ção que apresentam uma faixa preferível de razão de mistura de polissiloxa- no e o peso do revestimento de isolamento também melhorou as caracterís- ticas acima. Para o caso de uma razão de mistura de polissiloxano pequena, particularmente a adição de um composto inorgânico melhorou várias carac- terísticas.
Ao contrário, os Exemplos Comparativos deterioraram uma ou mais entre a resistência à corrosão, propriedade de adesão, resistência ao solvente, capacidade de puncionamento, e propriedade de remoção de fric- ção estática.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
A presente invenção fornece uma chapa de aço para fins elétri- cos que tem um revestimento de isolamento que dá excelentes resistência à corrosão e capacidade de puncionamento. Chapa de aço para fins elétricos que tem o revestimento de isolamento conforme a presente invenção não contém cromo, e apresenta performances tais como resistência à corrosão e capacidade de puncionamento equivalente a ou maior que aquelas de reves- timentos de isolamento contendo Cr. Conseqüentemente a presente inven- ção é propícia ao meio ambiente não apenas como os produtos finais mas também durante o processo de fabricação, e permite amplo uso inclusive em motores e transformadores, então a presente invenção é proveitosa do ponto de vista industrial.
Claims (12)
1. Chapa de aço para fins elétricos tendo um revestimento de isolamento, em que o revestimento de isolamento contém uma resina com- posta de polissiloxano e um polímero contendo o elemento carbono.
2. Chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de iso- lamento de acordo com a reivindicação 1, onde a razão de mistura do polis- siloxano para o teor sólido no revestimento de isolamento é de 10% em massa ou mais e 90% em massa ou menos como S1O2.
3. Chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de iso- lamento em que a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que o polímero contendo o elemento carbono é um ou mais polímeros selecionados do gru- po consistindo em polímero à base de vinila, polímero à base de poliéster, polímero à base de alquida, polímero à base de poliuretano, polímero à base de acrílico, polímero à base de estireno, polímero à base de polietileno, po- límero à base de polipropileno, polímero à base de poliamida, polímero à base de policarbonato, polímero a base de fenol, e polímero à base de epó- xi.
4. Chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de iso- lamento de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que o re- vestimento de isolamento também contém um ou mais compostos selecio- nados do grupo consistindo em sílica, silicato, alumina, oxido de titânip7 oxi- do de estanho, oxido de cério, óxido de antimônio, oxido de tungstênio, e óxido de molibdênio, como composto inorgânico.
5. Chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de iso- lamento de acordo com a reivindicação 3, em que o revestimento de isola- mento também contém um ou mais compostos selecionados do grupo con- sistindo em sílica, silicato, alumina, óxido de titânio, óxido de estanho, óxido de cério, óxido de antimônio, óxido de tungstênio, e óxido de molibdênio, como composto inorgânico.
6. Chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de iso- lamento de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que o pe- so do revestimento de isolamento é de 0,05 g/m2 ou mais e 10 g/m2 ou me- nos.
7. Método para a fabricação de uma chapa de aço para fins elé- tricos tendo um revestimento de isolamento, compreendendo as etapas de: aplicação de um revestimento líquido contendo polissiloxano e um polímero contendo o elemento carbono na superfície de uma chapa de aço para fins elétricos; e cozer a chapa de aço para fins elétricos com o líquido de reves- timento aplicado à chapa de aço para fins elétricos.
8. Método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento de acordo com a reivindicação 7, em que o_ polímero contendo o elemento carbono usa um ou mais polímeros se- lecionados do grupo consistindo em polímero à base de vinila, polímero à base de poliéster, polímero à base de alquida, polímero à base de poliureta- no, polímero à base de acrílico, polímero à base de estireno, polímero à ba- se de polietileno, polímero à base de polipropileno, polímero à base de poli- amida, polímero à base de policarbonato, polímero à base de fenol, e polí- mero à base de epóxi.
9. Método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento de acordo com a reivindicação 7 ou a reivindicação 8, em que o líquido de revestimento também contém um ou mais compostos selecionados do grupo consistindo em sílica, silicato, alumi- na, oxido de titânio, oxido de estanho, oxido de cériò, oxido de antimônio, oxido de tungstênio, e oxido de molibdênio, como composto inorgânico.
10. Método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento de acordo com a reivindicação 7 ou a reivindicação 8, em que a razão de mistura do polissiloxano para o conteúdo sólido total no líquido de revestimento é de 10% em massa ou mais e 90% em massa ou menos como SiO2.
11. Método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento de acordo com a reivindicação 9, em que a razão de mistura do polissiloxano para o conteúdo sólido total no líqui- do de revestimento é de 10% em massa ou mais e 90% em massa ou me- nos como SiO2.
12. Método para fabricação da chapa de aço para fins elétricos tendo o revestimento de isolamento de acordo com a reivindicação 7 ou a reivindicação 8, em que o revestimento de isolamento é preparado aplican- do-se o líquido de revestimento à superfície de uma chapa de aço para fins elétricos e cozê-la de modo que o peso do revestimento de isolamento torne- se 0,05 g/m2 ou mais e 10 g/m2 ou menos.
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