JP2697350B2 - 絶縁性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
絶縁性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた電磁鋼板およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁性、打ち抜き
性、耐熱性および耐食性に優れた絶縁被膜を有する電磁
鋼板およびその製造方法に関するものである。
性、耐熱性および耐食性に優れた絶縁被膜を有する電磁
鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電磁鋼板は、モータやトランス等の電気
機器用鉄芯材として広く使用されている。このような鉄
芯材として使用される電磁鋼板の表面上には、通常、渦
電流損失を低減するために、絶縁被膜が形成されてい
る。
機器用鉄芯材として広く使用されている。このような鉄
芯材として使用される電磁鋼板の表面上には、通常、渦
電流損失を低減するために、絶縁被膜が形成されてい
る。
【０００３】電気機器用鉄芯材は、その表面上に絶縁被
膜が形成された電磁鋼板を、所定の形状に打ち抜き、次
いで、所定の形状に打ち抜かれた複数枚の電磁鋼板を積
層し、そして、溶接またはかしめることにより組立てら
れる。従って、電磁鋼板の表面上に形成される絶縁被膜
には、高い層間絶縁抵抗値を有していることに加え、優
れた打ち抜き性、耐熱性および耐食性を有していること
が要求されており、特に、打ち抜き性に関し、打ち抜き
を連続的に行っても被膜が剥離せず、そして、パンチや
ダイスの摩耗によるブランクのバリ発生を抑制し得る潤
滑性を有していることが必要とされている。
膜が形成された電磁鋼板を、所定の形状に打ち抜き、次
いで、所定の形状に打ち抜かれた複数枚の電磁鋼板を積
層し、そして、溶接またはかしめることにより組立てら
れる。従って、電磁鋼板の表面上に形成される絶縁被膜
には、高い層間絶縁抵抗値を有していることに加え、優
れた打ち抜き性、耐熱性および耐食性を有していること
が要求されており、特に、打ち抜き性に関し、打ち抜き
を連続的に行っても被膜が剥離せず、そして、パンチや
ダイスの摩耗によるブランクのバリ発生を抑制し得る潤
滑性を有していることが必要とされている。
【０００４】そのために、従来、絶縁被膜中に有機樹脂
を含有させて、被膜に潤滑性を付与することにより、打
ち抜き性の向上を図っていた。有機樹脂を含有する絶縁
被膜としては、クロム酸系またはリン酸系化合物を主成
分とする無機系水溶液と有機エマルジョンとの混合溶液
を電磁鋼板の表面上に塗布し次いでこれを焼き付けるこ
とにより形成される、いわゆる無機・有機系被膜が広く
実用化されている。このように、絶縁被膜に潤滑性を付
与することによって、連続打ち抜き作業時のバリ発生に
よる金型の取り替え頻度を、大幅に縮小し得るようにな
った。
を含有させて、被膜に潤滑性を付与することにより、打
ち抜き性の向上を図っていた。有機樹脂を含有する絶縁
被膜としては、クロム酸系またはリン酸系化合物を主成
分とする無機系水溶液と有機エマルジョンとの混合溶液
を電磁鋼板の表面上に塗布し次いでこれを焼き付けるこ
とにより形成される、いわゆる無機・有機系被膜が広く
実用化されている。このように、絶縁被膜に潤滑性を付
与することによって、連続打ち抜き作業時のバリ発生に
よる金型の取り替え頻度を、大幅に縮小し得るようにな
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た有機樹脂を含有する絶縁被膜は、耐熱性が劣る結果、
加熱処理によって、絶縁性、密着性および耐食性が低下
するという問題を有している。即ち、鉄芯用の電磁鋼板
に対しては、鉄芯としての成形加工時または成形加工後
に、発生した加工歪みを除去して磁気特性を向上させる
ための歪み取り焼鈍が施される場合が多い。このような
歪み取り焼鈍時に、電磁鋼板は、約７００〜８００℃の
温度で加熱されるので、絶縁被膜中の有機樹脂が熱分解
し、その一部がガス化する。このために、絶縁被膜はポ
ーラスになり、その絶縁性、密着性および耐食性が大き
く低下する。特に、梅雨時期など高温多湿環境下におい
ては、耐食性の低下によって、早期に発錆する問題が生
ずる。
た有機樹脂を含有する絶縁被膜は、耐熱性が劣る結果、
加熱処理によって、絶縁性、密着性および耐食性が低下
するという問題を有している。即ち、鉄芯用の電磁鋼板
に対しては、鉄芯としての成形加工時または成形加工後
に、発生した加工歪みを除去して磁気特性を向上させる
ための歪み取り焼鈍が施される場合が多い。このような
歪み取り焼鈍時に、電磁鋼板は、約７００〜８００℃の
温度で加熱されるので、絶縁被膜中の有機樹脂が熱分解
し、その一部がガス化する。このために、絶縁被膜はポ
ーラスになり、その絶縁性、密着性および耐食性が大き
く低下する。特に、梅雨時期など高温多湿環境下におい
ては、耐食性の低下によって、早期に発錆する問題が生
ずる。
【０００６】上述した問題を解決する手段として、特開
昭５９−１１６３８２号には、打ち抜き性、および、歪
み取り焼鈍後の耐食性に優れた絶縁被膜の形成方法とし
て、所定量のリン酸塩を含有する重クロム酸塩−有機樹
脂系処理液を、鋼板の表面上に塗布し、次いで、焼き付
けることにより被膜を形成する方法（以下、先行技術１
という）が開示されている。
昭５９−１１６３８２号には、打ち抜き性、および、歪
み取り焼鈍後の耐食性に優れた絶縁被膜の形成方法とし
て、所定量のリン酸塩を含有する重クロム酸塩−有機樹
脂系処理液を、鋼板の表面上に塗布し、次いで、焼き付
けることにより被膜を形成する方法（以下、先行技術１
という）が開示されている。
【０００７】しかしながら、先行技術１には、次のよう
な問題がある。即ち、リン酸塩を多量に含有させた場
合、通常の焼き付けでは、被膜の硬化反応が未完了にな
りやすく、被膜中に未反応のクロム化合物やリン化合物
が存在するために、歪み取り焼鈍前の過程で吸湿する結
果、絶縁性の低下や発錆等が生ずる。
な問題がある。即ち、リン酸塩を多量に含有させた場
合、通常の焼き付けでは、被膜の硬化反応が未完了にな
りやすく、被膜中に未反応のクロム化合物やリン化合物
が存在するために、歪み取り焼鈍前の過程で吸湿する結
果、絶縁性の低下や発錆等が生ずる。
【０００８】また、特開昭６２−１２４２２８号には、
鋼板の表面上に形成された、０．０１〜０．３μｍの厚
さのＮｉめっき層と、前記Ｎｉめっき層の上に形成され
た０．４〜６ｇ／ｍ２の量の重クロム酸塩−有機樹脂系
被膜とからなる電磁鋼板（以下、先行技術２という）が
開示されている。
鋼板の表面上に形成された、０．０１〜０．３μｍの厚
さのＮｉめっき層と、前記Ｎｉめっき層の上に形成され
た０．４〜６ｇ／ｍ２の量の重クロム酸塩−有機樹脂系
被膜とからなる電磁鋼板（以下、先行技術２という）が
開示されている。
【０００９】しかしながら、先行技術２には、次ぎのよ
うな問題がある。即ち、被膜の基本的な性能である絶縁
性が、歪み取り焼鈍後において大きく低下し、更に、Ｎ
ｉめっき層が導電性を有しているために、腐食電気化学
反応が進行にして、耐食性が劣化する。
うな問題がある。即ち、被膜の基本的な性能である絶縁
性が、歪み取り焼鈍後において大きく低下し、更に、Ｎ
ｉめっき層が導電性を有しているために、腐食電気化学
反応が進行にして、耐食性が劣化する。
【００１０】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、歪み取り焼鈍等の加熱処理が施されても、絶
縁性、耐食性等が低下することのない、絶縁性、打ち抜
き性、耐熱性および耐食性に優れた絶縁被膜を有する電
磁鋼板およびその製造方法を提供することにある。
を解決し、歪み取り焼鈍等の加熱処理が施されても、絶
縁性、耐食性等が低下することのない、絶縁性、打ち抜
き性、耐熱性および耐食性に優れた絶縁被膜を有する電
磁鋼板およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、電磁鋼
板の少なくとも１つ表面上に、クロム水和酸化物および
クロム酸化物の少なくとも１つ、または、クロム水和酸
化物およびクロム酸化物の少なくとも１つと金属クロム
とを所定量含有し、更に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔ
ｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つを所
定量含有する、下層としてのクロメート被膜を形成し、
前記クロメート被膜の上に、クロム酸系化合物およびリ
ン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂とを主成分と
する、上層としての無機・有機系の絶縁被膜を形成すれ
ば、歪み取り焼鈍等の加熱処理を施した後においても、
絶縁性、耐食性等が低下することがなく、従って、絶縁
性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた絶縁被膜
を有する電磁鋼板が得られることを知見した。
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、電磁鋼
板の少なくとも１つ表面上に、クロム水和酸化物および
クロム酸化物の少なくとも１つ、または、クロム水和酸
化物およびクロム酸化物の少なくとも１つと金属クロム
とを所定量含有し、更に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔ
ｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つを所
定量含有する、下層としてのクロメート被膜を形成し、
前記クロメート被膜の上に、クロム酸系化合物およびリ
ン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂とを主成分と
する、上層としての無機・有機系の絶縁被膜を形成すれ
ば、歪み取り焼鈍等の加熱処理を施した後においても、
絶縁性、耐食性等が低下することがなく、従って、絶縁
性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた絶縁被膜
を有する電磁鋼板が得られることを知見した。
【００１２】この発明は、上述した知見に基いてなされ
たものであって、この発明の電磁鋼板は、電磁鋼板の少
なくとも１つの表面上に形成された、クロム水和酸化物
およびクロム酸化物の少なくとも１つ、または、クロム
水和酸化物およびクロム酸化物の少なくとも１つと金属
クロムとを、Ｃｒ換算で５〜１００ｍｇ／ｍ ２ 未満含有
する、下層としてのクロメート被膜と、前記下層として
のクロメート被膜の上に形成された、クロム酸系化合物
およびリン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂とを
主成分とする、上層としての無機・有機系の絶縁被膜と
からなり、前記下層としてのクロメート被膜は、更に、
Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物
のうちの少なくとも１つを、Ａｌ換算、Ｓｉ換算、Ｔｉ
換算およびＺｒ換算で、前記クロメート被膜中のクロム
量に対し、総量で１０倍以下含有しており、 そして、前
記上層としての無機・有機系の絶縁被膜の、前記有機樹
脂の含有量は、前記絶縁被膜の総量に対して２〜２０重
量％の範囲内であることに特徴を有するものである。
たものであって、この発明の電磁鋼板は、電磁鋼板の少
なくとも１つの表面上に形成された、クロム水和酸化物
およびクロム酸化物の少なくとも１つ、または、クロム
水和酸化物およびクロム酸化物の少なくとも１つと金属
クロムとを、Ｃｒ換算で５〜１００ｍｇ／ｍ ２ 未満含有
する、下層としてのクロメート被膜と、前記下層として
のクロメート被膜の上に形成された、クロム酸系化合物
およびリン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂とを
主成分とする、上層としての無機・有機系の絶縁被膜と
からなり、前記下層としてのクロメート被膜は、更に、
Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物
のうちの少なくとも１つを、Ａｌ換算、Ｓｉ換算、Ｔｉ
換算およびＺｒ換算で、前記クロメート被膜中のクロム
量に対し、総量で１０倍以下含有しており、 そして、前
記上層としての無機・有機系の絶縁被膜の、前記有機樹
脂の含有量は、前記絶縁被膜の総量に対して２〜２０重
量％の範囲内であることに特徴を有するものである。
【００１３】
【作用】この発明において、電磁鋼板の少なくとも１つ
の表面上に形成された、クロム水和酸化物およびクロム
酸化物の少なくとも１つ、または、クロム水和酸化物お
よびクロム酸化物の少なくとも１つと金属クロムとから
なる、下層としてのクロメート被膜は、クロム水和酸化
物およびクロム酸化物が非電気伝導性を有しているの
で、電磁鋼板に、高い絶縁性および優れた耐食性を付与
する。
の表面上に形成された、クロム水和酸化物およびクロム
酸化物の少なくとも１つ、または、クロム水和酸化物お
よびクロム酸化物の少なくとも１つと金属クロムとから
なる、下層としてのクロメート被膜は、クロム水和酸化
物およびクロム酸化物が非電気伝導性を有しているの
で、電磁鋼板に、高い絶縁性および優れた耐食性を付与
する。
【００１４】後述する、上層としての絶縁被膜の焼き付
け処理、または、歪み取り焼鈍等の加熱処理が施される
と、クロメート被膜中のクロム水和酸化物の大部分はク
ロム酸化物に変質する。しかしながら、クロム酸化物
は、極めて耐熱性に優れ且つ非電気伝導性であるので、
上述した焼き付け処理や加熱処理が施された後において
も、絶縁性および耐食性が劣化することはない。
け処理、または、歪み取り焼鈍等の加熱処理が施される
と、クロメート被膜中のクロム水和酸化物の大部分はク
ロム酸化物に変質する。しかしながら、クロム酸化物
は、極めて耐熱性に優れ且つ非電気伝導性であるので、
上述した焼き付け処理や加熱処理が施された後において
も、絶縁性および耐食性が劣化することはない。
【００１５】クロメート被膜の量は、クロム換算で、５
〜１００ｍｇ／ｍ ２ 未満の範囲内とすべきである。クロ
メート被膜の量が、クロム換算で５ｍｇ／ｍ２未満で
は、所望の耐熱性が得られず、例えば、電磁鋼板に対
し、７００〜８００℃の温度で歪み取り焼鈍を施すと、
耐熱性が劣化して、十分な耐食性および絶縁性が得られ
ない。一方、クロメート被膜の量が、クロム換算で１０
０ｍｇ／ｍ ２ 以上になると、打ち抜き性が劣化する。
〜１００ｍｇ／ｍ ２ 未満の範囲内とすべきである。クロ
メート被膜の量が、クロム換算で５ｍｇ／ｍ２未満で
は、所望の耐熱性が得られず、例えば、電磁鋼板に対
し、７００〜８００℃の温度で歪み取り焼鈍を施すと、
耐熱性が劣化して、十分な耐食性および絶縁性が得られ
ない。一方、クロメート被膜の量が、クロム換算で１０
０ｍｇ／ｍ ２ 以上になると、打ち抜き性が劣化する。
【００１６】クロメート被膜中に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸
化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも
１つを含有させることにより、これらの酸化物は、クロ
ム酸化物と同様に極めて耐熱性に優れ且つ非電気伝導性
を有しているので、電磁鋼板に、より優れた耐熱性が付
与される。更に、クロメート被膜中に含有された上記酸
化物の一部は、クロメート被膜の表面上に粒状の突起物
として存在し、被膜に粗さを付与する。従って、被膜の
密着性が向上し、歪み取り焼鈍後においても、極めて優
れた耐食性および絶縁性が発揮される。
化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも
１つを含有させることにより、これらの酸化物は、クロ
ム酸化物と同様に極めて耐熱性に優れ且つ非電気伝導性
を有しているので、電磁鋼板に、より優れた耐熱性が付
与される。更に、クロメート被膜中に含有された上記酸
化物の一部は、クロメート被膜の表面上に粒状の突起物
として存在し、被膜に粗さを付与する。従って、被膜の
密着性が向上し、歪み取り焼鈍後においても、極めて優
れた耐食性および絶縁性が発揮される。
【００１７】クロメート被膜中に含有させる、Ａｌ酸化
物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの
少なくとも１つの量は、必要とされる耐熱性のレベルに
応じた適切な量を選ぶことができる。しかしながら、Ａ
ｌ換算、Ｓｉ換算、Ｔｉ換算およびＺｒ換算で、その総
量を、クロメート被膜中のクロム量に対し、１０倍以下
とすべきである。その理由は、クロメート被膜は、Ａｌ
酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物を固
定するバインダとして作用するので、その総量が、クロ
メート被膜中のクロム量に対し、１０倍を超えると、ク
ロメート被膜中から、酸化物が剥離しやすくなり、被膜
の密着性が低下する。
物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの
少なくとも１つの量は、必要とされる耐熱性のレベルに
応じた適切な量を選ぶことができる。しかしながら、Ａ
ｌ換算、Ｓｉ換算、Ｔｉ換算およびＺｒ換算で、その総
量を、クロメート被膜中のクロム量に対し、１０倍以下
とすべきである。その理由は、クロメート被膜は、Ａｌ
酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物を固
定するバインダとして作用するので、その総量が、クロ
メート被膜中のクロム量に対し、１０倍を超えると、ク
ロメート被膜中から、酸化物が剥離しやすくなり、被膜
の密着性が低下する。
【００１８】クロム酸系化合物およびリン酸系化合物の
少なくとも１つと有機樹脂とを主成分とする、上層とし
ての無機・有機系の絶縁被膜は、電磁鋼板に、優れた電
気絶縁性、打ち抜き性および耐食性を付与する。このよ
うな絶縁被膜の絶縁性および耐食性を、より向上させる
ために、絶縁被膜中に、少量のシリカゾルやアルミナゾ
ル等の酸化物ゾル、または、リン酸塩やホウ酸等の無機
質成分を含有させてもよい。
少なくとも１つと有機樹脂とを主成分とする、上層とし
ての無機・有機系の絶縁被膜は、電磁鋼板に、優れた電
気絶縁性、打ち抜き性および耐食性を付与する。このよ
うな絶縁被膜の絶縁性および耐食性を、より向上させる
ために、絶縁被膜中に、少量のシリカゾルやアルミナゾ
ル等の酸化物ゾル、または、リン酸塩やホウ酸等の無機
質成分を含有させてもよい。
【００１９】絶縁被膜中の有機樹脂は、主として、打ち
抜き性を向上させる作用を有している。有機樹脂の含有
量は、絶縁被膜の総量に対して、２〜２０重量％の範囲
内とすべきである。有機樹脂の含有量が２重量％未満で
は、十分な打ち抜き性が得られない。なお、有機樹脂の
含有量を５重量％以上にすると、より優れた打ち抜き性
が発揮される。一方、有機樹脂の含有量が２０重量％を
超えると、溶接性が低下する。このような有機樹脂とは
別に、絶縁被膜中に、粒子状の有機樹脂を含有させる
と、絶縁被膜の表面上に粗さが付与され、溶接時のガス
抜け性が良好になって、溶接性を向上させることができ
る。
抜き性を向上させる作用を有している。有機樹脂の含有
量は、絶縁被膜の総量に対して、２〜２０重量％の範囲
内とすべきである。有機樹脂の含有量が２重量％未満で
は、十分な打ち抜き性が得られない。なお、有機樹脂の
含有量を５重量％以上にすると、より優れた打ち抜き性
が発揮される。一方、有機樹脂の含有量が２０重量％を
超えると、溶接性が低下する。このような有機樹脂とは
別に、絶縁被膜中に、粒子状の有機樹脂を含有させる
と、絶縁被膜の表面上に粗さが付与され、溶接時のガス
抜け性が良好になって、溶接性を向上させることができ
る。
【００２０】絶縁被膜の量は、０．５〜５ｇ／ｍ２の範
囲内とすることが好ましい。絶縁被膜の量が０．５ｇ／
ｍ２未満では、打ち抜き性および耐食性が不十分にな
る。一方、絶縁被膜の量が５ｇ／ｍ２を超えると、絶縁
被膜の密着性が低下する。
囲内とすることが好ましい。絶縁被膜の量が０．５ｇ／
ｍ２未満では、打ち抜き性および耐食性が不十分にな
る。一方、絶縁被膜の量が５ｇ／ｍ２を超えると、絶縁
被膜の密着性が低下する。
【００２１】次ぎに、この発明の電磁鋼板の製造方法に
ついて述べる。電磁鋼板の少なくとも１つの表面上に形
成される下層としてのクロメート被膜は、無水クロム酸
およびクロム酸塩群の少なくとも１つと、硫酸、硫酸塩
および弗化物の少なくとも１つと、そして、Ａｌ酸化
物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの
少なくとも１つを含有する、クロメート処理液中におい
て、電磁鋼板に陰極電解処理を施すことにより形成され
る。
ついて述べる。電磁鋼板の少なくとも１つの表面上に形
成される下層としてのクロメート被膜は、無水クロム酸
およびクロム酸塩群の少なくとも１つと、硫酸、硫酸塩
および弗化物の少なくとも１つと、そして、Ａｌ酸化
物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの
少なくとも１つを含有する、クロメート処理液中におい
て、電磁鋼板に陰極電解処理を施すことにより形成され
る。
【００２２】上述したクロメート処理が施される電磁鋼
板の表面は、清浄であることが望ましく、必要に応じ、
アルカリ水溶液または酸水溶液によって、予め電磁鋼板
を、スプレー洗浄または電解洗浄する。
板の表面は、清浄であることが望ましく、必要に応じ、
アルカリ水溶液または酸水溶液によって、予め電磁鋼板
を、スプレー洗浄または電解洗浄する。
【００２３】クロメート処理液の組成は、主剤としての
無水クロム酸およびクロム酸塩群の少なくとも１つと、
助剤としての硫酸、硫酸塩および弗化物の少なくとも１
つとを含有していれば、特に限定されるものではない。
主剤としては、無水クロム酸、クロム酸アンモニウム、
重クロム酸アンモニウム、クロム酸ナトリウム、重クロ
ム酸ナトリウム等が使用される。また、助剤としては、
硫酸、硫酸ナトリウム、弗化ナトリウム、弗化カリウ
ム、ホウ弗化ナトリウム、ケイ弗化ナトリウム等が使用
される。
無水クロム酸およびクロム酸塩群の少なくとも１つと、
助剤としての硫酸、硫酸塩および弗化物の少なくとも１
つとを含有していれば、特に限定されるものではない。
主剤としては、無水クロム酸、クロム酸アンモニウム、
重クロム酸アンモニウム、クロム酸ナトリウム、重クロ
ム酸ナトリウム等が使用される。また、助剤としては、
硫酸、硫酸ナトリウム、弗化ナトリウム、弗化カリウ
ム、ホウ弗化ナトリウム、ケイ弗化ナトリウム等が使用
される。
【００２４】陰極電解条件は、通常のクロメート被膜の
形成のための、鋼板を陰極とする電解条件でよい。な
お、陰極電解処理の前後に、電磁鋼板に対し、鋼板を陽
極とする陽極電解処理を施してもよい。
形成のための、鋼板を陰極とする電解条件でよい。な
お、陰極電解処理の前後に、電磁鋼板に対し、鋼板を陽
極とする陽極電解処理を施してもよい。
【００２５】陰極電極処理によって、電磁鋼板の少なく
とも１つの表面上に、金属クロム層と、その上に形成さ
れたクロム水和酸化物層とからなる、クロメート被膜が
形成される。このようなクロメート被膜中のクロム水和
酸化物は、後述する、上層としての無機・有機系絶縁被
膜の形成のための焼き付け処理時に、脱水反応によっ
て、クロム酸化物に変質する場合が多い。従って、焼き
付け処理後のクロメート被膜の構造に対して、電解処理
条件の影響は緩慢である。
とも１つの表面上に、金属クロム層と、その上に形成さ
れたクロム水和酸化物層とからなる、クロメート被膜が
形成される。このようなクロメート被膜中のクロム水和
酸化物は、後述する、上層としての無機・有機系絶縁被
膜の形成のための焼き付け処理時に、脱水反応によっ
て、クロム酸化物に変質する場合が多い。従って、焼き
付け処理後のクロメート被膜の構造に対して、電解処理
条件の影響は緩慢である。
【００２６】上述したような、無水クロム酸およびクロ
ム酸塩群の少なくとも１つと、硫酸、硫酸塩および弗化
物の少なくとも１つとを含有するクロメート処理液によ
って行われる陰極電解処理と、次いで行われる絶縁被膜
形成のための焼き付け処理との組合せによって、クロム
酸化物、クロム水和酸化物および金属クロムの含有率に
かかわらず、焼き付け処理後においても、上層としての
無機・有機系絶縁被膜の下に、安定した品質性能の下層
としてのクロメート被膜が形成される。
ム酸塩群の少なくとも１つと、硫酸、硫酸塩および弗化
物の少なくとも１つとを含有するクロメート処理液によ
って行われる陰極電解処理と、次いで行われる絶縁被膜
形成のための焼き付け処理との組合せによって、クロム
酸化物、クロム水和酸化物および金属クロムの含有率に
かかわらず、焼き付け処理後においても、上層としての
無機・有機系絶縁被膜の下に、安定した品質性能の下層
としてのクロメート被膜が形成される。
【００２７】クロメート被膜中に、その耐熱性をより向
上させる、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物および
Ｚｒ酸化物のうちの少なくとも１つを含有させるために
は、クロメート処理液中に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、
Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つを
含有させ、このようなクロメート処理液中において、電
磁鋼板に陰極電解処理を施せばよい。その結果、クロメ
ート被膜中に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物お
よびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つを分散させて含
有させることができ、その一部は、前述したように、ク
ロメート処理の表面上に粒状の突起物として存在し、ク
ロメート処理の表面に粗さを付与する。
上させる、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物および
Ｚｒ酸化物のうちの少なくとも１つを含有させるために
は、クロメート処理液中に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、
Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つを
含有させ、このようなクロメート処理液中において、電
磁鋼板に陰極電解処理を施せばよい。その結果、クロメ
ート被膜中に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物お
よびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つを分散させて含
有させることができ、その一部は、前述したように、ク
ロメート処理の表面上に粒状の突起物として存在し、ク
ロメート処理の表面に粗さを付与する。
【００２８】クロメート処理液中に添加させる、Ａｌ酸
化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうち
の少なくとも１つは、酸化物ゾル状または微粒子酸化物
粉末状であることがよく、特に、粒径５０ｍμ以下の水
性酸化物ゾル状のものが、クロメート処理液中での分散
安定性、および、クロメート被膜中での均一分散性の点
において好ましい。
化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうち
の少なくとも１つは、酸化物ゾル状または微粒子酸化物
粉末状であることがよく、特に、粒径５０ｍμ以下の水
性酸化物ゾル状のものが、クロメート処理液中での分散
安定性、および、クロメート被膜中での均一分散性の点
において好ましい。
【００２９】上層としての無機・有機系絶縁被膜の形成
は、クロメート被膜の表面上に、クロム酸系化合物およ
びリン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂とを主成
分とする無機・有機系の絶縁被膜処理液を、ロールコー
タ等によって塗布し、次いで、クロメート被膜の表面上
に絶縁被膜処理液が塗布された電磁鋼板を、ラジアンド
チューブ式やインダクション式の加熱炉内において、４
００℃未満の温度で加熱し、絶縁被膜処理液を焼き付け
ることにより行われる。
は、クロメート被膜の表面上に、クロム酸系化合物およ
びリン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂とを主成
分とする無機・有機系の絶縁被膜処理液を、ロールコー
タ等によって塗布し、次いで、クロメート被膜の表面上
に絶縁被膜処理液が塗布された電磁鋼板を、ラジアンド
チューブ式やインダクション式の加熱炉内において、４
００℃未満の温度で加熱し、絶縁被膜処理液を焼き付け
ることにより行われる。
【００３０】絶縁被膜処理液としては、Ｋ，Ｃａ，Ｍ
ｇ，Ａｌ等の水酸化物、酸化物または炭酸塩を、無水ク
ロム酸またはリン酸に溶解した化合物の少なくとも１つ
を主成分とする無機系溶液と、（メタ）アクリル酸、
（メタ）アクリル酸エステル類、スチレン、ビニルトル
エン、酢酸ビニル、ベオバ、エチレン、ブタジエン、マ
レイン酸等の重合性モノマーのうちの少なくとも１つ
を、常法によって乳化重合して得られるエマルジョン樹
脂、または、フェノール系樹脂やエポキシ系樹脂等から
選択された少なくとも１つ以上の有機樹脂を混合するこ
とによって調製される。
ｇ，Ａｌ等の水酸化物、酸化物または炭酸塩を、無水ク
ロム酸またはリン酸に溶解した化合物の少なくとも１つ
を主成分とする無機系溶液と、（メタ）アクリル酸、
（メタ）アクリル酸エステル類、スチレン、ビニルトル
エン、酢酸ビニル、ベオバ、エチレン、ブタジエン、マ
レイン酸等の重合性モノマーのうちの少なくとも１つ
を、常法によって乳化重合して得られるエマルジョン樹
脂、または、フェノール系樹脂やエポキシ系樹脂等から
選択された少なくとも１つ以上の有機樹脂を混合するこ
とによって調製される。
【００３１】絶縁被膜処理液が、クロム酸系化合物を含
有する場合には、処理液中の６価クロムを還元して被膜
を不溶化するために、グリセリン、ポリエチレングリコ
ール、しょ糖等のポリアルコール類、または、コハク
酸、アジピン酸等のカルボン酸類からなる有機還元剤を
添加する必要がある。有機還元剤の添加量は、処理液中
のＣｒＯ３換算量１００重量部に対して、１０〜５０重
量部とすることが好ましい。有機還元剤の添加量が１０
重量部未満では、還元が不十分となり、被膜の耐水性が
劣化する。一方、有機還元剤の添加量が５０重量部を超
えると、処理液中で還元が進行し易くなり、貯蔵安定性
が劣化する。
有する場合には、処理液中の６価クロムを還元して被膜
を不溶化するために、グリセリン、ポリエチレングリコ
ール、しょ糖等のポリアルコール類、または、コハク
酸、アジピン酸等のカルボン酸類からなる有機還元剤を
添加する必要がある。有機還元剤の添加量は、処理液中
のＣｒＯ３換算量１００重量部に対して、１０〜５０重
量部とすることが好ましい。有機還元剤の添加量が１０
重量部未満では、還元が不十分となり、被膜の耐水性が
劣化する。一方、有機還元剤の添加量が５０重量部を超
えると、処理液中で還元が進行し易くなり、貯蔵安定性
が劣化する。
【００３２】次に、この発明を、実施例により、比較例
と対比しながら更に詳述する。
と対比しながら更に詳述する。
【実施例】Ｓｉを０．４ｗｔ．％含有する厚さ０．５ｍ
ｍの電磁鋼板を、公知の方法により脱脂し次いで酸洗し
て、その両表面を清浄にした。次いで、以下に示す
（Ａ）〜（Ｄ）の処理条件によりクロメート処理を施し
て、電磁鋼板の両表面上に、下層としてのクロメート被
膜を形成した。
ｍの電磁鋼板を、公知の方法により脱脂し次いで酸洗し
て、その両表面を清浄にした。次いで、以下に示す
（Ａ）〜（Ｄ）の処理条件によりクロメート処理を施し
て、電磁鋼板の両表面上に、下層としてのクロメート被
膜を形成した。
【００３３】 （Ａ）処理 クロメート処理液： 重クロム酸ナトリウム（２水塩）：３０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ： ５０ｇ／ｌ シリカゾル（固形分２０％）： ５０ｇ／ｌ 処理温度 ： ４５℃ 処理方法 ： 鋼板を陰極として、１０Ａ／ｄｍ ２ の電流密度で１．４秒 間電解した後、直ちに、水洗しそして乾燥した。
【００３４】 （Ｂ）処理 クロメート処理液： 無水クロム酸 ： ６０ｇ／ｌ 硫酸 ： １ｇ／ｌ チタニアゾル（固形分１０％）： ４０ｇ／ｌ 処理温度 ： ４５℃ 処理方法 ： 鋼板を陰極として、１０Ａ／ｄｍ ２ の電流密度で１．４秒 間電解した後、直ちに、水洗しそして乾燥した。
【００３５】 （Ｃ）処理 クロメート処理液： 重クロム酸ナトリウム（２水塩）：３０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ： １０ｇ／ｌ アルミナゾル（固形分２０％）： ５０ｇ／ｌ 処理温度 ： ４５℃ 処理方法 ： 鋼板を陰極として、２０Ａ／ｄｍ ２ の電流密度で１．４秒 間電解した後、直ちに、水洗しそして乾燥した。
【００３６】 （Ｄ）処理 クロメート処理液： 重クロム酸ナトリウム（２水塩）：３０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ： ５０ｇ／ｌ シリカゾル（固形分２０％）： ２０ｇ／ｌ ジルコニアゾル（固形分１０％）： １０ｇ／ｌ 処理温度 ： ４５℃ 処理方法 ： 鋼板を陰極として、２０Ａ／ｄｍ ２ の電流密度で１．４秒 間電解した後、直ちに、水洗しそして乾燥した。
【００３７】 次いで、上記（Ａ）〜（Ｄ）の処理条件に
よって、その両表面上にクロメート被膜が形成された電
磁鋼板の各々のクロメート被膜の上に、下記組成からな
る絶縁被膜処理液を３ロールコータによって塗布し、次
いで、焼き付け炉において、到達板温２８０℃により焼
き付け処理を施して、クロメート被膜の上に上層として
の無機・有機系絶縁被膜を形成した。 かくして、本発明鋼板Ｎｏ．１〜４を調製した。 無水クロム酸 ： １００重量部 酸化マグネシウム ： ３０重量部 ホウ酸 ： ２５重量部 エチレングリコール ： ２５重量部 アクリル系樹脂エマルジョン： ３０重量部
よって、その両表面上にクロメート被膜が形成された電
磁鋼板の各々のクロメート被膜の上に、下記組成からな
る絶縁被膜処理液を３ロールコータによって塗布し、次
いで、焼き付け炉において、到達板温２８０℃により焼
き付け処理を施して、クロメート被膜の上に上層として
の無機・有機系絶縁被膜を形成した。 かくして、本発明鋼板Ｎｏ．１〜４を調製した。 無水クロム酸 ： １００重量部 酸化マグネシウム ： ３０重量部 ホウ酸 ： ２５重量部 エチレングリコール ： ２５重量部 アクリル系樹脂エマルジョン： ３０重量部
【００３８】 比較のために、上述した電磁鋼板に対し、
クロメート被膜を形成せず、その表面上に直接上記無機
・有機系絶縁被膜を形成した比較鋼板Ｎｏ．１、およ
び、クロメート被膜および絶縁被膜の何れも形成されて
いない電磁鋼板のままの比較鋼板Ｎｏ．２を調製した。
クロメート被膜を形成せず、その表面上に直接上記無機
・有機系絶縁被膜を形成した比較鋼板Ｎｏ．１、およ
び、クロメート被膜および絶縁被膜の何れも形成されて
いない電磁鋼板のままの比較鋼板Ｎｏ．２を調製した。
【００３９】 このようにして調製した本発明鋼板および
比較鋼板の各々の、クロメート被膜中のクロム含有量、
および、酸化物を含有させた場合の各酸化物の含有量
を、蛍光Ｘ線分析装置（ＦＸ）またはＸ線マイクロアナ
ライザー（ＥＰＭＡ）による定量分析によって調べた。
更に、本発明鋼板および比較鋼板の各々の、歪み取り焼
鈍前後の、打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐食性を
以下に述べる方法によって調べた。なお、歪み取り焼鈍
は、試験片を、窒素雰囲気中において７５０℃の温度
で、２時間加熱することにより行った。
比較鋼板の各々の、クロメート被膜中のクロム含有量、
および、酸化物を含有させた場合の各酸化物の含有量
を、蛍光Ｘ線分析装置（ＦＸ）またはＸ線マイクロアナ
ライザー（ＥＰＭＡ）による定量分析によって調べた。
更に、本発明鋼板および比較鋼板の各々の、歪み取り焼
鈍前後の、打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐食性を
以下に述べる方法によって調べた。なお、歪み取り焼鈍
は、試験片を、窒素雰囲気中において７５０℃の温度
で、２時間加熱することにより行った。
【００４０】 （１）打ち抜き性 試験片を、下記条件で連続打ち抜きしたときの、ブラン
クのかえり高さを調べ、それによって評価した。 打ち抜き形状：直径１０ｍｍの丸型、 打ち抜き回数：５０万回、 金型の材質 ：ＳＫＤ−１１、 打ち抜き油 ：使用。
クのかえり高さを調べ、それによって評価した。 打ち抜き形状：直径１０ｍｍの丸型、 打ち抜き回数：５０万回、 金型の材質 ：ＳＫＤ−１１、 打ち抜き油 ：使用。
【００４１】 （２）層間絶縁抵抗値 ＪＩＳ Ｃ ２５５０ 第２法に基づいて調べた。 （３）耐食性 試験片を、温度５０℃、相対湿度８０％の恒温恒湿の試
験槽内に２０日間放置した後の、試験片の発錆面積
（％）を調べ、それによって評価した。
験槽内に２０日間放置した後の、試験片の発錆面積
（％）を調べ、それによって評価した。
【００４２】 表１に、上記本発明鋼板および比較鋼板の
各々のクロメート被膜の組成、および、上述した、歪み
取り焼鈍前後の、打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐
食性の調査結果を示す。
各々のクロメート被膜の組成、および、上述した、歪み
取り焼鈍前後の、打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐
食性の調査結果を示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１から明らかなように、クロメート被膜
がなく、その表面上に直接無機・有機系絶縁被膜が形成
されている比較鋼板Ｎｏ．１は、層間絶縁抵抗値が低く
且つ耐食性も悪かった。クロメート被膜および絶縁被膜
の何れも形成されていない電磁鋼板のままの比較鋼板Ｎ
ｏ．２は、打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐食性が
何れも極めて悪かった。
がなく、その表面上に直接無機・有機系絶縁被膜が形成
されている比較鋼板Ｎｏ．１は、層間絶縁抵抗値が低く
且つ耐食性も悪かった。クロメート被膜および絶縁被膜
の何れも形成されていない電磁鋼板のままの比較鋼板Ｎ
ｏ．２は、打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐食性が
何れも極めて悪かった。
【００４５】 これに対し、本発明鋼板Ｎｏ．１〜４は、
何れも打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐食性が優れ
ていた。
何れも打ち抜き性、層間絶縁抵抗値および耐食性が優れ
ていた。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
歪み取り焼鈍等の加熱処理が施されても、絶縁性、耐食
性等が低下することのない、絶縁性、打ち抜き性、耐熱
性および耐食性に優れた絶縁被膜を有する電磁鋼板が得
られる、工業上有用な効果がもたらされる。
歪み取り焼鈍等の加熱処理が施されても、絶縁性、耐食
性等が低下することのない、絶縁性、打ち抜き性、耐熱
性および耐食性に優れた絶縁被膜を有する電磁鋼板が得
られる、工業上有用な効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−235287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−2797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−240（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−6743（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−46463（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−28575（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (3)
- 【請求項１】 電磁鋼板の少なくとも１つの表面上に形
成された、クロム水和酸化物およびクロム酸化物の少な
くとも１つ、または、クロム水和酸化物およびクロム酸
化物の少なくとも１つと金属クロムとを、クロム換算
で、５〜１００ｍｇ／ｍ ２ 未満含有する、下層としての
クロメート被膜と、前記下層としてのクロメート被膜の
上に形成された、クロム酸系化合物およびリン酸系化合
物の少なくとも１つと有機樹脂とを主成分とする、上層
としての無機・有機系の絶縁被膜とからなり、前記下層としてのクロメート被膜は、更に、Ａｌ酸化
物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの
少なくとも１つを、Ａｌ換算、Ｓｉ換算、Ｔｉ換算およ
びＺｒ換算で、前記クロメート被膜中のクロム量に対
し、総量で１０倍以下含有しており、 そして、前記上層としての無機・有機系の絶縁被膜の、
前記有機樹脂の含有量は、前記絶縁被膜の総量に対して
２〜２０重量％の範囲内である ことを特徴とする、絶縁
性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた電磁鋼
板。 - 【請求項２】 前記絶縁被膜の量は、０．５〜５ｇ／ｍ
２ の範囲内である、請求項１記載の電磁鋼板。 - 【請求項３】 無水クロム酸およびクロム酸塩群の少な
くとも１つと、硫酸、硫酸塩および弗化物の少なくとも
１つと、そして、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物
およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１つとを含有する
クロメート処理液中において、電磁鋼板に陰極電解処理
を施して、前記電磁鋼板の少なくとも１つの表面上に、
クロム水和酸化物およびクロム酸化物の少なくとも１
つ、または、クロム水和酸化物およびクロム酸化物の少
なくとも１つと金属クロムとを、クロム換算で５〜１０
０ｍｇ／ｍ ２ 未満含有し、更に、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化
物、Ｔｉ酸化物およびＺｒ酸化物のうちの少なくとも１
つを、Ａｌ換算、Ｓｉ換算、Ｔｉ換算およびＺｒ換算
で、前記クロメート被膜中のクロム量に対し、総量で １
０倍以下含有する、下層としてのクロメート被膜を形成
し、 次いで、前記下層としてのクロメート被膜の上に、クロ
ム酸系化合物およびリン酸系化合物の少なくとも１つと
有機樹脂とを主成分とする無機・有機系の絶縁被膜処理
液を塗布し、次いで、これを焼き付けることにより、前
記下層としてのクロメート被膜の上に、クロム酸系化合
物およびリン酸系化合物の少なくとも１つと有機樹脂と
を主成分とする、上層としての無機・有機系の絶縁被膜
を、前記有機樹脂の含有量が、前記絶縁被膜の総量に対
し２〜２０重量％の範囲内となるように形成することを
特徴とする、絶縁性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性
に優れた電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098094A JP2697350B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 絶縁性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた電磁鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098094A JP2697350B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 絶縁性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた電磁鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308092A JPH04308092A (ja) | 1992-10-30 |
| JP2697350B2 true JP2697350B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14210760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098094A Expired - Lifetime JP2697350B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 絶縁性、打ち抜き性、耐熱性および耐食性に優れた電磁鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697350B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101168509B1 (ko) * | 2008-03-13 | 2012-07-27 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 열전도성이 우수한 절연 피막을 갖는 전자기 강판 및 그 제조 방법 |
| JP5760138B1 (ja) * | 2014-01-17 | 2015-08-05 | ユケン工業株式会社 | 電気化学エネルギーデバイスの接続部材の製造方法、当該製造方法により製造された接続部材および当該接続部材を備える電気化学エネルギーデバイス |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS511345B2 (ja) * | 1972-05-04 | 1976-01-16 | ||
| JPS4928575A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-14 | ||
| JPS5124901B2 (ja) * | 1972-09-06 | 1976-07-27 | ||
| JPH04235287A (ja) * | 1991-01-08 | 1992-08-24 | Kawasaki Steel Corp | 電磁鋼板の絶縁被膜形成方法 |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3098094A patent/JP2697350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04308092A (ja) | 1992-10-30 |
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