DE1231523B - Verfahren zur Verbesserung eines zur elektrischen Isolierung auf Blechen und Baendern aus Eisen und Stahl aufgebrachten Phosphatueberzugs - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C23f

Deutsche Kl.: 48 dl - 7/10

Nummer: 1231523

Aktenzeichen: M 52192 VI b/48 dl

Anmeldetag: 20. März 1962

Auslegetagr 29. Dezember 1966

Es ist bekannt, für die Isolierung von Kernblechen Phosphatüberzüge aufzubringen. Hierbei wurden vorzugsweise die Bleche bzw. Bänder, aus denen die Kernbleche hergestellt werden, phosphatiert. Als Phosphatierverfahren ist einerseits die Behandlung in Lösungen, sei es im Tauchverfahren, sei es im Spritzverfahren, andererseits das Auftrocknen von Lösungen bekannt. Die Phosphatüberzüge, die auf diese Weise hergestellt werden, können je nachdem, ob sie hitzebeständig sein müssen oder ob diese Forderung nicht im Vordergrund steht, Erdalkaliphosphatüberzüge oder Zinkphosphatüberzüge sein, jedenfalls Überzüge aus Lösungen schichtbildender Phosphate.

Die Bleche bzw. Bänder, die solche Phosphatüberzüge tragen, zeigen bei der Hantierung und dem Ausstanzen von Kernblechen eine Staubbildung, die nicht nur die damit Beschäftigten belästigt, sondern auch beim Stanzen der Kernbleche zu einer Erniedrigung der Standzeit der Stanzwerkzeuge führt. Es war daher erwünscht, Maßnahmen zu ergreifen, die diese Staubbildung verhindert, mindestens verringert.

Es ist bereits vorgeschlagen, gehört aber nicht zum Stand der Technik, die Isolierung und den Füllfaktor dadurch zu verbessern, daß der Phosphatüberzug durch Druck, vorzugsweise mittels Walzen, verdichtet wird. Aus dem matten Überzug, also dem Überzug mit einer gewissen Rauhigkeit, wird dabei ein spiegelndglänzender Überzug, der nicht zum Stauben neigt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung eines zur elektrischen Isolierung von Blechen und Bändern aus Eisen und Stahl, die für die Herstellung von Kernblechen verwendet werden, mit Hilfe von Lösungen schichtbildender Phosphate, vorzugsweise Zinkphosphatlösungen, aufgebrachten Phosphatüberzugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren der Phosphatschicht in solcher Weise mit Öl getränkt werden, daß nur sie mit Öl gefüllt sind, während die Werkstücksoberfläche nach beendeter Einölung trokken ist.

Durch die erfindungsgemäße Verbesserung, das Stauben zu verhindern, wird der weitere Vorteil erzielt, nicht nur die Isolierwirkung der Phosphatüberzüge zu erhöhen, sondern auch die Wärmequerleitfähigkeit der aus den Kernblechen zusammengesetzten Magnetkerne zu erhöhen.

Bei der erfindungsgemäßen Maßnahme, in die Poren der Phosphatüberzüge Öl einzubringen, handelt es sich nicht um das übliche Ölen von Phosphatüberzügen, wie es zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit vorgenommen wird, sondern das Einbringen des Öles muß so erfolgen, daß die Werkstücksoberfläche danach trocken ist. Um dies zu erreichen, muß dafür Sorge Verfahren zur Verbesserung eines zur
elektrischen Isolierung auf Blechen und
Bändern aus Eisen und Stahl aufgebrachten
Phosphatüberzugs

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Heinz Blum,
Hans-Joachim Edler, Frankfurt/M.

getragen werden, daß auf die phosphatierte Oberfläche nicht mehr Öl aufgebracht wird, als von den Poren aufgesaugt werden kann. Vorzugsweise verwendet man dabei ein Öl geringer Viskosität, um das Eindringen in die Poren zu erleichtern.

Unter einer »trockenen Oberfläche« ist hierbei verstanden, daß ein einige Sekunden auf die Oberfläche aufgedrücktes Fließpapier nicht sichtbar Öl aufnimmt. Die Oberflächen sind jedoch nicht so weit ölfrei, daß der Wasserbenetzungstest eine fettfreie Oberfläche anzeigt.

Das die Oberfläche in dem angegebenen Sinn trokken, also ölfrei sein muß, ist deshalb erforderlich, weil eine ölige Oberfläche beim Umgießen der Kernblechpakete mit Aluminium zu einer Gasbildung und damit zu einer Poren- oder Lunkerbildung im Anguß führen würde. Das in den Poren aufgenommene Öl führt nicht zu diesen Störungen.

Das Aufbringen des Öles läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß man es in feinstzerstäubter Form auf die phosphatierte Oberfläche aufsprüht. Ein Eintauchen in das betreffende Öl führt nicht zu der erwünschten Wirkung. Andererseits ist es auch möglich, das Einölen durch Tauchen dann vorzunehmen, wenn das Öl in verdünnter Form, vorzugsweise emulgiert in Wasser, vorliegt, so daß beim Herausnehmen der Bleche oder Bänder nach dem Tauchen der flüssige Film auf der Oberfläche nicht mehr Öl enthält, als in die Poren des Phosphatüberzuges eingebracht werden soll. Verwendet man hierbei eine verdünnte Öl-inWasser-Emulsion, dann hat dies den besonderen Vorteil, daß die Bleche oder Bänder, falls die Phosphatie-

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rung im Tauch- oder Spritzverfahren erfolgt, noch naß, wie sie von der Phosphatierung und gegebenenfalls Spülung kommen, in die Öl-in-Wasser-Emulsion gebracht werden können, so daß erst danach die Trocknung durchgeführt wird, bei der das Öl zurückbleibt und in die Poren eindringt.

Für das Versehen des Phosphatüberzuges mit Öl eignen sich insbesondere niedrigviskose Öle, und zwar Öle mit einer Viskosität von unter 10° Engler, gemessen bei 20° C, beispielsweise Spindelöle. Mit Rücksicht darauf, daß die Kernbleche, die aus diesen Blechen oder Bändern hergestellt werden, in zu Kernen zusammengesetztem Zustand eventuell mit Aluminium umgössen werden^ also erhöhter Temperatur -ausgesetzt werden, ist es erwünscht, ein Öl von hohem Siedebeginn zu verwenden, der vorzugsweise über 300° C liegt. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn bei dem Umgießen der Kerne die Gefahr besteht, daß niedrigsiedende Anteile des Öles verdampfen und zu einer Porosität im Anguß führen, weil dadurch die Leitfähigkeit des Aluminiums im Kurzschlußstromkreis des Läufers bzw. bei dem Stator die Dichtigkeit des Gehäusemantels auch herabgesetzt wird.

Für die Phosphatierung eignen sich im Hinblick auf die Ölaufnahme und die damit zu erzielenden Vorteile insbesondere Zinkphosphatüberzüge bzw. Überzüge, die im wesentlichen aus Zinkphosphat bestehen, wie sie beispielsweise aus nitratbeschleunigten Zinkphosphatlösungen erhalten werden, die beispielsweise Eisen oder Kalzium als weiteres schichtbildendes Metall enthalten. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise Manganphosphatüberzüge aufzubringen, da auch diese ein genügendes Aufsaugvermögen für Öl haben.

Das Verfahren sei an Hand eines Beispiels näher erläutert:
Kaltwalzband, bestehend aus

0,05% Kohlenstoff (C),
0,5% Silizium (Si),

Rest Eisen (Fe),

in 0,5 mm Dicke wurde phosphatiert in einer Lösung, bestehend aus

6,9 g/l P₂O₅,
13,5 g/l NO₃,
6,7 g/l Zn,
2,4 g/l Fe,

Rest Wasser.

Behandlungszeit: 10 Minuten.
Temperatur der Lösung: 55°C.

Anschließend wurdeL.Üäs: phösphatierte Kaltwalzband mit kaltem Wasser. gespült und dann in eine Öl-in-Wasser-Emulsion getaucht, die aus

40 g/l Spindelöl,

. ; . 4 g/I Emulgator,

Rest Wasser,

besteht und sich auf einer Temperatur von 80° befindet. Hierbei wird das Blech bzw. Band vorzugsweise

ίο durch die Emulsion durchlaufen gelassen, bis das Band sich auf die Temperatur von nahezu 80°C aufgewärmt hat, und beim Auftauchen aus der Emulsion etwa 40 g Emulsion pro Quadratmeter ausgetragen. Der Emulsionsfilm wird, beispielsweise durch Infrarotstrahlung, getrocknet, wobei das Wasser vom Phosphatieren und Spülen, soweit es aus den Poren heraustritt, und auch das mit der Emulsion ausgetragene Wasser verdampft, während das ausgetragene Öl in die Poren eindringt. Das Blech bzw. Band sieht nach der Behand-

lung in einer Öl-in-Wasser-Emulsion etwas dunkler aus als sonst in gleicher Weise hergestellte, aber nicht mit der Emulsion behandelte getrocknete Phosphatschichten. ■ ^;

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung eines zur elektrischen Isolierung von Blechen und Bändern aus Eisen und Stahl, die für die Herstellung von Kernblechen verwendet werden, mit Hilfe von Lösungen schichtbildender Phosphate, vorzugsweise Zinkphosphatlösungen, aufgebrachten Phosphatüberzugs, dadurchgekennzeichnet, daß die Poren der Phosphatschicht in solcher Weise mit Öl getränkt werden, daß nur sie mit Öl gefüllt sind, während die Werkstücksoberfläche nach beendeter Einölung trocken ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Phosphatüberzug, gegebenenfalls ohne vorherige Trocknung, ein Film einer

Öl-in-Wasser-Emulsion aufgebracht wird, der nicht mehr Öl enthält, als in die Poren aufgenommen werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den getrockneten Phosphatüber-

zug Öl in feinstzerstäubter Form aufgesprüht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Öl mit einer Viskosität von unter 10° Engler, gemessen bei 20°C, verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß ein Öl verwendet wird, dessen Siedebeginn vorzugsweise über 300° C liegt.

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