JP4695722B2 - 方向性電磁鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2008年3月31日に日本に出願された特願2008−91051号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、上記方法において、マンガン化合物が過マンガン酸カリウムであり、リン酸塩、シリカ、マンガン化合物およびカリウム化合物を含む液の固形分量が、5〜50質量%である。
上記に挙げた過マンガン酸塩のうち、過マンガン酸カリウムは、低コストでの生産のためには圧倒的に有利である。さらに、カリウムを被膜に含む場合には、被膜の平滑性を向上させ、美麗な被膜を得るうえで特段の効果がある。この場合、カリウムとマンガンとのモル比K/Mnは0.02以上2以下となる組成とすると、酸化マンガン量も良好な範囲に設定することができ、0.04以上1.2以下とすると特に良い。ここで、K/Mnが大きすぎると、張力被膜中の非晶質成分が不安定化して張力被膜の密着性が悪化する。一方、K/Mnが小さすぎると、被膜の平滑性が失われ、欠陥が多発して耐食性が劣化する。
ここでいう仕上げ焼鈍が完了した鋼板とは、(1)従来公知の方法で仕上げ焼鈍を行って、表面にフォルステライト質の一次被膜が形成された鋼板、(2)一次被膜および付随的に生成している内部酸化層を酸に浸漬して除去した鋼板、(3)上記(2)で得た鋼板に水素中で平坦化焼鈍を施した鋼板、あるいは化学研磨電解研磨等の研磨を施した鋼板、(4)被膜生成に対して不活性であるアルミナ粉末等、または塩化物等の微量添加物を添加した従来公知の焼鈍分離剤を塗布し、一次被膜を生成させない条件下で仕上げ焼鈍を行った鋼板等を指す。
ここで、健全な皮膜を得るためには、上記組成とされた塗布液の固形分量が5〜50質量%の間である必要がある。固形分量がこの範囲を下回ると、水分量があまりに多いため、乾燥時に欠陥が生じやすくなり、焼付け後に健全な皮膜が得られなくなる。一方、固形分量が多すぎる場合も乾燥時に欠陥を生じやすく、また塗布液が不安定となって液中でシリカの凝集等が起こり、健全な皮膜が得られず、耐水性が低下する場合がある。固形分量を上げるためには、固形のマンガン化合物を、塗布液に最後に加える手法をとると良い。
固形分50質量%の重リン酸アルミニウムを固形分で100質量部、固形分30質量%のコロイダルシリカを固形分で55質量部、および表1の添加量の過マンガン酸カリウムからなる塗布液を作製した。過マンガン酸カリウム源は固体とし、重リン酸アルミニウムとコロイダルシリカを混合した液に加えて溶かして用いた。固形分濃度はすべての場合で5〜50質量%の範囲であり、K/Mnはすべての場合で1である。このような塗布液を、Siを3.2%含有する厚さ0.23mmの仕上げ焼鈍が完了した方向性電磁鋼板(フォルステライト質の一次被膜あり)に、焼き付け後の被膜質量で4g/m2となるように塗布して乾燥させた。この後、850℃で30秒間、水素を3%含む雰囲気中で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成した。この後、レーザー照射により磁区制御を行った。
固形分50質量%の重リン酸アルミニウムと、固形分30質量%のコロイダルシリカを用いて表3に示す塗布液を作製した。固形分濃度はすべての場合で5〜50質量%の範囲であり、K/Mnはすべての場合で1である。このような塗布液を、Siを3.2%含有する厚さ0.23mmの仕上げ焼鈍が完了した方向性電磁鋼板(フォルステライト質の一次被膜あり)に、焼き付け後の被膜質量で4g/m2となるように塗布して乾燥させた。この後、850℃で30秒間、水素を3%含む雰囲気中で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成した。この後、レーザー照射により磁区制御を行った。
表4の結果から、本発明の請求範囲にある実施例では、いずれも良好な皮膜を有する鉄損の低い方向性電磁鋼板が得られていることがわかる。
固形分50質量%の重リン酸アルミニウムを固形分として100質量部、固形分30質量%のコロイダルシリカを固形分として55質量部、過マンガン酸カリウムが固形分として5質量部からなる塗布液を作製した。過マンガン酸カリウム源は液体あるいは固体を用い、重リン酸アルミニウムとコロイダルシリカを混合した液に加え、固形分量を表5に記載の量に調節した。K/Mnはすべての場合で1である。このような塗布液を、Siを3.2%含有する厚さ0.23mmの仕上げ焼鈍が完了した方向性電磁鋼板(フォルステライト質の一次被膜あり)に、焼き付け後の被膜質量で4g/m2となるように塗布して乾燥させた。この後、850℃で30秒間、水素を3%含む雰囲気中で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成した。この後、レーザー照射により磁区制御を行った。
表6に示すように、固形分50質量%である重リン酸塩の単体もしくは混合物を固形分として100質量部と、固形分30質量%のコロイダルシリカを固形分として55質量部と、過マンガン酸カリウム添加物からなる塗布液を作製した。リン酸塩同士の混合比率は体積比で1対1とした。また、K/Mnの値が1以上の場合の検討には、酢酸カリウムを用いた。このように準備した塗布液の固形分濃度は、すべての場合で5〜50質量%の範囲である。このような塗布液を、Siを3.2%含有する厚さ0.23mmの仕上げ焼鈍が完了した方向性電磁鋼板(フォルステライト質の一次被膜あり)に、焼き付け後の被膜質量で4g/m2となるように塗布して乾燥させた。この後、850℃で30秒間、水素を3%含む雰囲気中で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成した。この後、レーザー照射により磁区制御を行った。
固形分濃度50質量%の重リン酸アルミニウムを固形分で100質量部、固形分濃度30質量%のコロイダルシリカを固形分で55質量部の割合で混合し、これに過マンガン酸カリウムを二酸化マンガン換算で5質量部となるよう混合して塗布液を準備した。固形分濃度は30質量%で、K/Mnはすべての場合で1である。これを、Siを3.2%含有する厚さ0.23mmの仕上げ焼鈍が完了した方向性電磁鋼板(フォルステライト質の一次被膜あり)に、焼き付け後の被膜質量で4g/m2となるように塗布して乾燥させた。この後、700℃から950℃までの温度で30秒間、水素を3%含む雰囲気中で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成した。この後、レーザー照射により磁区制御を行った。
表8の結果から、本発明の請求範囲の温度で焼鈍した実施例の場合に、いずれも良好な皮膜を有する鉄損の低い方向性電磁鋼板が得られていることがわかる。
Claims (3)
- 鋼板最表面に、リン酸塩、シリカ、マンガン化合物およびカリウム化合物を含む被膜を有し、前記リン酸塩がAl、Mg、Ni、Mn、Co、Mo、Zr、Sr、Caのうち少なくとも一種以上を含み、前記被膜の組成が、前記リン酸塩固形分として100質量部、前記シリカ固形分として20〜80質量部、前記リン酸塩以外のマンガン化合物が二酸化マンガンとして0.5〜15質量部であり、カリウムとマンガンのモル比K/Mnが0.02以上2.0以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板。
- 仕上げ焼鈍が完了した方向性電磁鋼板の表面に、リン酸塩、シリカ、マンガン化合物およびカリウム化合物を含み、このうち前記リン酸塩がAl、Mg、Ni、Mn、Co、Mo、Zr、Sr、Caのうち少なくとも一種以上を含み、その組成が、前記リン酸塩固形分として100質量部、シリカ固形分として20〜80質量部、前記リン酸塩以外のマンガン化合物が二酸化マンガンとして0.5〜15質量部であり、カリウムとマンガンのモル比K/Mnが0.02以上2.0以下である液を塗布する工程と、前記液の乾燥後、800〜1000℃の温度範囲で焼き付け、酸化物被膜を形成する工程を備えることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
- 請求項2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法において、前記マンガン化合物が過マンガン酸カリウムであり、リン酸塩、シリカ、マンガン化合物およびカリウム化合物を含む前記液の固形分量が、5〜50質量%であることを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
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