JPH0420987B2 - - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は方向性電磁鋼板製造工程で付与される
絶縁皮膜形成方法に係り、鋼板のすべり性、歪取
焼鈍時の耐焼付性が著しく良好で、変圧器製造に
おける鉄心の加工性が優れ、且つ磁気特性の良好
な方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法に関する。 （従来の技術） 方向性電磁鋼板はSiを例えば２〜４％含有する
珪素鋼素材を熱延し、焼鈍して１回の冷延又は中
間焼鈍をはさんで２回以上の冷延により、最終板
厚とし、次いで脱炭焼鈍し、MgOを主成分とす
る焼鈍分離剤を塗布し、最終仕上焼鈍を施してゴ
ス方位をもつ２次再結晶粒を発揮させ、更にＳ、
Ｎなどの不純物を除去すると共に、ガラス皮膜を
形成し、次いで絶縁皮膜用のコーテイング液を塗
布し、焼付けして絶縁皮膜が形成され、最終成品
とされる。このようにして製造される方向性電磁
鋼板は、主として電気機器、トランスなどの鉄心
材料として使用されるもので、磁気特性が優れて
いることが望まれる。 一方、例えばトランス用の鉄心は方向性電磁鋼
板のフープを連続的に巻きほどいて通板し、所定
長さにシヤーにて切断後、鉄心巻加工機を通板し
て、順次巻重ね、或いは積重ねて巻鉄心や積鉄心
とされる。巻鉄心の場合には圧縮成型、歪取焼鈍
を経て、レーシングと呼ばれる巻線作業を行つて
トランスとされる。 この鉄心製造においては、例えば巻鉄心の場
合、巻加工、成型作業が円滑に行え、成型後の鋼
板端面やラツプ部に凹凸が生ぜず、形状が優れて
いることが重要で鋼板表面の絶縁皮膜の潤滑性が
良い事が必要である。又、歪取焼鈍時の鋼板の表
面皮膜同志の焼付がなく、レーシング作業がスム
ーズに行えることは鉄心加工能率の向上や焼付に
よる歪の誘起や皮膜性能の劣化によりもたらされ
る磁性の劣化を防止する意味で重要である。 これらの問題に対しては、方向性電磁鋼板表面
の絶縁皮膜の性状が大きな影響力をもつているこ
とから、前記問題を改善する絶縁皮膜を開発する
ことは、加工性のみならず、トランスの磁気特性
を向上する上で望まれている。 ところで、方向性電磁鋼板の絶縁皮膜は、通常
最終仕上焼鈍時にMgO等の焼鈍分離剤と鋼板表
面のSiO2主体の酸化膜との反応で形成されるグ
ラス皮膜（Mg2SiO4：Forsterite）と呼ばれる１
次皮膜とその上に施されるリン酸塩系の絶縁皮膜
となる２次皮膜とからなる。 この絶縁皮膜処理剤としては鉄損の改善や磁気
ひずみを改善するものとして特公昭53−28375号
公報及び特公昭50−79442号公報に開示されてい
るものがあり、絶縁皮膜のすべり性を改善するも
のとして特公昭62−60468号公報の記載の方法が
ある。 特公昭53−28375号公報に開示されている方法
では、コロイド状シリカを主成分としバインダー
としてリン酸アルミニウムおよびクロム酸および
クロム酸塩の１種又は２種以上を添加したコーテ
イング液を塗布し、乾燥後、800〜900℃の温度で
焼付け処理を行つて張力付加性のある絶縁皮膜を
形成する。これによると、鉄損、磁気ひずみの改
善効果が認められる。 特開昭50−79442号公報記載の方法では、コロ
イド状シリカと第１リン酸マグネシウムと、無水
クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩の１種又は
２種以上を含むコーテイング液を最終仕上焼鈍後
の鋼板表面に塗布し、焼付けて絶縁皮膜を形成す
る。これによつても鉄損、磁気ひずみの改善が認
められる。 特開昭61−41778号公報に開示されている方法
では、第１リン酸塩に粒子径８ｍμｍ以下の超微
粒子コロイド状シリカ、クロム酸、クロム酸塩の
１種又は２種以上の混合液を仕上焼鈍後の鋼板に
処理焼付することにより、方向性電磁鋼板表面に
形成する絶縁皮膜のすべり性を改善するものであ
る。 近年、これらの絶縁皮膜の改善によつて方向性
電磁鋼板の鉄損、磁気ひずみ、絶縁特性が改善さ
れて来ており、それなりの効果は得られている。 しかし、方向性電磁鋼板を利用する変圧器等を
製造するメーカーにおいては、鉄心を加工する際
の鉄心加工成型機の新鋭設備、例えばトランコマ
シンによる鉄心加工の自動化が進む今日では、前
記の如き改善された絶縁皮膜剤を以てしても、加
工上のトラブルや磁性面等のさらなる改善が望ま
れているのが実情である。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は方向性電磁鋼板製造の最終工程で鋼板
表面に形成する絶縁皮膜の性状を改善することに
より、皮膜潤滑性と歪取焼鈍時の耐焼付性が良好
で鉄心加工性を高めると共に、磁気特性を向上す
る絶縁皮膜の形成を目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明の要旨は下記のとおりである。 (1) 第１燐酸カルシウムならびにクロム酸カルシ
ウム及び／または重クロム酸カルシウムを合計
で４〜40重量％と、Al、Mg、Zn、Mn、Srか
ら選ばれる第１燐酸塩の１種または２種以上を
合計で60〜96重量％とよりなる混合物、コロイ
ド状シリカ及び無水クロム酸からなり、その際
前記混合物を、SiO2に換算した前記コロイド
状シリカの重量の1.25〜2.50倍の割合で、また
前記無水クロム酸を、SiO2に換算した前記コ
ロイド状シリカの重量の0.1〜0.5倍の割合で配
合したコーテイング液を、フオルステライト皮
膜を有する方向性電磁鋼板に塗布し、350℃以
上の温度域で焼付けることを特徴とする鉄心加
工性及び磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の絶
縁皮膜形成方法。 (2) 前記コーテイング液は、さらに、前記コロイ
ド状シリカをSiO2に換算したときの重量100ｇ
当り、粒子径が500ｍμｍ未満の超微粒子の
SiO2粉末を0.25〜５ｇ添加してなることを特徴
とする請求項１記載の鉄心加工性及び磁気特性
の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法。 以下に、本発明を詳細に説明する。 本発明者達は前記目的を達成すべく、方向性電
磁鋼板の絶縁皮膜処理方法について検討した。そ
の結果、高温で仕上焼鈍された方向性電磁鋼板表
面に塗布する絶縁皮膜処理剤（コーテイング液）
として、第１リン酸カルシウムならびにクロム酸
カルシウムおよび／または重クロム酸カルシウム
と、Al、Mg、Zn、Sr、Mnから選ばれる第１リ
ン酸塩の１種または２種以上との混合物と、コロ
イド状シリカと、無水クロム酸とからなり、前記
混合物をコロイド状シリカをSiO2に換算したと
きの重量の1.25〜2.50倍の比率で配合し、かつ必
要に応じて超微粒子SiO2粉末を配合した組成物
を塗布焼付することにより、更に鋼板表面の潤滑
性が向上することを見出した。 次に実験データにもとづき詳述する。 Ｃ：0.076％、Si：3.32％、Mn：0.060％、Ｓ：
0.025％、酸可溶Al：0.028％、Ｎ：0.0078％、残
部Feからなる珪素鋼スラブを公知の方法で熱延
し、焼鈍後、冷延して最終板厚0.30mmとした。次
いで脱炭焼鈍、焼鈍分離剤塗布の後最終仕上焼鈍
を行い、ガラス皮膜を形成し、余剰の焼鈍分離剤
を水洗と軽度の酸洗で除去し、コイルセツトの除
去と歪取焼鈍を行つた。 次いで第１表に示すように第１リン酸カルシウ
ムの配合割合を変更したコーテイング処理剤を鋼
板に５ｇ／m2の割合で塗布し、800℃で30秒間、
N2雰囲気中で焼付けた。次に皮膜焼付後の鋼板
からサンプルを切出し締付圧力60Kg／cm2で鋼板を
締付け後、850℃×4Hr N2中で歪取焼鈍した。 このときの歪取焼鈍後の鋼板の焼付状態と歪取
焼鈍前後の皮膜の潤滑性（すべりまさつ係数）を
測定した。なお、すべるまさつ係数は第１図に示
す如く測定した。即ち、はさみ板１−１，１−２
間にサンプル２をおき、重錘３にて荷重を与え、
サンプル２をひき出す力F′をバネ計り４で測定
し、すべりまさつ係数μ（FF）＝F′／Ｆにより求め た。第２表に示す如く、第１リン酸カルシウムの
配合割合が全リン酸塩の５〜25％では歪取焼鈍前
後のFF値が著しく良好で、又、歪取焼鈍時の通
常ステイツキングと呼ぶ皮膜の焼付が極端に小さ
くなることが判つた。 第２図によれば、ベースリン酸塩（第１リン酸
アルミニウム：第１リン酸マグネシウム＝２：
１）中の第１リン酸カルシウムならびにクロム酸
カルシウムおよび／または重クロム酸カルシウム
の量が４〜40重量％の範囲でFF値が低くすべり
性に優れまた、皮膜張力が高い水準にあることが
わかる。 第１リン酸カルシウムならびにクロム酸カルシ
ウムおよび／または重クロム酸カルシウムの量が
４％未満でFF値が急激に高くなり、一方、この
量が40％を超えると、やはりFF値が高くなり皮
膜張力も低下してくることがわかる。更にこのと
きの歪取焼鈍後の磁気特性は本発明に従つたコー
テイングの場合には素材鉄損値とほぼ同じレベル
であるのに対し、比較例のコーテイング剤（特公
昭50−79442号公報、特公昭53−28375号公報）に
より処理を行つたものは磁気特性の劣化が見られ
た。
絶縁皮膜形成方法に係り、鋼板のすべり性、歪取
焼鈍時の耐焼付性が著しく良好で、変圧器製造に
おける鉄心の加工性が優れ、且つ磁気特性の良好
な方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法に関する。 （従来の技術） 方向性電磁鋼板はSiを例えば２〜４％含有する
珪素鋼素材を熱延し、焼鈍して１回の冷延又は中
間焼鈍をはさんで２回以上の冷延により、最終板
厚とし、次いで脱炭焼鈍し、MgOを主成分とす
る焼鈍分離剤を塗布し、最終仕上焼鈍を施してゴ
ス方位をもつ２次再結晶粒を発揮させ、更にＳ、
Ｎなどの不純物を除去すると共に、ガラス皮膜を
形成し、次いで絶縁皮膜用のコーテイング液を塗
布し、焼付けして絶縁皮膜が形成され、最終成品
とされる。このようにして製造される方向性電磁
鋼板は、主として電気機器、トランスなどの鉄心
材料として使用されるもので、磁気特性が優れて
いることが望まれる。 一方、例えばトランス用の鉄心は方向性電磁鋼
板のフープを連続的に巻きほどいて通板し、所定
長さにシヤーにて切断後、鉄心巻加工機を通板し
て、順次巻重ね、或いは積重ねて巻鉄心や積鉄心
とされる。巻鉄心の場合には圧縮成型、歪取焼鈍
を経て、レーシングと呼ばれる巻線作業を行つて
トランスとされる。 この鉄心製造においては、例えば巻鉄心の場
合、巻加工、成型作業が円滑に行え、成型後の鋼
板端面やラツプ部に凹凸が生ぜず、形状が優れて
いることが重要で鋼板表面の絶縁皮膜の潤滑性が
良い事が必要である。又、歪取焼鈍時の鋼板の表
面皮膜同志の焼付がなく、レーシング作業がスム
ーズに行えることは鉄心加工能率の向上や焼付に
よる歪の誘起や皮膜性能の劣化によりもたらされ
る磁性の劣化を防止する意味で重要である。 これらの問題に対しては、方向性電磁鋼板表面
の絶縁皮膜の性状が大きな影響力をもつているこ
とから、前記問題を改善する絶縁皮膜を開発する
ことは、加工性のみならず、トランスの磁気特性
を向上する上で望まれている。 ところで、方向性電磁鋼板の絶縁皮膜は、通常
最終仕上焼鈍時にMgO等の焼鈍分離剤と鋼板表
面のSiO2主体の酸化膜との反応で形成されるグ
ラス皮膜（Mg2SiO4：Forsterite）と呼ばれる１
次皮膜とその上に施されるリン酸塩系の絶縁皮膜
となる２次皮膜とからなる。 この絶縁皮膜処理剤としては鉄損の改善や磁気
ひずみを改善するものとして特公昭53−28375号
公報及び特公昭50−79442号公報に開示されてい
るものがあり、絶縁皮膜のすべり性を改善するも
のとして特公昭62−60468号公報の記載の方法が
ある。 特公昭53−28375号公報に開示されている方法
では、コロイド状シリカを主成分としバインダー
としてリン酸アルミニウムおよびクロム酸および
クロム酸塩の１種又は２種以上を添加したコーテ
イング液を塗布し、乾燥後、800〜900℃の温度で
焼付け処理を行つて張力付加性のある絶縁皮膜を
形成する。これによると、鉄損、磁気ひずみの改
善効果が認められる。 特開昭50−79442号公報記載の方法では、コロ
イド状シリカと第１リン酸マグネシウムと、無水
クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩の１種又は
２種以上を含むコーテイング液を最終仕上焼鈍後
の鋼板表面に塗布し、焼付けて絶縁皮膜を形成す
る。これによつても鉄損、磁気ひずみの改善が認
められる。 特開昭61−41778号公報に開示されている方法
では、第１リン酸塩に粒子径８ｍμｍ以下の超微
粒子コロイド状シリカ、クロム酸、クロム酸塩の
１種又は２種以上の混合液を仕上焼鈍後の鋼板に
処理焼付することにより、方向性電磁鋼板表面に
形成する絶縁皮膜のすべり性を改善するものであ
る。 近年、これらの絶縁皮膜の改善によつて方向性
電磁鋼板の鉄損、磁気ひずみ、絶縁特性が改善さ
れて来ており、それなりの効果は得られている。 しかし、方向性電磁鋼板を利用する変圧器等を
製造するメーカーにおいては、鉄心を加工する際
の鉄心加工成型機の新鋭設備、例えばトランコマ
シンによる鉄心加工の自動化が進む今日では、前
記の如き改善された絶縁皮膜剤を以てしても、加
工上のトラブルや磁性面等のさらなる改善が望ま
れているのが実情である。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は方向性電磁鋼板製造の最終工程で鋼板
表面に形成する絶縁皮膜の性状を改善することに
より、皮膜潤滑性と歪取焼鈍時の耐焼付性が良好
で鉄心加工性を高めると共に、磁気特性を向上す
る絶縁皮膜の形成を目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明の要旨は下記のとおりである。 (1) 第１燐酸カルシウムならびにクロム酸カルシ
ウム及び／または重クロム酸カルシウムを合計
で４〜40重量％と、Al、Mg、Zn、Mn、Srか
ら選ばれる第１燐酸塩の１種または２種以上を
合計で60〜96重量％とよりなる混合物、コロイ
ド状シリカ及び無水クロム酸からなり、その際
前記混合物を、SiO2に換算した前記コロイド
状シリカの重量の1.25〜2.50倍の割合で、また
前記無水クロム酸を、SiO2に換算した前記コ
ロイド状シリカの重量の0.1〜0.5倍の割合で配
合したコーテイング液を、フオルステライト皮
膜を有する方向性電磁鋼板に塗布し、350℃以
上の温度域で焼付けることを特徴とする鉄心加
工性及び磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の絶
縁皮膜形成方法。 (2) 前記コーテイング液は、さらに、前記コロイ
ド状シリカをSiO2に換算したときの重量100ｇ
当り、粒子径が500ｍμｍ未満の超微粒子の
SiO2粉末を0.25〜５ｇ添加してなることを特徴
とする請求項１記載の鉄心加工性及び磁気特性
の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法。 以下に、本発明を詳細に説明する。 本発明者達は前記目的を達成すべく、方向性電
磁鋼板の絶縁皮膜処理方法について検討した。そ
の結果、高温で仕上焼鈍された方向性電磁鋼板表
面に塗布する絶縁皮膜処理剤（コーテイング液）
として、第１リン酸カルシウムならびにクロム酸
カルシウムおよび／または重クロム酸カルシウム
と、Al、Mg、Zn、Sr、Mnから選ばれる第１リ
ン酸塩の１種または２種以上との混合物と、コロ
イド状シリカと、無水クロム酸とからなり、前記
混合物をコロイド状シリカをSiO2に換算したと
きの重量の1.25〜2.50倍の比率で配合し、かつ必
要に応じて超微粒子SiO2粉末を配合した組成物
を塗布焼付することにより、更に鋼板表面の潤滑
性が向上することを見出した。 次に実験データにもとづき詳述する。 Ｃ：0.076％、Si：3.32％、Mn：0.060％、Ｓ：
0.025％、酸可溶Al：0.028％、Ｎ：0.0078％、残
部Feからなる珪素鋼スラブを公知の方法で熱延
し、焼鈍後、冷延して最終板厚0.30mmとした。次
いで脱炭焼鈍、焼鈍分離剤塗布の後最終仕上焼鈍
を行い、ガラス皮膜を形成し、余剰の焼鈍分離剤
を水洗と軽度の酸洗で除去し、コイルセツトの除
去と歪取焼鈍を行つた。 次いで第１表に示すように第１リン酸カルシウ
ムの配合割合を変更したコーテイング処理剤を鋼
板に５ｇ／m2の割合で塗布し、800℃で30秒間、
N2雰囲気中で焼付けた。次に皮膜焼付後の鋼板
からサンプルを切出し締付圧力60Kg／cm2で鋼板を
締付け後、850℃×4Hr N2中で歪取焼鈍した。 このときの歪取焼鈍後の鋼板の焼付状態と歪取
焼鈍前後の皮膜の潤滑性（すべりまさつ係数）を
測定した。なお、すべるまさつ係数は第１図に示
す如く測定した。即ち、はさみ板１−１，１−２
間にサンプル２をおき、重錘３にて荷重を与え、
サンプル２をひき出す力F′をバネ計り４で測定
し、すべりまさつ係数μ（FF）＝F′／Ｆにより求め た。第２表に示す如く、第１リン酸カルシウムの
配合割合が全リン酸塩の５〜25％では歪取焼鈍前
後のFF値が著しく良好で、又、歪取焼鈍時の通
常ステイツキングと呼ぶ皮膜の焼付が極端に小さ
くなることが判つた。 第２図によれば、ベースリン酸塩（第１リン酸
アルミニウム：第１リン酸マグネシウム＝２：
１）中の第１リン酸カルシウムならびにクロム酸
カルシウムおよび／または重クロム酸カルシウム
の量が４〜40重量％の範囲でFF値が低くすべり
性に優れまた、皮膜張力が高い水準にあることが
わかる。 第１リン酸カルシウムならびにクロム酸カルシ
ウムおよび／または重クロム酸カルシウムの量が
４％未満でFF値が急激に高くなり、一方、この
量が40％を超えると、やはりFF値が高くなり皮
膜張力も低下してくることがわかる。更にこのと
きの歪取焼鈍後の磁気特性は本発明に従つたコー
テイングの場合には素材鉄損値とほぼ同じレベル
であるのに対し、比較例のコーテイング剤（特公
昭50−79442号公報、特公昭53−28375号公報）に
より処理を行つたものは磁気特性の劣化が見られ
た。
【表】
【表】
次に本発明の絶縁皮膜処理液の組成について述
べる。 本発明の請求項１の発明では第１リン酸カルシ
ウムならびに、クロム酸カルシウムおよび／また
は重クロム酸カルシウムを合計で４〜40重量％
と、Al、Mg、Zn、Sr、Mnから選ばれる第１リ
ン酸塩の１種又は２種以上を合計で60〜96重量％
との混合物、コロイド状シリカ及び無水クロム酸
から構成され、その際前記混合物は、SiO2に換
算したときの前記コロイド状シリカの重量の1.25
〜2.50倍、前記無水クロム酸は、同じくSiO2に換
算したときの前記コロイド状シリカの重量の0.1
〜0.5倍の割合で配合されてなるコーテイング液
を仕上焼鈍後の鋼板上に350℃以上で焼付けるも
のである。 また請求項２の発明は粒子径500ｍμｍ未満の
超微粒子のSiO2粉末を請求項１記載のコーテイ
ング液中に、前記コロイド状シリカをSiO2に換
算したときの重量100ｇに対し0.25〜５ｇの割合
で添加するものである。 次に本発明の構成要件の限定理由をのべる。 本発明においては、絶縁皮膜処理液のバインダ
ーとなるAl、Mg、Zn、Sr、Mnから選ばれる第
１リン酸塩の１種又は２種以上からなるリン酸塩
中に、第１リン酸カルシウムならびにクロム酸カ
ルシウムおよび／または重クロム酸カルシウムを
一定量配合するのがポイントとなる。 これらの化合物が全混合物（これらカルシウム
化合物＋前記リン酸塩）中に占める割合が４％未
満では絶縁皮膜の潤滑性（すべりまさつ係数）改
善効果がなく、40％超になるとすべり性が劣化す
ると共に皮膜張力による磁性改善効果が減少する
ため好ましくない。最も好ましい範囲は６〜20％
である。 コロイド状シリカは皮膜の熱膨張率を小さく
し、鋼板に張力を付与し、鉄損、磁歪を改善する
ものである。全混合物に対するコロイド状シリカ
量の配合割合は重要で、全混合物単位重量部当り
コロイド状シリカはSiO2に換算して0.8〜0.4重量
部であることが必要である。これは、コロイド状
シリカをSiO2に換算したときの重量の1.25倍未満
或は2.50倍超とする前記混合物の配合割合となる
場合は皮膜張力による鉄損、磁歪改善効果がなく
なるからである。 又、皮膜のすべりまさつ係数を高める上では特
開昭61−41778号公報に開示されているようにコ
ロイド状シリカとして粒子径８ｍμｍ以下の超微
粒子のものを使用する方法を併用すれば、相乗効
果により、更に大きな改善効果が得られる。 無水クロム酸はリン酸塩中のフリーのリン酸を
安定化して絶縁皮膜形成後の吸湿作用を防止する
ためのものである。無水クロム酸は、コロイド状
シリカをSiO2に換算したときの重量の0.1〜0.5倍
となる重量割合で添加される。0.1倍未満では吸
湿により皮膜のベタツキが発生し、0.5倍超と多
すぎると余剰のCrO3による吸湿によつて、この
場合もベタツキの原因になる。 次に微粒子SiO2粉末の添加量は絶縁皮膜処理
液中のコロイド状シリカをSiO2に換算したとき
の重量100ｇ当り0.25〜５ｇの範囲である。0.25
ｇ未満では、絶縁皮膜のすべりまさつ係数改善効
果が弱く、又焼付防止効果も弱い。５ｇ超と多す
ぎると占積率の低下が生じるため問題である。 ここで、SiO2微粒子の径を500ｍμｍ未満とし
たのは、500ｍμｍ以上では、電磁鋼板製品を積
層して使用するときに占積率を低くし、電磁機器
としての特性を劣化せしめる問題があるからであ
る。 本発明における絶縁皮膜処理剤の焼付は350℃
以上で行われる。この温度未満では皮膜形成が充
分でなく、６価クロムの残存、フリーのリン酸に
よる吸湿性が残るため制限される。 次に本発明により表面皮膜の潤滑性、歪取焼鈍
時の耐焼付性、磁気特性が改善される理由を述べ
る。 本発明に従い、第１リン酸カルシウムならびに
クロム酸カルシウムおよび／または重クロム酸カ
ルシウムをAl、Mg、Zn、Mn、Srから選ばれる
第１リン酸塩の１種又は２種以上を混合すると第
１に皮膜最表層部に潤滑性がすぐれたなめらかな
リン酸カルシウム系化合物を形成し、潤滑作用を
高めること、第２に皮膜表層部に形成する緻密
で、安定なカルシウム系化合物の形成により歪取
焼鈍時に雰囲気ガスによる酸化等により生じる皮
膜中のリン酸分の分解、拡散を抑える効果があ
る。 即ち歪取焼鈍における焼付現象は、皮膜成分の
雰囲気ガスによる酸化分解により、Ｐが下地皮膜
や鋼板地鉄に拡散し、Fe−Ｐ系化合物を形成し
て生ずるものであり、緻密で安定な皮膜層の形成
は雰囲気ガスのシール効果と相俟つて焼付が防止
されるものと考えられる。 第３図は歪取焼鈍後（850℃×4Hr N2、D.P.
＋15℃、締付圧力60Kg／cm2）の鋼板表面のSEM
による観察結果である。第１リン酸カルシウムな
らびにクロム酸カルシウムおよび／または重クロ
ム酸カルシウム添加の場合には、表面が平滑であ
るのに対し、無添加の場合にはFe−Ｐ系化合物
の生成による焼付部分が皮膜に全面的に見られ、
絶縁皮膜を破壊している様子が見られる。 又、第１リン酸カルシウム等の添加で磁性が改
善される理由は、絶縁皮膜の緻密化と共に前述の
焼付による皮膜劣化を防止するためで、従来絶縁
皮膜で見られる歪取焼鈍時の焼付による磁性の劣
化は生じない。 請求項２の発明の超微粒子SiO2粉末による効
果は、SiO2粉の微細な皮膜表層部の突起がまさ
つを弱める作用をし、潤滑性を更に高める。又、
この微細な突起が歪取焼鈍時の鋼板の積層面のセ
パレート効果を生んで、焼付を抑えるものと考え
られる。 次に実施例にもとづいて述べる。 実施例 １ 方向性電磁鋼板（厚み0.23mm）の最終仕上焼鈍
後の同一コイルから巾10cm×長さ50cmの試料を切
出し、表面の焼鈍分離剤を水洗と軽酸洗で除去
し、ガラス皮膜を残したのちコイルセツトの除去
と歪取焼鈍を行つた。この鋼板上に第３表の組成
の絶縁皮膜処理液を塗布し、350℃で乾燥後850℃
で30秒間連続炉中で焼付けた。又、同様にして焼
付け処理をした鋼板からサンプルを切出し、締付
圧力60Kg／cm2で加圧し、850℃×4Hr N2雰囲気
中、D.P.＋15℃で歪取焼鈍した。第４表に歪取焼
鈍後の磁気特性、すべりまさつ係数と焼鈍後の焼
付性を示す。 Al、Mg、Zn、Mn、Srから選ばれる第１燐酸
塩の１種または２種以上の第１リン酸カルシウム
ならびにクロム酸カルシムおよび／または重クロ
ム酸カルシウムを配合した処理剤では、この実験
条件の様な酸化性雰囲気焼鈍でも耐焼付性が良好
で、すべりまさつ係数も良好であつた。又、焼鈍
による磁性劣化が全く見られなかつた。 これに対し、第１リン酸カルシウムならびにク
ロム酸カルシムおよび／または重クロム酸カルシ
ウムを添加しなかつた比較コーテイングでは、皮
膜の焼付が大きく、すべりまさつ係数も悪かつ
た。更に焼鈍による磁性の劣化がかなり見られ
た。 又、これらカルシウム化合物と共にSiO2の微
粒子粉末を添加したものはすべりまさつ係数、耐
焼付性とも更に改善が見られた。 実施例 ２ 実施例１と同様にして得た仕上焼鈍済の方向性
電磁鋼板コイルを連続コーテイングラインで水
洗、軽酸洗処理の後、第５表に示す組成の絶縁皮
膜処理液を塗布し、850℃×15秒の焼付処理を行
つた。次にこのコイルからスリツトしたフープを
用いて連続巻鉄心加工機（トランコマシン）にて
巻鉄心加工を行うと共に、加工後の鉄心をプレス
成型後、850℃×10Hr N2中D.P.＋10℃で歪取焼
鈍を行つた。次いで巻線作業（レーシング）を行
つて作業性を調査した。結果を第６表に示す。 巻加工において、従来のコーテイングを施した
ものは30枚しか巻き加工ができず、ガイドからフ
ープが外れたり、巻端面が不揃いになるなどの異
常が生じた。これに対し、本発明に従つて絶縁皮
膜を処理したものは、全く異常なく300枚の巻加
工を完了できた。 次にトレーシング作業時の状況としては、比較
例では皮膜表面の各部に焼付が生じ、鋼板をはが
す作業に手間どつたのに対し、本発明は全く焼付
が見られず、円滑に巻線作業ができた。
べる。 本発明の請求項１の発明では第１リン酸カルシ
ウムならびに、クロム酸カルシウムおよび／また
は重クロム酸カルシウムを合計で４〜40重量％
と、Al、Mg、Zn、Sr、Mnから選ばれる第１リ
ン酸塩の１種又は２種以上を合計で60〜96重量％
との混合物、コロイド状シリカ及び無水クロム酸
から構成され、その際前記混合物は、SiO2に換
算したときの前記コロイド状シリカの重量の1.25
〜2.50倍、前記無水クロム酸は、同じくSiO2に換
算したときの前記コロイド状シリカの重量の0.1
〜0.5倍の割合で配合されてなるコーテイング液
を仕上焼鈍後の鋼板上に350℃以上で焼付けるも
のである。 また請求項２の発明は粒子径500ｍμｍ未満の
超微粒子のSiO2粉末を請求項１記載のコーテイ
ング液中に、前記コロイド状シリカをSiO2に換
算したときの重量100ｇに対し0.25〜５ｇの割合
で添加するものである。 次に本発明の構成要件の限定理由をのべる。 本発明においては、絶縁皮膜処理液のバインダ
ーとなるAl、Mg、Zn、Sr、Mnから選ばれる第
１リン酸塩の１種又は２種以上からなるリン酸塩
中に、第１リン酸カルシウムならびにクロム酸カ
ルシウムおよび／または重クロム酸カルシウムを
一定量配合するのがポイントとなる。 これらの化合物が全混合物（これらカルシウム
化合物＋前記リン酸塩）中に占める割合が４％未
満では絶縁皮膜の潤滑性（すべりまさつ係数）改
善効果がなく、40％超になるとすべり性が劣化す
ると共に皮膜張力による磁性改善効果が減少する
ため好ましくない。最も好ましい範囲は６〜20％
である。 コロイド状シリカは皮膜の熱膨張率を小さく
し、鋼板に張力を付与し、鉄損、磁歪を改善する
ものである。全混合物に対するコロイド状シリカ
量の配合割合は重要で、全混合物単位重量部当り
コロイド状シリカはSiO2に換算して0.8〜0.4重量
部であることが必要である。これは、コロイド状
シリカをSiO2に換算したときの重量の1.25倍未満
或は2.50倍超とする前記混合物の配合割合となる
場合は皮膜張力による鉄損、磁歪改善効果がなく
なるからである。 又、皮膜のすべりまさつ係数を高める上では特
開昭61−41778号公報に開示されているようにコ
ロイド状シリカとして粒子径８ｍμｍ以下の超微
粒子のものを使用する方法を併用すれば、相乗効
果により、更に大きな改善効果が得られる。 無水クロム酸はリン酸塩中のフリーのリン酸を
安定化して絶縁皮膜形成後の吸湿作用を防止する
ためのものである。無水クロム酸は、コロイド状
シリカをSiO2に換算したときの重量の0.1〜0.5倍
となる重量割合で添加される。0.1倍未満では吸
湿により皮膜のベタツキが発生し、0.5倍超と多
すぎると余剰のCrO3による吸湿によつて、この
場合もベタツキの原因になる。 次に微粒子SiO2粉末の添加量は絶縁皮膜処理
液中のコロイド状シリカをSiO2に換算したとき
の重量100ｇ当り0.25〜５ｇの範囲である。0.25
ｇ未満では、絶縁皮膜のすべりまさつ係数改善効
果が弱く、又焼付防止効果も弱い。５ｇ超と多す
ぎると占積率の低下が生じるため問題である。 ここで、SiO2微粒子の径を500ｍμｍ未満とし
たのは、500ｍμｍ以上では、電磁鋼板製品を積
層して使用するときに占積率を低くし、電磁機器
としての特性を劣化せしめる問題があるからであ
る。 本発明における絶縁皮膜処理剤の焼付は350℃
以上で行われる。この温度未満では皮膜形成が充
分でなく、６価クロムの残存、フリーのリン酸に
よる吸湿性が残るため制限される。 次に本発明により表面皮膜の潤滑性、歪取焼鈍
時の耐焼付性、磁気特性が改善される理由を述べ
る。 本発明に従い、第１リン酸カルシウムならびに
クロム酸カルシウムおよび／または重クロム酸カ
ルシウムをAl、Mg、Zn、Mn、Srから選ばれる
第１リン酸塩の１種又は２種以上を混合すると第
１に皮膜最表層部に潤滑性がすぐれたなめらかな
リン酸カルシウム系化合物を形成し、潤滑作用を
高めること、第２に皮膜表層部に形成する緻密
で、安定なカルシウム系化合物の形成により歪取
焼鈍時に雰囲気ガスによる酸化等により生じる皮
膜中のリン酸分の分解、拡散を抑える効果があ
る。 即ち歪取焼鈍における焼付現象は、皮膜成分の
雰囲気ガスによる酸化分解により、Ｐが下地皮膜
や鋼板地鉄に拡散し、Fe−Ｐ系化合物を形成し
て生ずるものであり、緻密で安定な皮膜層の形成
は雰囲気ガスのシール効果と相俟つて焼付が防止
されるものと考えられる。 第３図は歪取焼鈍後（850℃×4Hr N2、D.P.
＋15℃、締付圧力60Kg／cm2）の鋼板表面のSEM
による観察結果である。第１リン酸カルシウムな
らびにクロム酸カルシウムおよび／または重クロ
ム酸カルシウム添加の場合には、表面が平滑であ
るのに対し、無添加の場合にはFe−Ｐ系化合物
の生成による焼付部分が皮膜に全面的に見られ、
絶縁皮膜を破壊している様子が見られる。 又、第１リン酸カルシウム等の添加で磁性が改
善される理由は、絶縁皮膜の緻密化と共に前述の
焼付による皮膜劣化を防止するためで、従来絶縁
皮膜で見られる歪取焼鈍時の焼付による磁性の劣
化は生じない。 請求項２の発明の超微粒子SiO2粉末による効
果は、SiO2粉の微細な皮膜表層部の突起がまさ
つを弱める作用をし、潤滑性を更に高める。又、
この微細な突起が歪取焼鈍時の鋼板の積層面のセ
パレート効果を生んで、焼付を抑えるものと考え
られる。 次に実施例にもとづいて述べる。 実施例 １ 方向性電磁鋼板（厚み0.23mm）の最終仕上焼鈍
後の同一コイルから巾10cm×長さ50cmの試料を切
出し、表面の焼鈍分離剤を水洗と軽酸洗で除去
し、ガラス皮膜を残したのちコイルセツトの除去
と歪取焼鈍を行つた。この鋼板上に第３表の組成
の絶縁皮膜処理液を塗布し、350℃で乾燥後850℃
で30秒間連続炉中で焼付けた。又、同様にして焼
付け処理をした鋼板からサンプルを切出し、締付
圧力60Kg／cm2で加圧し、850℃×4Hr N2雰囲気
中、D.P.＋15℃で歪取焼鈍した。第４表に歪取焼
鈍後の磁気特性、すべりまさつ係数と焼鈍後の焼
付性を示す。 Al、Mg、Zn、Mn、Srから選ばれる第１燐酸
塩の１種または２種以上の第１リン酸カルシウム
ならびにクロム酸カルシムおよび／または重クロ
ム酸カルシウムを配合した処理剤では、この実験
条件の様な酸化性雰囲気焼鈍でも耐焼付性が良好
で、すべりまさつ係数も良好であつた。又、焼鈍
による磁性劣化が全く見られなかつた。 これに対し、第１リン酸カルシウムならびにク
ロム酸カルシムおよび／または重クロム酸カルシ
ウムを添加しなかつた比較コーテイングでは、皮
膜の焼付が大きく、すべりまさつ係数も悪かつ
た。更に焼鈍による磁性の劣化がかなり見られ
た。 又、これらカルシウム化合物と共にSiO2の微
粒子粉末を添加したものはすべりまさつ係数、耐
焼付性とも更に改善が見られた。 実施例 ２ 実施例１と同様にして得た仕上焼鈍済の方向性
電磁鋼板コイルを連続コーテイングラインで水
洗、軽酸洗処理の後、第５表に示す組成の絶縁皮
膜処理液を塗布し、850℃×15秒の焼付処理を行
つた。次にこのコイルからスリツトしたフープを
用いて連続巻鉄心加工機（トランコマシン）にて
巻鉄心加工を行うと共に、加工後の鉄心をプレス
成型後、850℃×10Hr N2中D.P.＋10℃で歪取焼
鈍を行つた。次いで巻線作業（レーシング）を行
つて作業性を調査した。結果を第６表に示す。 巻加工において、従来のコーテイングを施した
ものは30枚しか巻き加工ができず、ガイドからフ
ープが外れたり、巻端面が不揃いになるなどの異
常が生じた。これに対し、本発明に従つて絶縁皮
膜を処理したものは、全く異常なく300枚の巻加
工を完了できた。 次にトレーシング作業時の状況としては、比較
例では皮膜表面の各部に焼付が生じ、鋼板をはが
す作業に手間どつたのに対し、本発明は全く焼付
が見られず、円滑に巻線作業ができた。
【表】
【表】
【表】
【表】
第１図は皮膜の潤滑性（すべり摩擦係数）を測
定する方法を示す図、第２図は第１リン酸塩と第
１リン酸カルシウム並びにクロム酸カルシウム及
び／又は重クロム酸カルシウムとの混合液中にお
ける前記カルシウム化合物の重量比と皮膜の潤滑
性（すべり摩擦係数：FF値）及び皮膜張力との
関係を示す図、第３図ａ，ｂは、本発明を実施し
たときの鋼板表面と、従来技術による場合の歪取
焼鈍後（850℃×4Hr、N2、D.P.＋15℃、締付圧
力60Kg／cm2）の鋼板表面の走査型電子顕微鏡によ
る観察結果を示す金属組織顕微鏡写真である。比
較例(a)〔Al（H2PO4）3：20ｇ、Mg（H2PO4）2：20
ｇ、CrO3：６ｇ、コロイド状シリカ（SiO2）：20
ｇ〕ではFe−Ｐ化合物の形成によるステイツキ
ング現象により表面に異物を生じ、肌荒れがひど
い状態が見られる。本発明(b)〔Al（H2PO4）3：16
ｇ、Mg（H2PO4）2：16ｇ、Ca（H2PO4）2：４ｇ、
CaCr2O7：４ｇ、CrO3：６ｇ、コロイド状シリ
カ（SiO2）：20ｇ〕ではFe−Ｐの形成が殆んどな
く、表面は平滑な状況を呈している。
定する方法を示す図、第２図は第１リン酸塩と第
１リン酸カルシウム並びにクロム酸カルシウム及
び／又は重クロム酸カルシウムとの混合液中にお
ける前記カルシウム化合物の重量比と皮膜の潤滑
性（すべり摩擦係数：FF値）及び皮膜張力との
関係を示す図、第３図ａ，ｂは、本発明を実施し
たときの鋼板表面と、従来技術による場合の歪取
焼鈍後（850℃×4Hr、N2、D.P.＋15℃、締付圧
力60Kg／cm2）の鋼板表面の走査型電子顕微鏡によ
る観察結果を示す金属組織顕微鏡写真である。比
較例(a)〔Al（H2PO4）3：20ｇ、Mg（H2PO4）2：20
ｇ、CrO3：６ｇ、コロイド状シリカ（SiO2）：20
ｇ〕ではFe−Ｐ化合物の形成によるステイツキ
ング現象により表面に異物を生じ、肌荒れがひど
い状態が見られる。本発明(b)〔Al（H2PO4）3：16
ｇ、Mg（H2PO4）2：16ｇ、Ca（H2PO4）2：４ｇ、
CaCr2O7：４ｇ、CrO3：６ｇ、コロイド状シリ
カ（SiO2）：20ｇ〕ではFe−Ｐの形成が殆んどな
く、表面は平滑な状況を呈している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１燐酸カルシウムならびにクロム酸カルシ
ウム及び／または重クロム酸カルシウムを合計で
４〜40重量％と、Al、Mg、Zn、Mn、Srから選
ばれる第１燐酸塩の１種または２種以上を合計で
60〜96重量％とよりなる混合物、コロイド状シリ
カ及び無水クロム酸からなり、その際前記混合物
を、SiO2に換算した前記コロイド状シリカの重
量の1.25〜2.50倍の割合で、また前記無水クロム
酸を、SiO2に換算した前記コロイド状シリカの
重量の0.1〜0.5倍の割合で配合したコーテイング
液を、フオルステライト皮膜を有する方向性電磁
鋼板に塗布し、350℃以上の温度域で焼付けるこ
とを特徴とする鉄心加工性及び磁気特性の優れた
方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法。 ２ 前記コーテイング液は、さらに、前記コロイ
ド状シリカをSiO2に換算したときの重量100ｇ当
り、粒子径が500ｍμｍ未満の超微粒子のSiO2粉
末を0.25〜５ｇ添加してなることを特徴とする請
求項１記載の鉄心加工性及び磁気特性の優れた方
向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14904288A JPH01316424A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 鉄心加工性及び磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14904288A JPH01316424A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 鉄心加工性及び磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316424A JPH01316424A (ja) | 1989-12-21 |
| JPH0420987B2 true JPH0420987B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=15466379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14904288A Granted JPH01316424A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 鉄心加工性及び磁気特性の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01316424A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2654862B2 (ja) * | 1990-10-27 | 1997-09-17 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心加工性および耐粉塵化性が優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 |
| JP2697967B2 (ja) * | 1991-05-15 | 1998-01-19 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心加工性に優れた低温焼付けの方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443823A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-06 | Nippon Steel Corp | Film forming method on electromagnetic steel sheet to prevent seizure at the time of strain relief annealing |
| JPS579631A (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-19 | Fujitsu Ltd | Powder recovery device |
| JPS6260468A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-17 | Canon Inc | 電源装置 |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP14904288A patent/JPH01316424A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443823A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-06 | Nippon Steel Corp | Film forming method on electromagnetic steel sheet to prevent seizure at the time of strain relief annealing |
| JPS579631A (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-19 | Fujitsu Ltd | Powder recovery device |
| JPS6260468A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-17 | Canon Inc | 電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01316424A (ja) | 1989-12-21 |
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