JPH02228480A - 方向性珪素鋼板の低鉄損化処理方法 - Google Patents

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〉 本発明は低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法に係わり、特
に、均一性のすぐれた絶縁コーティングの形成方法に関
するものである。

〈従来の技術〉 方向性珪素鋼板は、周知のように製品の２次再結晶粒を
ゴス方位（（１１０）　　（００１）　）に高度に集積
させたもので、主として変圧器等の鉄芯用林料として使
用される。

その製品磁気特性は、一定の磁化力における磁束密度（
Ｂ＋ｏ値で代表される。）及び一定の磁束密度における
鉄損（ＷＩＴ／ｓｏ値で代表される。）により評価され
る。

最近、省電力の立場から、電力損失の低減を目的とし、
低鉄ｔＲ化の要請が著しく高まり、欧米では鉄損の低減
量を金額に換算して変圧器価格に上積みする「ロス・エ
バリエエーシーン（鉄損評価）」制度が普及している。

このような背景から、素材成分及び製造工程の数多くの
改善がなされ、現在では、板厚０．３０＋＋＋＋ａの製
品でＢ＋ｓ１．９０Ｔ以上、Ｗ＋ｗｚｓｅ　　１．０５
　ｗ／ｋｇ以下、＊　タｆｆｆＷ０．２３ｍｍ（７）製
品ではＢ＋ｏ１．８９Ｔ以上、Ｗ＋？／＄６　０．９０
ｗ／ｋｇ以下の低鉄損方向性珪素鋼板が製造されている
。

そのうえ、仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板の表面に圧延方
向とほぼ直角にレーザー照射を行ない、その局部的な歪
により２次再結晶粒内の磁区幅を減少させ、これにより
鉄損値をさらに低減する方法が特公昭５７−２２５２号
公報などに提案され、大きな効果をあげている。

しかしながら、上記磁区細分化技術は歪取焼鈍により歪
が解放され、磁区幅がもとにもどり、照射効果が失なわ
れてしまうという欠点を有する。

そこで、これらの欠点を改善し、極めて低い鉄損値を達
成しうる方法が特公昭６３−３５６８５号公報に開示さ
れている。すなわち、仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板の表
面酸化物を除去し、平滑化した後、ＣＶＤ　（化学的蒸
着）又はイオンブレーティング等のＰＶＤ　（物理的蒸
着）　ｌ−：ヨリＴＩＮ、　ＴｉＣ，Ｔｉ（ＣＮ）など
の被膜を形成し、その被膜による張力で磁区細分化を達
成し、かつ絶縁コーティングを施すものである。この低
鉄損化処理方法によれば上記被膜成膜後のヒステリシス
損も増加せず、また歪取焼純によっても磁性劣化がない
、従って、従来の方向性珪素鋼板に比べ、格段の低鉄…
が得られる。

表面酸化物を除去し、平滑化する際、表面粗度が小さく
なるほどヒステリシスｔＳが低下するため、上記被膜成
膜後の鉄損値は向上する。しかし、逆に上記被膜成膜後
の鋼板の平滑性が増加するため、絶縁コーティングの液
はじきが多発し、均一性が劣化し外観の不良を招くのみ
ならず、ＴｉＨのような電気伝導性をある程度有する被
膜の場合は、液はじきによる絶縁不良をも引起し、変圧
器とした場合に磁気特性の劣化を招く。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、以上の背景に鑑み、ＣＶＤやＰＶＤに
より、ＴｉＮ等の被膜を形成する低鉄ＩＩ化処理を行っ
た場合、その上に形成する絶縁コーティングの不良を解
消する方法を提案することである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板表面を化学的、
電気化学的又は機械的に研磨して平滑化し、その上にＣ
ＶＤ又はＰＶＤにより金属の酸化物、窒化物、炭化物又
は炭窒化物の被膜を形成し、さらに該被膵上に絶縁コー
ティングを塗付焼付ける方向性珪素鋼板の低鉄１Ｍ化処
理方法において、該絶縁コーティングを塗布する前に該
被膜にブラッシング処理を施すことを特徴とする方向性
珪素鋼板の低鉄損化処理方法であり、好ましくは該ブラ
ッシング処理をアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩
からなる水スラリー中で施すものである。

〈作用〉 次に本発明を実験事実に基づき説明する。

素材としてＳｉ３．３０％を含をする方向性珪素鋼板用
鋼塊を溶製し、熱間圧延と中間焼鈍を含む２回の冷間圧
延により０．２３ｍ＋＋ａの最終板厚となし、引続き湿
水素中で１次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施し、さら
に焼鈍分離剤を塗布し、コイルに巻取り、水素中で最終
仕上焼鈍を施した。この鋼板の表面に形成された酸化物
を酸洗により除去し、引続きリン酸とクロム酸を混合し
た溶液中で片面あたり５μ−の電解研磨（電気化学的処
理）を行ない平滑化処理を施し、以下に述べる実験用供
試材とした。

この供試材にＣＶＤによりＴｉＮ被膜を成膜し、さらに
、リン酸マグネシウムとコロイド状シリカを主成分とす
る張力付加型絶縁コーティングを塗布したところ、著し
い液はじきが発生し、焼付は後もその模様が残り、塗布
部と無塗布部が混在した表面となった。

発明者らは、まずコーテイング液の比重、塗布速度を変
化させ、塗布焼付を行なったが大きな改善は認められな
かった。

次にこの原因に関して、ＴｉＮなどのセラミック被膜と
絶縁コーテイング液との親和性が不十分であると考え、
絶縁コーテイング液中に界面活性剤を配合し、塗布を試
みたところ無塗布部はなくなったが、塗布方向に細い筋
模様が発生し、歪取焼鈍後は磁気特性（Ｗ＋、ｚｓ＊　
）が０．０２　Ｈｌ　ｋｇｆｊｉ度劣化した。このよう
にコーテイング液中に不必要な成分を混合することは各
種の悪影響の発生の恐れがあるため好ましくない。

そこで、各種の塗布方法に関して検討した結果、塗布前
にブラッシングを施すことにより容易に塗布むらが解消
し、均一な塗布焼付は状態が得られることを発見し、本
発明を完成したものである。

ブラッシングはナイロン製細糸を束ねたような柔軟なも
のを使用することで十分であり、高硬度の砥粒を含むよ
うな研削用ブラシを使用することは、？１　Ｈｇ表面を
大きく損傷し、同時に、鋼中に歪を与え、磁気特性を劣
化させるため好ましくない。

本方法により塗布性が改善される理由は、ブラシの構成
繊維がわずかに被膜表面を研削し、表面の凸凹より小さ
い微小な凸凹を与え、絶縁コーテイング液の保持力が増
加することによると考えられる。柔軟なブラシによるブ
ラッシングにおいては外観、表面粗度は実質的に変らず
、磁気特性の変化は認められない。

さらに、単なるブラッシングでは塗布性の不十分な場合
は、アルカリ金属、アルカリ土類金属の塩を水スラリー
とし、鋼板に散布しながらブラッシングを施すことで効
果が増大する。上記化合物を選択する理由は、ブラッシ
ング時に、粒子が分割され、鋼板へ研削力が比較的小さ
いからである。

特にＣＶＤ、ＰＶＤによる成膜後の表面が汚れている場
合などでは、前記方法に比べ、本方法の方が効果的であ
る。

使用する絶縁コーティングは前述のようなリン酸塩−コ
ロイド状シリカを主成分とするような無機張力付加型、
リン酸塩−クロム酸−硝酸アルミニウムー水酸化アルミ
ニウムを主成分とするような無機型、垂クロム酸塩−エ
チレングリコールエマルジョン樹脂を主成分とする半有
機型などを使用することが可能であるが、方向性珪素鋼
板は歪取焼純を施す場合が多いため一般的には無機型を
使用する。

ＣＶＤ又はＰＶＤにより成膜される物質の例としてはＳ
ｉＯｘ、Ａ　ｌ　ｇｏｓ、ＴｉＮ、ＴｉＣ，ＣｒＮ＋Ｃ
ｒＣ４１（ＣＮ）などがある。

また、水スラリーとして使用する塩類としては、重炭酸
ナトリウム、硫酸カリウムなどがある。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例Ｉ Ｃ：　０．０４３％、　Ｓｔ　：　３．３５％、　Ｍｎ
：　　０．０７２％、　Ｓｅ：０．０２０％、　Ｓｂ：
　　０．０２５％、　ＶＩｏ：　　０．０１２％を含有
する方向性珪素鋼素材を溶製し、鋼塊となし、熱間圧延
、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延により０．２３胴の最
終板厚となし、湿水素中で１次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭
焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布し、コイルに巻取り、水
素中で仕上焼鈍を行なった。

この鋼板を平坦化焼鈍後、表面酸化物を酸洗により除去
し、引続きリン酸−クロム酸の混合溶液中で電解研磨を
施した。このときの表面粗度（Ｒａ）は０．１μｍであ
った。さらにイオンブレーティングにより片面あたり１
μ謡のＴｉＮを成膜した。

次に、ナイロン糸を束ねたブラシにより押付は圧０．５
ｋｇ／ｃ４．６００ｒ東の条件にてブラッシング処理を
施し、その後リン酸マグネシウム−コロイド状シリカを
主成分とする絶縁コーティングを片面５ｇ／ボの塗布焼
付量で施した。

また比較例としてブラッシング処理なしのものを作成し
た。

その結果ブラッシング処理を施したものは塗布むらがな
く、焼付後均−な外観のものが得られ、塗布前の磁気特
性（Ｖ１’＋ｔｚｓｅ　）は０．６９ｗ／ｋｇであった
が塗布後も変化はなかった。

一方、ブラッシング処理をしなかった比較例は塗布むら
が大きく、焼付後まだら模様となった。

また磁気特性（Ｗ１？１５０）は塗布前の磁気特性（ｗ
＋ｔ／ｓ。）　　０．６９ｗ／ｋｇニ対して塗布後は０
．７０ｗ　７ｋｇで、劣化がみられた。

実施例２ Ｃ：　　０．０４５％、　Ｓｉ　：　３．２８％、　Ｍ
ｎ：　　０．０６８％＋　Ｓｓ：ｏ、ｏｔａ％、　Ｓｂ
：　　０．０２５％、　Ｍｏ：　　０．０１５％を含有
する方向性珪素鋼素材を溶製し、鋼塊となし、熱間圧延
、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延により９．２３論の最
終板厚となし、湿水素中で１次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭
焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布し、コイルに巻取り、水
素中で仕上焼鈍を行った。

この鋼板を平坦化焼鈍後、表面酸化物を酸洗により除去
し、引続き、リン酸−クロム酸の混合溶液中で電解研磨
を施した。このときの表面粗度（Ｈａ）は０．０５μ蹟
であった。さらにイオンブレーティングにより片面あた
り１μ園のＴｉＮを成膜した。

次に、ナイロン糸を束ねたブラシにより押付は圧０．５
ｋｇ／ｃ＋１．６００ｒｐｍ、及びＮａ１ｌＣＯｓの水
スラリーを使用して、ブラッシング後、水洗乾燥処理を
実施し、その後、リン酸マグネシウム−コロイド状シリ
カを主成分とする絶縁コーティングを片面５ｇ／イの塗
布焼付量で施した。

また、比較例としてブラッシング処理なしのものを作成
した。

その結果、ブラッシング処理を施したものは塗布むらが
なく、焼付後均−な外観が得られ、塗布前磁気特性（Ｗ
＋ｔ／ｓ＊　）が０．６７ｗ／ｋｇであったが塗布後も
変化なかった。

一方ブラッシング処理なしのものは塗布むらが大きく、
焼付後まだら模様になっていた。また塗布前磁気特性（
Ｗ＋ｔｚｓｏ　）　　０．６７ｗ／ｋｇに対し、塗布後
は０．７０ｗ／ｋｇに劣化していた。

〈発明の効果〉 以上のように本発明により、極めて平滑な張力被膜を有
する低鉄用化した方向性珪素鋼板の鉄用特性を損うこと
なく良好な絶縁コーティングを均一に塗布焼付けするこ
とができるようになった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板表面を化学的、電気化
   学的又は機械的に研磨して平滑化し、その上にＣＶＤ又
   はＰＶＤにより金属の酸化物、窒化物、炭化物又は炭窒
   化物の被膜を形成し、さらに該被膜上に絶縁コーティン
   グを塗付焼付ける方向性珪素鋼板の低鉄損化処理方法に
   おいて、該絶縁コーティングを塗布する前に該被膜にブ
   ラッシング処理を施すことを特徴とする方向性珪素鋼板
   の低鉄損化処理方法。 ２、請求項１記載のブラッシング処理をアルカリ金属又
   はアルカリ土類金属の塩からなる水スラリー中で施すこ
   とを特徴とする方向性珪素鋼板の低鉄損化処理方法。