JP2007177260A - 磁歪特性に優れる方向性電磁鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】まず、方向性電磁鋼板の表面にフォルステライトを主体とする無機鉱物質被膜を、さらにその上層には、平均密度が3.1g/cm3以上で平均硬度が15GPa以上の被膜を有することとする。例えば、上記上層被膜はコロイダルシリカとアルミナゾルを種々の割合で混合し、この混合物をフォルステライト被膜のある鋼板に900℃から1050℃の温度範囲で焼き付けることで形成される。
【選択図】 なし
Description
しかしながら、張力付与下での励磁挙動の観察から、磁歪振動の主原因となる90度磁区は励磁過程で一旦増加した後、消失することが明らかとなり、実使用条件下では張力付与型被膜が一概に磁歪特性、すなわちトランスの騒音改善には有益とはいえないことがわかってきた。
この張力付与型被膜は、被膜と鋼板との熱膨張係数の差を利用して鋼板に張力を付与しており、その張力発生原理から熱膨張係数が小さく、大きなヤング率を有する物質が張力付与型被膜の特性としては有利である。また、磁歪振動抑制の観点からは、被膜は厚いほどその効果は大きくなると考えられる。しかし、厚すぎる場合には、焼付け時にコーティング内部で発生した水蒸気の外部への排出が阻害され、被膜にふくれと呼ばれるふくらみ状の欠陥や穴欠陥を生じやすくなるという問題を有している。
方向性電磁鋼板の表面にフォルステライトを主体とする無機鉱物質被膜を有し、さらに、該無機鉱物質被膜の上層に、平均密度が3.1g/cm3以上で平均硬度が15GPa以上の被膜を有することを特徴とする磁歪特性に優れる方向性電磁鋼板。
本発明は、方向性電磁鋼板の表面にフォルステライトを主体とする無機鉱物質被膜を有し、さらに、該無機鉱物質被膜の上層に、平均密度が3.1g/cm3以上で平均硬度が15GPa以上の被膜を有することを特徴とする。このように、平均密度と硬度を高めた被膜を電磁鋼板上に形成することにより磁歪特性に優れる方向性電磁鋼板が得られることになる。
最終仕上焼鈍後の方向性電磁鋼板表面には、フォルステライト被膜を有することが重要であり、本発明では、通常用いられるフォルステライトを有する最終仕上げ焼鈍板をそのまま用いることができる。電気メッキ法により被膜を被成する場合、フォルステライトが存在するとしても通電可能な程度に抵抗値が低ければ良い。溶融メッキ法や無電解メッキ法で金属被膜を被成する場合には特に問題なく被膜を形成できる。
H=Pmax/A …(1)
E=(√π/2√A)・dP/dh …(2)
(但し、Pm a x は最大荷重(最大変位時の荷重)、Aは最大荷重時の圧子の接触面積、hは圧子の変位(押し込み深さ)を示す。)具体的には、圧子を最大荷重まで測定材料表面に押し付け(loading)てから離す(unloading)までの荷重(Load)−変位(displacement)曲線において、unloadingでの最大荷重時の傾きをdP/dhとする。従って、最大荷重時の圧子の接触面積(A)を求めることができれば、荷重(Load)−変位(displacement)曲線から求めたPmax値及びdP/dh値と上記(1)、(2)式から硬度およびヤング率を求めることができる。なお、上記において、接触面積(A)を求める方法は限定されず公知のいかなる方法でもよい。
以上の結果より、磁歪特性を良好とし磁歪振動を抑制するには、被膜の密度と硬度の両者を適切な範囲にすることが重要であり、本発明においては、平均密度が3.1g/cm3以上でかつ平均硬度が15GPa以上の被膜を有することとする。
絶縁被膜の厚みとしては、張力付与効果や占積率、被膜密着性等の点から0.3〜10μm程度の範囲が好ましい。
さらに、このようにして得られた鋼板に、更なる鉄損低減を目的としてレーザーあるいはプラズマ炎等を照射して、磁区の細分化を行っても絶縁コーティングの密着性にはなんら問題ない。また、本発明の方向性電磁鋼板の製造工程の任意の段階で磁区細分化のため、表面にエッチングや歯形ロールで一定間隔の溝を形成することも、いっそうの鉄損低減をはかる手段として有効である。
次いで、得られた鋼板に対して、浴温度と電流密度を変化させて種々のCrメッキを施した。なお、メッキ浴はCrO3:250g/l、H2SO4:2.5g/lとからなるサージェント浴を使用した。Crメッキ層の厚みは片面当たり5g/m2で一定とした。また、得られたメッキ鋼板に対して、実施例1と同様の方法にて密度を測定したところ、条件による密度の変化はほとんどなく、7.2g/cm3で一定であった。また、ナノインデンテーション法にて測定した被膜の硬度については、浴温度と電流密度の双方を適当な範囲に制御することにより、高硬度の被膜が得られた。その後、絶縁被膜としてリン酸アルミニウム、コロイダルシリカおよび無水クロム酸を主成分とする水性処理液を塗布し、800℃で焼き付けた。
Claims (1)
- 方向性電磁鋼板の表面にフォルステライトを主体とする無機鉱物質被膜を有し、
さらに、該無機鉱物質被膜の上層に、平均密度が3.1g/cm3以上で平均硬度が15GPa以上の被膜を有することを特徴とする磁歪特性に優れる方向性電磁鋼板。
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