JP6558325B2 - クロムフリー張力被膜形成用処理液、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板の製造方法およびトランス用コア - Google Patents
クロムフリー張力被膜形成用処理液、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板の製造方法およびトランス用コア Download PDFInfo
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Description
◎:0.005%未満
○:0.005%以上0.05%未満
△:0.05%以上0.10%未満
×:0.10%以上
すべり性はJIS L 7125に準拠した方法によって2枚の鋼板間の動摩擦係数を評価した。評価基準は以下の通りであり、「◎」及び「○」を良好とする。結果は表1に示した(「すべり性」)。
◎:0.4未満
○:0.4以上0.5未満
△:0.5以上0.6未満
×:0.6以上
鉄損は、JIS C 2550に記載されている方法に従い測定した。鉄損低減効果の評価には、△W=W17/50(C)−W17/50(R)を用いた。この式におけるW17/50(R)は張力被膜用処理液塗布直前の鉄損であり、W17/50(C)は張力被膜の焼付、歪取焼鈍後の鉄損である。ΔWが−0.025W/kg以下を良好と評価した。
リン酸塩は、Al、Mg、Mn及びFeの1種以上を含む。Al、Mg、Mn及びFeの1種以上を含むリン酸塩とすることにより、各種必要性能を有する張力絶縁被膜の形成が可能となる。
コロイド状シリカは、鋼板に張力を付与して鉄損を低減するために必要な成分である。コロイド状シリカは、溶液の安定性、相溶性が得られる限り、特に限定はされない。例えば、市販の酸性タイプであるST−0(日産化学(株)製 SiO2含有量:20質量%)が挙げられるが、アルカリ性タイプのコロイド状シリカでも使用することができる。
リチウム化合物は、被膜を強固にし、耐発粉性を向上させるという効果を得るために必要である。リチウム化合物としては、リチウムシリケート、炭酸リチウム(Li2CO3)または酢酸リチウム(CH3COOLi)等が挙げられる。この中でも、炭酸リチウム(Li2CO3)が好ましい。この理由は定かではないが、張力被膜形成時に二酸化炭素が放出されることによって、コロイド状シリカが被膜中に均一に分散し、表面が平滑化されるためと思われる。
本発明では、金属元素M(MはFe、Ni、Co又はMnのいずれか1種以上)を含み、これらの合計モル数に対するLiのモル数、Li/Mを0.010以上12.0以下とすることが必要である。金属元素Mを含む化合物として添加すればよい。その化合物の形態は特に限定するものではないが、硫酸化合物、酢酸化合物及び硝酸化合物などが好適であり、別途添加しているリン酸塩が、Fe、Ni、Co又はMnによる塩の場合にも、M量に含める。ただし、別記するように、本願ではコロイド状シリカ20質量部に対するCl量が3.0質量部未満であることが必要なため、塩化物の形態で添加する場合には、Li/M以外にCl量に留意する必要がある。なお、金属元素M(MはFe、Ni、Co、Mnのうちいずれか)を含む金属化合物として、硫酸化合物、酢酸化合物及び硝酸化合物が好適であるのは、被膜形成用の処理液を作製する際に均一に分散可能であるという理由に加え、耐食性も確保できるという理由からである。また、本願では、耐食性の観点から、コロイド状シリカ20質量部に対するCl量が3.0質量部未満であることが必要であり、さらに好ましくは2.0質量部以下であり、塩化物の形態で添加する場合には、Li/M以外にコロイド状シリカ20質量部に対するCl量を3.0重量部以下に制限する必要がある。3.0重量部を超えると被膜中に塩化物が生成するために、耐発粉性およびすべり性が悪化するためである。
本発明の処理液は、上記した成分を水中で混合することにより得られる。なお、水は、脱イオン水、蒸留水などの純水を用いることが好ましい。表面処理液の固形分割合は適宜選択すればよい。また、表面処理剤には、必要に応じてアルコール、ケトン、セロソルブ系の水溶性溶剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、pH調整剤、防菌防カビ剤などを添加してもよい。これらを添加することにより、処理液の乾燥性、塗布外観、作業性、意匠性が向上する。ただし、これらは本発明で得られる品質を損なわない程度に添加することが好ましく、添加量は多くても処理液の全固形分に対して5質量%未満とすることが好ましい。
方向性電磁鋼板に本発明の処理液を塗布して焼き付けることにより、本発明のクロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板を製造することができる。なお、方向性電磁鋼板は一般的なものを用いればよい。
本発明のクロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板は、方向性電磁鋼板と、この方向性電磁鋼板上に形成されたクロムフリー張力被膜とを有する。
本発明のトランス用コアは、本発明のクロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板を積層してなるトランス用コアである。
コロイド状シリカ20質量部に対して、第一リン酸マグネシウムと炭酸リチウムを表4に示す配合とし、硫酸鉄を20質量部とし、リン酸酸洗後の方向性電磁鋼板に両面合計で10g/m2塗布した後、850℃で30秒間の焼付け処理を行った。このようにして得られたクロムフリー張力被膜付きの方向性電磁鋼板およびその被膜の諸特性を調査した。
Claims (5)
- 方向性電磁鋼板の表面にクロムフリー張力被膜を形成するためのクロムフリー張力被膜形成用処理液であって、
リン酸塩と、コロイド状シリカと、リチウム化合物と、金属元素M(MはFe、Ni、Co又はMn)を含む1種類もしくは2種類以上の金属化合物を含み、
前記リン酸塩がAl、Mg、Mn及びFeのうち1種以上を含み、
前記コロイド状シリカの固形分20質量部に対し、前記リン酸塩を固形分で10〜80質量部、前記リチウム化合物を酸化リチウム換算で0.010〜10質量部含み、
リチウムと金属元素Mの合計のモル比Li/Mが0.010以上12.0以下であり、
かつリチウムとPのモル比Li/Pが0.010以上5.0以下であり、コロイド状シリカ20質量部に対するCl量が3.0質量部未満であることを特徴とするクロムフリー張力被膜形成用処理液。 - 前記リチウム化合物が、Li2CO3であることを特徴とする請求項1に記載のクロムフリー張力被膜形成用処理液。
- 請求項1または請求項2に記載のクロムフリー張力被膜形成用処理液を、二次再結晶焼鈍後の方向性電磁鋼板の表面に塗布し、750℃以上1000℃以下で焼き付けることを特徴とするクロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板の製造方法。
- 方向性電磁鋼板と、
前記方向性電磁鋼板上に形成されたクロムフリー張力被膜と、を有し、
前記クロムフリー張力被膜は、リン酸塩と、コロイド状シリカと、リチウム化合物と、金属元素M(MはFe、Ni、Co又はMn)を含む1種類もしくは2種類以上の金属化合物を含み、
前記リン酸塩がAl、Mg、Mn及びFeのうち1種以上を含み、
前記コロイド状シリカの固形分20質量部に対し、前記リン酸塩を固形分で10〜80質量部、リチウム化合物を酸化リチウム換算で0.010〜10質量部含み、
リチウムと金属元素Mの合計のモル比Li/Mが0.010以上12.0以下を満たし、かつリチウムとPのモル比Li/Pが0.010以上5.0以下を満たし、コロイド状シリカ20質量部に対するCl量が3.0質量部未満であることを特徴とするクロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板。 - 請求項4に記載のクロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板を積層してなることを特徴とするトランス用コア。
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