JPH05287545A - 絶縁被膜付電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

絶縁被膜付電磁鋼板の製造方法

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JPH05287545A
JPH05287545A JP8366292A JP8366292A JPH05287545A JP H05287545 A JPH05287545 A JP H05287545A JP 8366292 A JP8366292 A JP 8366292A JP 8366292 A JP8366292 A JP 8366292A JP H05287545 A JPH05287545 A JP H05287545A
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JP
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steel sheet
coating
gas
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baking
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JP8366292A
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Minoru Takashima
島 稔 高
Hideo Kobayashi
林 秀 夫 小
Takashi Obara
原 隆 史 小
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】相反する特性である溶接性と占積率のいずれに
も優れた絶縁被膜付電磁鋼板の製造方法の提供。 【構成】電磁鋼板の表面に樹脂及びクロム化合物を含有
する水溶液を塗布後、焼き付けの前処理として鋼板の温
度が60℃に達するまでに該鋼板の温度以下の露点を有
する気体を塗布面に吹きつけた後、焼付けることを特徴
とする絶縁被膜付電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接性の優れた絶縁被
膜付電磁鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】モーター、トランスなど電気機器用鉄心
は電気鉄板の表面に絶縁被膜を形成した後、まず所定の
形状に打ち抜き、ついでそれらを多数積層し、その端面
を溶接して組立てられる。したがって、電磁鋼板の絶縁
被膜は、電気絶縁性に優れているほか電磁鋼板の打抜
性、溶接性を損なってはならないし、鉄板との密着性に
も優れることが要求される。従来これらの要請を満足す
べく、数多くの研究が行われてきた。特に打抜性に関し
ては、クロム酸塩系被膜用の処理液に有機樹脂を配合す
ることにより著しく向上することが見い出され、現在電
気鉄板の絶縁被膜として広く利用されている。しかし、
有機樹脂を添加して形成されたクロム酸塩系被膜を有す
る電磁鋼板を打抜後、積層して溶接した際に、これら有
機樹脂が分解してガスを発生し、ビード部にブローホー
ルを生じて溶接性が劣化するという問題が生じた。そこ
で、打抜性と溶接性を同時に満足させる方法として、2
0Hr・m・sμinch以上の粗さを有する電磁鋼板
表面に被膜を形成する方法(特公昭49−6744号公
報参照)や、クロム酸塩処理液中に2μm以上の有機物
粒子を添加する等により表面粗さが2μHmax以上の
被膜を形成する方法(特公昭49−19078号公報参
照)が提案されている。
【0003】一方、焼き付け方法の改良に関する提案と
して、特開平2−38581号公報において昇温速度2
℃/s〜5℃/sとしてクロム酸塩系被膜を焼き付け
て、更に端面防錆用塗料を焼き付けることにより被膜の
ブリスターの発生を防止する方法が、また特開平3−5
3077号公報にはラヂアントチューブ方式を用いてあ
る特定の温度までは15℃/s以下の昇温速度で焼き付
け、電気絶縁性に優れたクロム酸塩系被膜を得る方法
が、特開平3−56679号公報には、高周波加熱方式
を用いて20℃/s以下の昇温速度で焼き付け電気絶縁
性に優れたクロム酸塩系被膜を得る方法が各々開示され
ている。
【0004】前述の特公昭49−6744号公報、特公
昭49−19078号公報に開示されている方法では、
溶接性は改善されるものの鋼板あるいは被膜の粗さRa
>0.5μmとなり、占積率が低下するという重大な問
題点があった。
【0005】また、前述の特開平2−38581号公
報、同第3−53077号公報、同第3−56679号
公報に開示されている焼付方法は、昇温速度を制御する
ことにより被膜を緻密化する工夫であるが、これらの提
案は溶接性を改善するものではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明は相
反する特性である溶接性と占積率のいずれにも優れた絶
縁被膜電磁鋼板の製造方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、電
磁鋼板の表面に樹脂及びクロム化合物を含有する水溶液
を塗布後、焼き付け工程の前処理として鋼板の温度が6
0℃に達するまでに該鋼板の温度以下の露点を有する気
体を塗布面に吹きつけた後、焼付けることを特徴とする
絶縁被膜付電磁鋼板の製造方法によって達成される。
【0008】
【作用】従来、電磁鋼板の絶縁被膜の焼きつけには電気
炉、赤外炉、ラジアントチューブ方式、燃焼ガスを用い
る熱風炉などが用いられてきた。これら従来の方法で焼
き付けた被膜の3次元表面粗度は、被膜形成前の鋼板の
3次元表面粗度と比べて著しく減少している。これは鋼
板の凹凸のへこみの部分に厚く、山の部分に薄く被膜が
形成されたためと考えられる。この鋼板を積層し溶接速
度60cm/分でTIG溶接すると溶接ビード部に多数
のブローホールが発生する。
【0009】一方、本発明の方法に従い焼き付け工程の
前処理として、乾燥空気を鋼板の塗布面に吹きつけた時
に形成する被膜表面の3次元表面粗度は、被膜形成前の
鋼板の3次元表面粗度と比べて減少の程度は極めて少な
い(図1と図2を参照)。図1は従来法で被膜形成した
時の3次元表面粗度を示し、図2は焼き付けの前処理を
行った場合の被膜の3次元表面粗度を示す。
【0010】このような本発明法に従って被膜が形成さ
れた電磁鋼板は、溶接速度60cm/分でのTIG溶接
においてもビード部にブローホールは認められず、溶接
性に優れる。
【0011】このように乾燥空気を鋼板に吹きつけるこ
とにより被膜表面の粗度が鋼板の表面の粗度を相当に維
持する原因は明らかではないが、乾燥空気を吹きつける
ことにより溶媒である水が低温ですみやかに蒸発して塗
布液の粘度が増し平滑化が行われずに被膜が硬化するた
めと考えられる。
【0012】また、本発明法により形成される被膜表面
の粗度は、溶接時、被膜の熱分解ガスの放散路となり、
溶接性が優れる結果となると推察している。
【0013】
【構成】以下、本発明の構成を詳述するが、本発明のよ
り好ましい態様及びそれに基づく利点が理解されよう。
【0014】鋼板 電気絶縁被膜を設ける電磁鋼板としてはモーターやトラ
ンスなど鉄心材料や、磁気シールド材などに用いられて
いる無方向性電磁鋼板であり、その3次元表面粗度はR
a0.1〜0.5μmのものが、占積率を高く維持でき
る点及び溶接性の点から好ましい。
【0015】塗布液 電磁鋼板に塗布する塗布液(被覆処理液)は、樹脂及び
クロム化合物を含有する水溶液である。クロム化合物と
してはクロム酸塩、重クロム酸塩などが好適であり、具
体的な好適例としては亜鉛、カルシウム、マグネシウム
などのクロム酸塩、重クロム酸塩を挙げることができ
る。勿論、クロム酸又は重クロム酸と上記金属の酸化
物、水酸化物あるいは炭酸塩を別々に水の中に添加して
調製したものもクロム酸塩または重クロム酸塩を含む水
溶液として好適な例である。
【0016】塗布液に配合する樹脂は水溶性のまたはエ
マルジョン状のアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂およ
びブタジエン−スチレン共重合物、エポキシ樹脂などが
好適であるが特に限定するものではない。
【0017】樹脂の配合量は通常クロム化合物(CrO
3 換算で)100重量部に対して5〜120重量部、特
には20〜80重量部が好ましい。この範囲であれば、
電磁鋼板の打抜性において優れた結果が得られる。
【0018】塗布液にはクロムの還元剤としてグリセリ
ンなどの多価アルコールを添加することができ、さらに
コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、リン酸塩硼酸
等、耐熱性向上剤を添加することができる。
【0019】被膜の形成 上記の塗布液をロールコーター、その他の手段を用いて
鋼板に塗布するが、その塗布量は焼き付け後の重量で通
常0.4〜2.0/m2 (片面)程度とされる。
【0020】本発明の方法において最も重要な特徴は、
焼き付け工程の前処理として鋼板の温度が60℃に達す
るまでに、鋼板の温度以下の露点の気体を塗布面に吹き
つける操作を行うことである。この操作により塗布液の
溶媒である水が蒸発する。
【0021】使用できる気体としては空気、窒素ガス、
アルゴンガス、ヘリウムガス、炭酸ガスなどが挙げられ
るが、経済性の面から空気、窒素ガスの使用が最も好ま
しい。また、気体の温度は効率良く水を蒸発させるた
め、20℃〜100℃の気体が好ましい。
【0022】気体の露点は鋼板の温度よりも低い温度の
ものを使用する。好ましい露点は、鋼板の温度より5℃
以下、特には10℃以下である。このように鋼板の温度
より低い露点の気体を塗布面に吹きつけることにより、
効率良く水が蒸発する。
【0023】このような気体を鋼板の温度が60℃に達
するまでに吹きつけることにより溶接性に優れた絶縁被
膜鋼板を得ることができる。鋼板の温度が10〜50℃
であればより好適な結果が得られる。
【0024】吹きつける気体の速度は0.5〜40m/
secが適切で、この範囲であれば短い時間で乾燥し経
済的である。速度があまりに大であると、塗布面に風紋
が生じるので好ましくない。また、気体の吹付時間は通
常0.5〜50秒が適切である。また、鋼板の昇温と塗
膜の乾燥をすみやかに行う目的で、赤外線ヒーターなど
による加熱を併用することもできる。
【0025】かくして、鋼板の温度が10〜50℃のと
きに、露点が鋼板温度より10℃以下の空気または窒素
ガスを0.5〜40m/secの速度で、0.5〜50
秒の時間吹きつけるのが最も好ましい態様といえる。
【0026】
【実施例】以下、実施例をもって本発明をより具体的に
説明する。 <実施例1>板厚0.5mmのJIS S60相当材に
ついてロールコーターで下記に組成を示す処理液Aを鋼
板に塗布した後、図3に示すようなヒートパターンで赤
外炉にて焼き付けを行った。なお、前処理は温度100
℃の各種の露点の空気を昇温開始後5秒から25秒まで
鋼板温度T℃で、風速10m/secで吹きつけた。空
気吹きつけ後の昇温スピードは100℃/minとし
た。
【0027】 処理液A 30%重クロム酸マグネシウム溶液 130重量部 アクリル系樹脂エマルジョン(樹脂固形分50%) 30重量部 エチレングリコール 10重量部 硼酸 10重量部
【0028】溶接性試験 このようにして調製した電磁鋼板を積層後、100kg
/cm2 で加圧し、電流120A、シールガスとしてA
rガス(6リットル/min)を用い、溶接速度60c
m/minにてTIG溶接を行った。
【0029】表1に溶接性試験結果を示す。ここで、◎
印は溶接ビード部にブローホールの発生が全くなかった
もの、○印はビード1cmあたり1〜3コのブローホー
ルが認められたもの、△印はビード1cmあたり4コ〜
6コのブローホールが認められたもの、×印はビード1
cmあたり7コ以上のブローホールが認められたものを
示している。
【0030】占積率の測定法 JIS C2550に従って行った。
【0031】占積率はいずれの場合も99%で良好であ
った。
【0032】以上の実験例からわかるように、本発明方
法では溶接性に優れ、かつ占積率の低下が認められな
い。
【0033】
【0034】<実施例2>ロールコーターで塗布後、熱
風炉で焼き付ける連続塗布焼付設備において、コーター
と熱風炉の間に窒素を塗膜に吹きつける設備(乾燥炉と
呼ぶ)を設けた。乾燥炉では、露点0℃、温度20℃、
風速20m/sの窒素を鋼板に吹きつけることができ
る。このような設備において板厚0.5mmのJIS
S60相当材について下記に示す処理液Bを塗布、焼き
付けた。熱風炉の炉温は500℃、焼付時間は40秒、
被膜の目付量は0.7g/m2 (片面)であった。
【0035】 処理液B 30%重クロム酸カルシウム溶液 120重量部 酢酸ビニル系樹脂エマルジョン(樹脂固形分50%) 30重量部 グリセリン 10重量部
【0036】溶接性試験は電磁鋼板を積層後100kg
/cm2 で加圧し、電流120A、シールガス:アルゴ
ン6リットル/min、溶接速度60cm/minにて
TIG溶接で行った。表2に示すように、乾燥炉を稼働
させた場合(鋼板温度20℃のとき窒素を吹きつけ
た)、溶接性は良好であるが、稼働させないとき溶接性
は不良であった。しかし、占積率はいずれの場合も99
%で良好であった。
【0037】
【0038】<実施例3>板厚0.5mmのJIS S
60相当材についてロールコーターで下記に示す処理液
Cを鋼板に塗布した後、図4に示すようなヒートパター
ンで高周波加熱方式にて焼き付けを行った。焼付炉は温
度100℃、露点0℃の空気を風速20m/secで吹
きつけることが可能であり、被膜の目付量は0.8g/
2 であった。
【0039】 処理液C 30%重クロム酸カルシウム水溶液 130重量部 アクリル系樹脂エマルジョン(樹脂固形分40%) 30重量部 エチレングリコール 10重量部 硼酸 10重量部
【0040】表3に溶接性試験結果を示す。溶接性試験
は電磁鋼板を積層後100kg/cm2 で加圧し、電流
120A、シールガス:アルゴン6リットル/min、
溶接速度60cm/minにてTIG溶接で行った。
【0041】
【0042】表3に示すように、いずれの昇温速度の場
合にも乾燥空気を吹きつけると溶接は良好であるが、空
気を吹きつけないとき溶接性は不良であった。
【0043】
【発明の効果】かくして、本発明の製造方法によれば、
従来相反する性質とされていた占積率と溶接性を同時に
満足する絶縁被膜電磁鋼板を製造することができる。勿
論、得られた絶縁被膜電磁鋼板の電気絶縁性および打抜
性は損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来法で被膜を形成したときの3次元表面粗
度を示す図である。
【図2】 焼付前に乾燥空気を吹きつけたときの被膜の
3次元表面粗度を示す図である。
【図3】 実施例1における焼付の温度パターンを示す
グラフである。
【図4】 実施例3における焼付の温度パターンを示す
グラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁鋼板の表面に樹脂及びクロム化合物を
    含有する水溶液を塗布後、鋼板の温度が60℃に達する
    までに該鋼板の温度以下の露点を有する気体を塗布面に
    吹きつけた後、焼付けることを特徴とする絶縁被膜付電
    磁鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】気体が空気又は窒素ガスであることを特徴
    とする請求項1に記載の製造方法。
JP8366292A 1992-04-06 1992-04-06 絶縁被膜付電磁鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05287545A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12033776B2 (en) 2021-03-31 2024-07-09 Nippon Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same

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