JP2001240916A - 歪取り焼鈍可能で打ち抜き寸法安定性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板 - Google Patents

歪取り焼鈍可能で打ち抜き寸法安定性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板

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JP2001240916A
JP2001240916A JP2000053746A JP2000053746A JP2001240916A JP 2001240916 A JP2001240916 A JP 2001240916A JP 2000053746 A JP2000053746 A JP 2000053746A JP 2000053746 A JP2000053746 A JP 2000053746A JP 2001240916 A JP2001240916 A JP 2001240916A
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JP
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steel sheet
punching
resin
alumina
coating
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JP2000053746A
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Kazumichi Sashi
一道 佐志
Yuka Komori
ゆか 小森
Masaki Kono
正樹 河野
Atsuto Honda
厚人 本田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】打ち抜き寸法安定性が高く、歪取り焼鈍後の耐
食性などの被膜特性に優れた絶縁被膜付き電磁鋼板。 【解決手段】電磁鋼板の表面に、平均粒径が100nm
以下のアルミナ含有シリカを含有する樹脂からなる被膜
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広い範囲の打ち抜
き回数にわたり寸法安定性の高い打ち抜き成形品を製造
することが可能で、かつ、歪取り焼鈍後の被膜特性に優
れた絶縁被膜付き電磁鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】モータや変圧器等に使用される電磁鋼板
の絶縁被膜は層間抵抗だけでなく、加工成形時および保
管時の利便さの観点から種々の特性が要求される。ま
た、打ち抜き加工後に磁気特性を向上させるため750
〜850℃程度で歪取り焼鈍を行う場合が多く、歪取り
焼鈍に耐え得ることが要求される場合がある。このよう
に、電磁鋼板は多様に使用されるため、用途に応じて種
々の絶縁被膜の開発が行われている。
【0003】絶縁被膜は、溶接性、耐熱性を重視し、
歪取り焼鈍に耐える無機質被膜、打ち抜き性、溶接性
の両立を目指し歪取り焼鈍に耐える樹脂含有の有機質−
無機質複合被膜、特殊用途で歪取り焼鈍不可の有機質
被膜の3種に大別されるが、汎用品として歪取り焼鈍に
耐えるのは、の無機質を含む被膜であり、特に、有
機樹脂を含有したクロム酸塩系絶縁被膜は、1コート1
ベークの製造で無機系絶縁被膜に比較して打ち抜き性を
格段に向上させることができるので広く利用されてい
る。
【0004】例えば、特公昭60−36476号公報に
は、少なくとも1種の2価金属を含む重クロム酸塩系水
溶液に、該水溶液中のCrO3 100質量部に対し、酢
酸ビニル/ベオバ比が90/10〜40/60の有機樹
脂のエマルジョンを樹脂固形分で5〜120質量部、お
よび有機還元剤10〜60質量部の割合で配合した処理
液を生地鉄板の表面に塗布し、常法による焼き付け工程
を経て得られる電磁鋼板の絶縁被膜形成法が開示されて
いる。
【0005】しかし、無機質被膜に比べ、打ち抜き性が
格段に向上したとはいえ、打ち抜き回数30万回程度の
間に、バリ高さが10μm増加してしまい、打ち抜き初
期と打ち抜き後期(100万回程度)の製品において寸
法変化がかなり大きくなるという問題があった。そのた
め、安定した寸法で打ち抜き回数のより多い絶縁被膜付
き電磁鋼板が望まれていた。
【0006】有機質−無機質複合被覆については、本願
出願人が、特開平9−136061号公報において、シ
リカを含有する最低造膜温度が−20〜60℃で、かつ
一定の昇温速度で加熱する際の重量変化率が極大を示す
ピーク温度が400℃以上の樹脂を低温焼付けした、歪
取り焼鈍可能な絶縁被膜付き電磁鋼板を提案している
が、これは歪取り焼鈍の他に溶接性の向上を目的とする
ものであり、打ち抜き寸法安定性については、必ずしも
満足できるものではなかった。
【0007】さらに、本願出願人は、特開平10−13
0858号公報において、アルミナ含有シリカを含有す
るガラス転移点が30〜150℃の樹脂を低温焼付けし
た、歪取り焼鈍可能な絶縁被膜付き電磁鋼板を提案して
いるが、これは沸騰水蒸気曝露性、耐溶剤性を狙ったも
のであり、やはり、打ち抜き寸法安定性については、必
ずしも満足できるものではなかった。
【0008】一方、樹脂被覆のような有機質被覆のみの
ものは、バリ高さ10μmの変化に対し、100万回程
度の打ち抜きが可能であるが、歪取り焼鈍によって被膜
が熱分解し、歪取り焼鈍後に十分な被膜特性が期待でき
なかった。また、樹脂に顔料などの無機成分を配合した
ものも使用されているが、打ち抜き寸法安定性がよいも
のの、歪取り焼鈍に耐えるものがなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、打ち抜き
後、歪取り焼鈍しても耐食性などの被膜特性が十分であ
る上に、寸法安定性が高い打ち抜き加工品の製造が可能
な絶縁被膜付き電磁鋼板を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0010】本発明は、電磁鋼板用の絶縁被膜として、
樹脂と平均粒径が100nm以下のアルミナ含有シリカ
を、該絶縁被膜中に含むことを特徴とする歪取り焼鈍可
能で打ち抜き寸法安定性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板
である。
【0011】好ましい本発明は、前記アルミナ含有シリ
カおよび樹脂を、該絶縁被膜中に合計で70質量%以上
含むことを特徴とする歪取り焼鈍可能で打ち抜き寸法安
定性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、アルミナ含有シリカの
平均粒径が特定範囲にあるときに、優れた打ち抜き寸法
安定性を示すことを見出した結果、完成されたものであ
る。
【0013】本発明の出発素材は、電磁鋼板(電気鉄
板)である。その製造方法、特性に特に拘るところはな
い。
【0014】絶縁被膜を構成する樹脂は特に限定される
ものではないが、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリ
オレフィン樹脂、スチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂などの1種ま
たは2種以上の樹脂が好適に適用できる。樹脂はガラス
転移点が30〜150℃であるのが、造膜性の点から好
ましい。樹脂の形態としては、油性、水性樹脂(エマル
ジョン、ディスパージョン、水溶液)、粉末状などいず
れであっても差支えない。ロールコーターで塗布する場
合には水性樹脂であることが好ましい。
【0015】アルミナ含有シリカは、アルミナとシリカ
との混合物であり、アルミナがシリカ表面に偏在する形
態であるのが好ましい。アルミナ含有シリカは、その平
均粒径が100nm以下でなければならない。好ましく
は5〜50nm、特に好ましくは10〜20nmであ
る。100nmを超えると打ち抜き寸法安定性が大きく
劣化する。これは、粒径が大きい場合には、金型の研磨
作用が大きく働くためと推定される。また、アルミナを
含有しないシリカの場合は、平均粒径が100nm以下
であっても、打ち抜き寸法安定性が優れないことがあ
る。これは、シリカ単独では、固過ぎて、磨耗増大効果
が高いことと、アルミナ含有シリカの場合は、ある程度
小さい粒径になると、樹脂に包まれやすくなり、潤滑効
果が増して打ち抜き寸法安定性が向上するためと推定さ
れる。
【0016】アルミナ含有シリカの平均粒径は、電子顕
微鏡写真から測定することができ、無作為に抽出した3
個以上、好ましくは10個程度の平均値より求めること
ができる。粒径分布は特に規制されないが、狭い方が好
ましい。
【0017】アルミナ含有シリカのアルミナ換算の含有
量は、シリカ換算の100質量部に対して0.01〜5
00質量部、好ましくは0.1〜50質量部である。ア
ルミナ含有量が0.01質量部未満であると沸騰水蒸気
曝露性が低下し、500質量部を超えると焼鈍後耐食性
が低下する。
【0018】樹脂とアルミナ含有シリカの混合比率は質
量比で10/90〜90/10である。アルミナ含有シ
リカが10質量%未満であると、打ち抜き品の歪取り焼
鈍後の被膜特性が不十分であり、90質量%を超えると
打ち抜き寸法安定性が劣る。好ましいのは25/75〜
75/25である。
【0019】水性液中のアルミナ含有シリカの安定化剤
としては、有機酸が好ましく、ギ酸、酢酸、プロピオン
酸などのカルボン酸が好適なものとして例示される。カ
ルボキシル基を1個以上有し、水溶性であれば、他の官
能基を有するものであってもよい。安定化剤はアルミナ
表面の電荷を中和して液が安定な範囲であればよく、中
和率で70〜130%であることが好ましい。
【0020】絶縁被膜の付着量は、焼き付け後の乾燥量
で0.05〜4g/m2 、好ましくは0.2〜3g/m
2 である。付着量が0.05g/m2 未満であると被膜
が不均一になり、地鉄が露出することにより、スティキ
ング性、沸騰水蒸気曝露性が不足し、付着量が4g/m
2 を超えると、焼付け時に膨れが発生するなど塗装性が
低下する。
【0021】本発明の絶縁被膜の性能を一段と向上させ
るために、潤滑剤、防錆剤などの添加剤を配合してもよ
い。この場合、被膜性能を確保するために絶縁被膜(固
形分)100質量部に対する添加剤の合計量を3〜42
質量部の範囲とするのが好ましい。
【0022】樹脂は水を媒体として、水溶液、エマルジ
ョンまたはディスパージョンの形態で使用されることが
好ましい。樹脂とアルミナ含有シリカとアルミナ安定化
剤を含有する水性液を、電磁鋼板上に塗布して焼き付け
ることにより被膜を形成させる。絶縁被膜形成方法は工
業的に一般に用いられるロールコーター法、フローコー
ター法、スプレー塗装法、ナイフコーター法等種々の方
法が適用可能である。焼き付け方法についても、通常実
施されるような熱風式、赤外式、誘導加熱式等が可能で
ある。焼付け温度は樹脂の特性に応じて変えることがで
き、例えば150〜300℃程度である。
【0023】本発明の電磁鋼板は、如何なる形態の打ち
抜き品にも適用できるが、とりわけ、モーターのステー
ター、ローター、トランスのEIコアなどにも好ましく
適用できる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の効果を実施例に基づいて具体
的に説明する。 (発明例1〜14、比較例15〜28)板厚0.5mm
の電磁鋼板の表面に、第1表に記載の成分を含有する固
形分濃度5質量%の水性塗液をロールコーターを用いて
塗布し、到達板温200℃で焼き付け、放冷し、膜厚
0.3μmの絶縁被膜を形成し、試験片(50×50m
m)を得た。なお、各性能評価法の詳細は以下の通りで
あり、歪取り焼鈍後の被膜特性はスティキング性と焼鈍
後耐食性で評価した。
【0025】[打ち抜き性]15mmφスチールダイス
(SKD−1)において、試験片の打ち抜きを行い、か
えり高さが50μmに達するまでの打ち抜き回数を測
り,下記の基準で評価した。 ◎: 50万回以上 ○: 30万回以上50万回未満 △: 10万回以上30万回未満 ×: 10万回未満
【0026】[打ち抜き寸法安定性]15mmφスチー
ルダイス(SKD−1)において、クリアランスを板厚
の5〜8%に設定し、連続打ち抜きを行った。打ち抜き
油に出光興産社製ニューパンチオイルを用いた。各ブラ
ンクのL(圧延方向)、C(板幅方向)を各3点づつ測
定し、5枚のブランクの平均値を以てバリ高さh(第1
図)とした。打ち抜き回数に対するバリ高さhの推移を
調査し、バリ高さの増加分△hが10μmに達するのに
要する打ち抜き回数N10を測定し、下記の基準で評価し
た。打ち抜き回数とバリ高さhとの関係を第2図に示し
た。
【0027】この場合、打ち抜き初期において、バリ高
さの増加率の高い部分がある場合が多いが、打ち抜き成
形品の精度に与える影響が小さいため、本発明における
打ち抜き回数N10に含めない。試験によって、バリ高さ
増加が10μmに満たない場合は外挿して推定する。 ◎: 80万回以上 ○: 40万回以上80万回未満 △: 10万回以上40万回未満 ×: 10万回未満
【0028】第2図から、例1の場合は、Bの部分にお
いて100万回の打ち抜きで、ようやくバリ高さの増加
△hが10μmとなるが、例23では、25万回という
少ない打ち抜き回数で、バリ高さの増加△hが10μm
に達することが分かる。言い換えると、例1の場合、打
ち抜き初期のバリ増加率が高い部分Aを除いた、打ち抜
き開始から10万回以降の打ち抜きではバリ高さの増加
が緩慢である。すなわち、寸法変化も緩慢であり、優れ
た打ち抜き寸法安定性を有している。
【0029】第3図に、発明例(●:アルミナ含有シリ
カ)と比較例(○:シリカ)の平均粒径と打ち抜き寸法
安定性の関係をグラフで示した。平均粒径100nm以
下のアルミナ含有シリカが、格段に優れた結果を示すこ
とが明白である。
【0030】[スティキング性]試験片を10枚重ねて
荷重(200g/cm2 )をかけながら窒素雰囲気下、
750℃で2時間焼鈍(歪取り焼鈍に相当)した後、試
験片上に分銅500gを落下させ、試験片が5分割する
時の落下高さを調査し、下記の基準で評価した。落下高
さが高い場合は、積層物同士の接着が強く、絶縁性に問
題を生じるなど被膜性能が十分でない。 ◎: 20cm未満 ○: 20cm以上40cm未満 △: 40cm以上60cm未満 ×: 60cm以上
【0031】[焼鈍後耐食性]窒素中、750℃で2時
間焼鈍(歪取り焼鈍に相当)した後の試験片を恒温恒湿
(50℃、相対湿度80%)に14日間放置後の赤錆面
積率を目視観察して、下記の基準で評価した。 ◎: 20%未満 ○: 20%以上〜40%未満 △: 40%以上〜60%未満 ×: 60%以上
【0032】第1表から、本発明例はいずれも打ち抜き
寸法安定性に優れ、かつ、焼鈍後被膜特性に優れた絶縁
被膜付き電磁鋼板であることが分かる。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【発明の効果】本発明は、広い範囲の打ち抜き回数にわ
たり寸法安定性の高い打ち抜き成形品を製造することが
可能で、かつ、歪取り焼鈍後の被膜特性に優れた絶縁被
膜付き電磁鋼板であり、モーター、トランス等の用途を
はじめ広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電磁鋼板の打ち抜きをした後のブランク断面
を示す図である。h: バリ高さ
【図2】 電磁鋼板の打ち抜き回数とバリ高さの関係を
示すグラフである。△h: バリ高さの増加分N10
△hが10μmに達するのに要する打ち抜き回数
【図3】 無機成分の平均粒径と電磁鋼板の打ち抜き寸
法安定性の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 正樹 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 本田 厚人 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Fターム(参考) 4K026 AA02 AA22 BA01 BA08 BB05 BB09 CA16 CA27 CA38 CA39 DA02 EB11 4K033 AA02 RA04 TA03 5E041 AA11 BC01 BC05 CA02 CA04 NN05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁鋼板用の絶縁被膜として、樹脂と平均
    粒径が100nm以下のアルミナ含有シリカを、該絶縁
    被膜中に含むことを特徴とする歪取り焼鈍可能で打ち抜
    き寸法安定性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板。
  2. 【請求項2】前記アルミナ含有シリカおよび樹脂を、該
    絶縁被膜中に合計で70質量%以上含むことを特徴とす
    る請求項1に記載の歪取り焼鈍可能で打ち抜き寸法安定
    性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板。
JP2000053746A 2000-02-29 2000-02-29 歪取り焼鈍可能で打ち抜き寸法安定性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板 Withdrawn JP2001240916A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012046825A (ja) * 2004-10-18 2012-03-08 Nippon Steel Corp 耐熱接着性絶縁被膜

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012046825A (ja) * 2004-10-18 2012-03-08 Nippon Steel Corp 耐熱接着性絶縁被膜

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Effective date: 20070501