JPH01222066A

JPH01222066A - 電磁鋼板表面への耐熱性に優れた絶緑皮膜の形成方法

Info

Publication number: JPH01222066A
Application number: JP4698888A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Watanabe; 勉渡辺; Masaaki Yamashita; 正明山下; Akihiko Furuta; 彰彦古田; Yasuhiro Shigeta; 康弘重田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-09-05
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JP2727553B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電磁鋼板表面への耐熱性に優れた絶縁皮膜
の形成方法に関するものである。　　、〔従来の技術〕通常、電磁鋼板は、その表面に絶縁皮膜を形成して、変
圧器等の各種電気機器に広く使用されている。このよう
な電磁鋼板の絶縁皮膜には、優れた絶縁性、溶接性、耐
食性、占積率、耐熱性および密着性が要求される。

電磁鋼板表面への絶縁皮膜の形成方法として、特開昭４
９−１２０１９７号公報には、下記からなる方法が記載
されている。

即ち、上記方法は、有機成分として、フェノール樹脂、
スチレン−ブタジェン共重合体、エポキシ樹脂のうちの
少なくとも１種と、無機成分とし−て、重クロム酸亜鉛
および硝酸アルミニウムとを含む処理液を、電磁鋼板の
表面に塗布し、そして、電磁鋼板の表面上の処理液に焼
付は処理を施すことからなっている。

しかし、上述した方法によって電磁鋼板の表面に形成さ
れた絶縁皮膜は、次の問題を有している。

即ち、絶縁皮膜を形成した電磁鋼板に、例えばプレス打
抜き加工を施すと、電磁鋼板に塑性加工歪が生じる。こ
の塑性加工歪を除去するために、電磁鋼板に歪取り焼鈍
を施すと、絶縁皮膜中の有機成分が熱により変質して、
絶縁皮膜の密着性が低下する。即ち、絶縁皮膜の耐熱性
が悪いために。

絶縁皮膜が劣化し、その密着性が低下する。

一方、有機成分を含まない、電磁鋼板の絶縁皮膜として
、リン酸塩系の無機質絶縁皮膜が知られている。

しかし、上記無機質絶縁皮膜は、絶縁性が悪いために、
厚塗りする必要がある。このために、占積率が低下し且
つ歪取シ焼鈍時に絶縁皮膜が剥離しやすい。

そこで、上記無機質絶縁皮膜の有する問題点を解決する
ための、下記からなる、電磁鋼板表面への絶縁皮膜の形
成方法が、特公昭４９−６７４２号公報（以下、従来技
術と云う）に記載されている。

即ち、上記従来技術は、クロム酸、リン酸塩のうちの少
なくとも１種と、アルミナゾルと、コロイド状シリカと
からなる処理液を電磁鋼板の表面に塗布し、そして、電
磁鋼板の表面上の処理液に焼付は処理を施すことからな
っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術は、歪取シ焼鈍によって絶縁皮膜
が劣化せず、優れた絶縁性を得るために、アルミナゾル
とコロイド状シリカとを併用する必要があるので、処理
液の調製に手間がかかり且つコスト高となる。

従って、この発明の目的は、電磁鋼板表面に絶縁皮膜を
形成するため処理液を低コストで容易に調製でき且つ耐
熱性、耐食性等に優れた、電磁鋼板表面への耐熱性に優
れた絶縁皮膜の形成方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、クロム酸カルシウムからなる主剤をＣｒＯ
３換算でｌＯから’７０　ｆ／Ｌ含有し、酢酸イオンに
よって安定化させたアルミナゾルからなる第１添加剤を
その固型分として、前記主剤のＣｒ　Ｏ３換算含有量の
２５から７５重量％含有し、第１リン酸アルミニウムか
らなる第２添加剤を前記主剤のＣｒ　０３含有量の２０
から６０重量％含有し、有機アルコールからなる還元剤
を前記主剤のＣｒＯ３含有量の１０から４０重量％含有
する処理液を、電磁鋼板の表面に乾燥重量で０．５から
４　ｆ／ｌ？塗布し、そして、このようにして前記電磁
鋼板の表面に塗布された前記処理液を、２００から４０
０℃の焼付は温度で前記電磁鋼板の表面に焼き付けるこ
とからなることに特徴を有するものである。

以下、この発明をさらに詳細に説明する。

先ず、この発明における処理液の主剤として、クロム酸
カルシウム（ＣａＣｒＯ４）を用いる理由は、次の通り
である。

第１図に、クロム酸含有溶液の薬液相溶性を示すが、ク
ロム酸カルシウム以外のクロム酸塩またはクロム酸を用
いたクロム酸含有溶液では、クロム酸カルシウムを用い
たクロム酸含有溶液よりも薬液の相溶性が劣り、品質特
性的に満足できないからである。

上記処理液中の主剤含有量を、’　ＣｒＯ３換算で１０
から７　ｏ　ｙ７ｔの範囲とした理由は、次の通りであ
る。

主剤含有量が、ＣｒＯ３換算でｌ　Ｏ９７１未満である
と、絶縁皮膜に充分な耐食性を付与することができず、
一方、’ｉ’　Ｏｔ／ｌを超えると、絶縁皮膜の膜厚が
厚くなって占積率が低下する。従って、この発明におい
ては、処理液中の主剤含有量を、ＣｒＯ３換算で１０か
らマ０２／ｌ、好ましくは３０から６　ｏ　ｙ／Ｌの範
囲に限定した。

次に、絶縁皮膜に耐熱性を付与するための第１添加剤と
して、酢酸イオンによって安定化させたアルミナゾルを
処理液中に含有させる理由は、次の通りである。

本発明者等は、絶縁皮膜に耐熱性を持たせる成分につい
て種々試験を行った結果、第１表に示すように、酢酸イ
オンで安定化させたアルミナゾルが、コロイド状シリカ
や塩素イオン等で安定化させたアルミナゾルなどよシも
効果があシ、耐熱性に優れた絶縁皮膜が得られることを
見い出した。

なお、第１表中、Ｑ印は、浴安定性または塗布外観が優
れていることを示し、Δ印は、浴安定性または塗布外観
がやや優れていることを示し、そして、Ｘ印は、浴安定
性または塗布外観が劣ることを示す。

酢酸イオンによって安定化させたアルミナゾルを処理液
中に含有させると、絶縁皮膜の耐熱性が優れる理由は、
次の通りである。

この発明において、第１添加剤として用いる、酢酸イオ
ンによって安定化させたアルミナゾルは、他の塩素イオ
ン、硝酸イオンによって安定化させたアルミナゾルと同
様、粒径約１００ｍμＸ　ｌｏｍμの羽毛状粒子になっ
ている。従って、球状のシリカ粒子などど違って、絶縁
皮膜中で互いにからみあうことにより緻密な状態で存在
するからであると考えられる。

酢酸イオンによって安定化させたアルミナゾルとして容
易に入手可能なものには、例えば、８産化学製アルミナ
ゾル−２００や触媒化学展Ａｓ−１等がある。

次に、上記第１添加剤として、酢酸イオンによって安定
化させたアルミナゾルをその固型分として、主剤のＣｒ
Ｏ３換算含有量の２５から７５重量％の範囲内に限定し
た理由は、次の通りである。

酢酸イオンによって安定化させたアルミナゾルの含有量
がその固型分として、主剤のＣｒＯ３換算含有量の２５
重量％未満であると、絶縁皮膜の歪み取シ焼鈍後の湿潤
試験（ＨＣＴ）の結果を示す第２図から明らかなように
、絶縁皮膜の耐熱性が劣るようになシ、歪み取シ焼鈍で
絶縁皮膜が劣化する。一方、主剤のＣｒＯ３換算含有量
の７５重量％を超えると、処理液の粘度が急激に増加し
、作業性が悪化する。従って、この発明においては、酢
酸イオンによって安定化させたアルミナゾルの含有量を
、その固型分として、主剤の　ＣｒＯ３換算含有量の２
５から７５重量％、好ましくは３０から６０重量％の範
囲に限定した。

次に、処理液中に、第２添加剤として、第１リン酸アル
ミニウムを主剤のＣｒｙ、換算含有量の２０から６０重
量％含有させる理由について説明する。

第１リン酸アルミニウムは、絶縁皮膜の絶縁性および耐
熱性を向上させる作用を有するが、第１リン酸アルミニ
ウム含有量が、主剤のＣｒＯ３換算含有量の２０重量％
未満の場合および６０重量％を超えた場合には、上述し
た作用に所望の効果が得られない。従って、この発明に
おいては、処理液中に、第２添加剤として、第１リン酸
アルミニウムを主剤のＣｒＯ３換算含有量の２０から６
０重量％含有させた。

次に、処理液中に、クロム酸カルシウムを還元するため
の有機アルコールを、還元剤として、主剤のＣｒＯ３換
算含有量の１０から４０重量％含有させる理由について
説明する。

有機アルコールとしては、ショ糖、エチレングリコール
等が適してい′る。還元剤が主剤のＣｒ　Ｏ３換算含有
量の１０重量％未満では、還元剤の含有量が少な過ぎて
、クロム酸カルシウム中のＯｒ’＋からＣｒ”＋への還
元が充分に行われず、絶縁皮膜にペタ付きが生じる。一
方、４０重量％を超えると、還元剤がクロム酸カルシウ
ムに対して過剰になυ過ぎ、還元剤が絶縁皮膜中に残存
して、絶縁皮膜形成後の歪取り焼鈍時に、残存した還元
剤が変質し、これによって、絶縁皮膜の耐熱性が低下す
る。

従って、この発明においては、処理、液に還元剤を主剤
のＣｒＯ３換算含有量の１０から４０重量％含有させた
。

この発明においては、上述したような主剤、第１添加剤
、第２添加剤および還元剤を含有する処理液を、電磁鋼
板の表面に乾燥重量で０．５から４ｆ／ｒｒ？塗布する
が、次に、この理由について説明する。

処理液の電磁鋼板表面への塗布量は乾燥重量で４ｆ／−
を超えると、絶縁皮膜の電磁鋼板表面への密着性が低下
する原因となシ、一方、０．５２〜未満であると、絶縁
皮膜に充分な耐熱性を付与することができない。従って
、この発明においては、処理液の塗布量を乾燥重量で０
．５〜４２β、好ましくは１．０〜２．　ｓ　ｙ／Ｐ？
の範囲に限定した。

処理液の電磁鋼板表面への焼付けによる絶縁皮膜形成は
、短時間で行なう必要がある。焼付は温度が到達板温で
２００℃未満であると、絶縁皮膜形成が不充分で良好な
絶縁皮膜が得られず、一方、４００℃を超えても絶縁皮
膜の性能上の向上は認められない。従って、この発明に
おいては、処理液の焼付は温度を２００から４００℃の
範囲に限定した。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１０．５ｍ厚のｏ、ｚｓ％ｓｉの電磁鋼板を、５ｂ　℃の
アルカリ性脱脂剤（オルトケイ酸ソーダｌ　ｓ　ｆ／Ｌ
　）によって３０秒間洗浄し、水洗、乾燥した。この電
磁鋼板の表面に、以下の組成を有する処理液をロールコ
ータ−により均一に塗布し、次いで焼付は炉によって到
達板温２８０℃で５０秒間、焼付は処理を施して、電磁
鋼板表面に絶縁皮膜を形成した。なお、処理液の塗布量
は、乾燥重量で２．０９ｌｒｄであった。このようにし
て、本発明鋼板Ｎｉｌを得た。

処理液の組成ニクロム酸カルシウム二６．０重量部シヨ糖　　　　　　　＝１．３重量部（２４，５重量％
げアルミナゾル（固型分）：２．６重量部（４９，０重
量％ケ第１リン酸アルミニウム　　　　　　　：２．５重量部（４ｓ、ｏ重量％
げ水　　　　　　　　　　：８７．６重量部上記組成に
おいて、アルミナゾルは、酢酸イオンで安定化させたも
のである。また、＊の括弧内は、何れも、主剤としての
クロム酸カルシウムのＣｒＯ３換算含有量に対する割合
である。（以下同じ）実施例２下記組成を有する処理液を、実施例１と同様の条件に従
って電磁鋼板の表面に塗布し、そして、焼付は処理を施
して、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成した。なお、処
理液の塗布量は、乾燥重量で１．８９〜であった。この
ようにして、本発明鋼板？＆Ｌ２を得た。

処理液の組成ニクロム酸カルシウム：６．０重量部エチレングリコール　：１．３重量部（２４，５重量％
げアルミナゾル（固型分）：２．６重量部（４９，０ｉ
量％）第１リン酸アルミニラム　　　　　　　　　：２．５重量部（４８，０重量
％）＊水　　　　　　　　　　　：　８７．６重量部実
施例３下記組成を有する処理液を、実施例１と同様の条件に従
って電磁鋼板の表面に塗布し、そして、焼付は処理を施
して、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成した。なお、処
理液の塗布量は、乾燥重量で２．０　Ｖ／ｎ？であった
。このようにして、本発明鋼板隘３を得た。

処理液の組成ニクロム酸カルシウム：６．０重量部ショ糖　　　　　　　：１．３重量部（２４，５重量％
）＊アルミナゾル（固型分）　：　　３．７重量部（７
０，０重量％躇第１リン酸アルミニウム　　　　　　　：２．５重量部（４８，０重量％
躇水　　　　　　　　　　：８６．５重量部次に、比較
例について説明する。

比較例１下記組成を有する処理液を、実施例１と同様の条件に従
って電磁鋼板の表面に塗布し、そして、焼付は処理を施
して、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成した。なお、処
理液の塗布量は、゛乾燥重量で２．　ＯｙＡＴ？であっ
た。このようにして、比較鋼板ｍｌを得た。

処理液の組成ニクロム酸カルシウム：６．０重量部ショ糖　　　　　　　：１．３重量部（２４，５重量％
）＊アルミナゾル　　　：０．６重量部（１１，３重量
−躇水　　　　　　　　　　：９２．１重量部比較例２下記組成を有する処理液を、実施例１と同様の条件に従
って電磁鋼板の表面に塗布し、そして、焼付は処理を施
して、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成した。なお、処
理液の塗布量は、乾燥重量で１．８　ｆ／ｒｄであった
。このようにして、比較鋼板階２を得た。

処理液の組成ニクロム酸カルシウム：６．０重量部ショ糖　　　　　　　：１．３重量部（２４，５重量％
、）シリカゾル　　　　＝２．６重量部（４９，０重量
％躇水　　　　　　　　　　：９０．１重量部比較例３下記組成を有する処理液を、実施例１と同様の条件に従
って電磁鋼板の表面に塗布し、そして、焼付は処理を施
して、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜を形成した。なお、処
理液の塗布量は、乾燥重量で１．８９／／ｒ？であった
。このようにして、比較鋼板ｍ３を得た。

処理液の組成ニクロム酸カルシウム：　　ｓ、ｏ重量部エチレングリコ
ール：１．３重量部（２４，５重量％）＊硝酸アルミニ
ウム：２．６重量部（４９，０重量％）＊水　　　　　
　　　　：９０．１重量部次に、このようにして得た上
記本発明鋼板１から３および比較鋼板１から３における
絶縁皮膜の耐熱性を、歪取り焼鈍を行った後の絶縁皮膜
の耐食性試験と、歪取り焼鈍前後の絶縁皮膜の眉間抵抗
の計測とによって評価した。この結果を第２表に示す。

第２表１）　層間抵抗はＪＩＳ　Ｃ２５５０による。

２）　焼鈍はＮ２９５％、Ｈ２５％の雰囲気中、７５０
°ＣＸ２ｈｒである。

３）　耐食性の試験結果は、上記２）の焼鈍後の湿潤試
験（ＨＣＴ）による３０チ赤錆発生時間を示す。

第２表に示されるように、この発明の方法によシ絶縁皮
膜を形成した本発明鋼板随１から３で代納縁皮膜が耐熱
性に優れているために、歪み取り焼鈍によっても皮膜の
劣化がなく、このため焼鈍後の耐食性、絶縁性が共に、
比較鋼板Ｎ１１ｌから３に比べて著しく優れている。こ
れは、本発明鋼板部１から３では、前述したように、酢
酸イオンで安定化させたアルミナゾルが絶縁皮膜中で互
いにからみ合って、緻密な状態で存在していることによ
ると考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の方法によれば、アルミ
ナゾルとコロイド状シリカとを併用することなく、電磁
鋼板の表面に耐熱性に優れた絶縁皮膜を形成することが
できるといった有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クロム酸含有溶液の薬液相溶性を示すグラフ
、第２図は、絶縁皮膜の歪み取り焼鈍後の湿潤試験結果
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１　クロム酸カルシウムからなる主剤をＣｒＯ＿３換算
で１０から７０ｇ／ｌ含有し、酢酸イオンによつて安定
化させたアルミナゾルからなる第１添加剤をその固型分
として、前記主剤のＣｒＯ＿３換算含有量の２５から７
５重量％含有し、第１リン酸アルミニウムからなる第２
添加剤を前記主剤のＣｒＯ＿３換算含有量の２０から６
０重量％含有し、有機アルコールからなる還元剤を前記
主剤のＣｒＯ＿３換算含有量の１０から４０重量％含有
する処理液を、電磁鋼板の表面に乾燥重量で０．５から
４ｇ／ｍ＾２塗布し、そして、このようにして前記電磁
鋼板の表面に塗布された前記処理液を、２００から４０
０℃の焼付け温度で前記電磁鋼板の表面に焼き付けるこ
とからなる、電磁鋼板表面への耐熱性に優れた絶縁皮膜
の形成方法。