JPH06102832B2

JPH06102832B2 - 溶接性と密着性に優れた電磁鋼板の電気絶縁皮膜処理方法

Info

Publication number: JPH06102832B2
Application number: JP8767290A
Authority: JP
Inventors: 和年竹田; 喜久司広瀬
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH04176873A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、溶接性、密着性、打抜性、耐錆性に優れた電
磁鋼板の電気絶縁皮膜処理方法に関するものである。

（従来の技術）周知の如く、無方向性電磁鋼板をモーター等の鉄芯に使
用する場合は、所定の形状に打抜いた後、所定枚数積み
重ねて溶接、かしめ、または接着等により固定して積鉄
芯とされるものである。

無方向性電磁鋼板の電気絶縁皮膜としては、無機系、有
機系、無機有機混合系の電気絶縁皮膜が知られており、
この中で無機有機混合系の電気絶縁皮膜が無機系、有機
系の両者の長所を兼ね備え、層間抵抗性、打抜性、密着
性、耐絶縁油性、耐フレオン性、耐熱性を有している。

上記の無機有機混合系の電気絶縁皮膜を有する無方向性
電磁鋼板には、一般に打抜特性に優れたものと、打抜特
性および溶接特性に優れたものがある。後者の打抜特性
および溶接特性に優れた成品は、前者の鋼板表面または
皮膜表面に所定粗さの粗度を付与したもので、この表面
粗度の作用によって積鉄心の溶接性が改善されるもので
あり、これに関しては、例えば特公昭49−19078号公
報、特公昭55−21111号公報、特公昭62−34832号公報等
に開示されている。

上記第１の特公昭49−19078号公報（特許請求の範囲３
参照）の特徴は、無方向性電磁鋼板の表面に、表面粗さ
が２μHmax以上の有機無機混合皮膜を形成したものであ
る。第２の特公昭55−21111号公報記載発明の特徴は、
上記特公昭49−19078号公報において、有機無機混合皮
膜表面に２〜10μHmaxの表面粗度を形成する場合に、粒
径が５〜100μｍの有機樹脂粒子を配合して焼付ける方
法である。更に第３の特公昭62−34832号公報開示技術
の特徴は上記特公昭55−21111号公報において、有機樹
脂粒子を分散性向上剤で表面処理後、エマルジョン樹脂
溶液に添加することである。

（発明が解決しようとする課題）上記、特公昭55−21111号公報において、絶縁皮膜に表
面粗さを付与する１方法として、粒径が５〜100μｍの
有機物粒子を処理液に配合する方法が開示されている
が、処理液中での分散性ならびに鋼板への密着性に問題
があった。

この有機物粒子の処理液中での分散性に問題があると、
長時間安定して所定の表面粗さを有する絶縁皮膜が形成
されず、また有機物粒子が凝集した２次粒子状となって
有機物粒子の鋼板への密着性が悪くなり、絶縁皮膜を有
する電磁鋼板をスリットするさい、テンションパッド等
での締めつけによって有機物粒子が除去され、甚だしい
場合には皮膜そのものが剥離するといった問題を引き起
こすものである。

上記の如く無方向性電磁鋼板をモーター等の鉄芯に使用
する場合は、所定の形状に打抜いた後、所定枚数積み重
ねて溶接、かしめ、または接着等により固定して積鉄心
とされるものであるが、近年、この製造工程は自動化が
進み、有機物粒子の密着性、および表面粗さの緻密性が
ますます重要となり、より優れた密着性、より安定した
表面粗さを有することが重要である。

上記密着性、均一性が劣っていると製造工程中に皮膜が
剥離したり、打抜板の表面に疵がついたり、あるいは、
所定枚数の打抜板を鉄芯に積層時に自動で行う場合、表
面粗さが緻密でないとガイドに引掛かったりして、積層
が困難になったり、或いは腰折れを発生させるものであ
る。

そこでさらにかかる問題を解決するものとして、特公昭
62−34832号公報開示の方法が提案された。この提案
は、いかに効率良く、かついかに均一に有機物粒子を処
理液中に分散させるかについて述べられているが、有機
物粒子の形状、物性については何も言及されておらず、
しかも、自動化された製造工程に要求される電磁鋼板の
特性に対してはなお、有機物粒子の十分な分散性、密着
性が得られたとはいえないところに問題があった。

また、有機物粒子を皮膜中に添加することによって有機
物粒子が凝集し、これによって生じた２次粒子が原因で
第３図写真のようなクラッチを生じ、このクラックが耐
錆性低下の原因となる。

本発明は上記したような有機物粒子を含有する絶縁皮膜
の問題点を解消し、優れた密着性と耐蝕性を付与する処
理方法により打抜特性および溶接性のすぐれた電気絶縁
皮膜を有する無方向性電磁鋼板を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明の要旨は、次の通りで
ある。

電磁鋼板の表面にクロム酸系の１種または２種と、クロ
ム酸金属塩（CrO₃に換算して）１重量部に対して、水分
散性エマルジョン樹脂0.1〜5.0重量部、粒径が２μｍ〜
50μｍの球状有機樹脂粒子0.1〜1.0重量部を主成分とす
る水溶液を薄く均一に塗布した後、焼付け、表面粗さが
R_a（中心線平均粗さ）＝0.5μｍ〜1.5μｍの皮膜を形成
することを特徴とする、溶接性、密着性に優れた電磁鋼
板の電気絶縁皮膜処理方法。

以下、本発明の内容を詳細に説明する。

（本発明で使用する無機化合物）本発明でいうクロム酸系とはカルシウム、マグネシウ
ム、亜鉛の重クロム酸塩または無水クロム酸にカルシウ
ム、マグネシウム、亜鉛等の２価の酸化物、水酸化物、
炭酸塩を溶解したものの１種または２種以上の混合物で
ある。

（本発明で使用するエマルジョン樹脂）本発明で使用するエマルジョン樹脂としてはアクリル酢
ビ、スチレン、ブタジエンの単独または２種以上の共重
合物で酸性側で安定して存在するものが使用される。

（本発明で使用する球状の有機樹脂粒子）本発明で使用する有機樹脂粒子とは２μｍ〜50μｍの球
状の微粉末であり、角ばった表面を持たない、なめらか
な表面を持つ比較的整った形状のものを指し、特に真球
状のものが望ましい。そしてこの主の真球状の有機樹脂
粒子は、例えば特開昭60−212430号に示される方法によ
って得られる。

従来電磁鋼板に使われていた有機樹脂粒子は第１図写真
のように角ばった不規則な形をしているのに対し、本発
明で使用する最適な真球形の有機樹脂粒子は、第２図写
真に示す通り、なめらかな表面を持ち非常に整った形状
をしている。

このような球状の有機樹脂粒子としてはポリエチレン、
ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアクリル、
ポリスチレン、ポリアミド、ベンゾグアナミン、メラミ
ン、ベークライト、ポリアクリロニトリル等の１種また
は２種以上の共重合物または混合物が用いられる。

また、球状有機樹脂の粒径を２μｍ〜50μｍに限定した
理由は２μｍ以下では有効な粗度が得られず、従って充
分な溶接性が得られないためであり、50μｍ以上では密
着性が劣るからである。

（配合比）クロム酸金属塩（CrO₃に換算して）１重量部に対して、
水分散性エマルジョン樹脂量を0.1〜5.0重量部に限定し
た理由であるが、0.1以下では充分な打抜性、皮膜自体
の密着性が得られず、5.0以下では歪取り焼鈍時に皮膜
の剥離を起こして充分な耐熱性が得られない。

また、クロム酸金属塩（CrO₃に換算して）１重量部に対
して、球状有機樹脂量を0.1〜1.0重量部に限定した理由
は、0.1以下では十分な溶接性を発揮するに有効な表面
粗度を得るのが難しく、1.0以上では鋼板表面における
分散性が劣るためである。

尚、本発明に於ける処理液としては以上述べた３成分を
含むことが必須であるが、この他にグリセリン等の還元
剤、コロイド状シリカ等のガラス形成剤、非イオン界面
活性剤等の分散性向上剤を添加してもよい。

（処理法）処理液の配合、塗布、焼付方法であるが、特公昭62−34
832号公報、特公昭62−25750号公報に示されている方
法、或いはこれら以外の方法、例えば、全成分を同時に
混合し、塗布し、焼付けるなどといった、いずれの方法
も採用でき、特別な処理法は必要とせず、処理液をロー
ルコーター等で所定量塗布し、250℃〜700℃の焼付温度
で短時間焼付けるだけでよい。

（塗布量）次の電磁鋼板の表面に形成する絶縁皮膜量は特に限定し
ないが、0.5g/m²〜5g/m²の範囲が適当で0.5g/m²未満で
は十分な打抜性が得られず、一方5g/m²を越えると、歪
取り焼鈍時に絶縁皮膜の剥離の危険性がある。

特に好ましい範囲は1.0〜2.5g/m²である。

（皮膜の表面粗さ）皮膜の表面粗さはRa（中心線平均粗さ）で0.5〜1.5μｍ
に限定する（μHmaxで表示すると約２〜６μHmaxとな
る。）。これは特公昭55−21111号にも示されている如
く、0.5μｍ以下では溶接性が十分ではなく、1.5μｍ以
上では占積率に問題があるためである。

（皮膜の表面状体）球状有機樹脂粒子を含む溶液を電磁鋼の板表面に均一に
塗布し、焼付けると鋼板の表面に従来の樹脂と比べて格
段に優れた均一分散性と優れた粒子の密着性を示す。即
ち、球状有機樹脂粒子はその形状のために溶液中の凝集
が非常に起こりにくく、極めて優れた分散液が得られ
る。その結果、球状有機樹脂粒子は一般的ないずれの塗
布方法によっても均一に鋼板に塗布される。

また、第１図写真（粒子形態を示す電顕1000倍拡大写
真）に示したような、従来電磁鋼板に用いられてきた有
機物粒子を含む処理液を鋼板に焼付けると、第３図写真
（電顕300倍拡大）に表面組織を示すように有機物粒子
の周囲にひび割れを生じこのために有機物粒子の密着性
が低下するのに対し、第２図写真（粒子形態を示す電顕
1000倍拡大写真）に示すような真球状有機樹脂粒子の場
合には、第４図写真（電顕300倍拡大）に表面組織を示
すようにかようなひび割れを生じないために極めて優れ
た密着性と耐錆性を示す。なお、第３図、第４図の写真
は450℃×60sec.で焼付けを行った後の表面状況を示し
ている。

すでに述べた如く、本発明に使用される球状有機樹脂粒
子の粒径は２μｍ〜50μｍの範囲であり、その添加量は
クロム酸金属塩（CrO₃に換算して）１重量部に対して、
0.1〜1.0重量部に限定される。この条件において、溶接
性、密着性、打抜性、耐錆性に優れた粗さが0.5μｍ〜
1.5μｍの微細な凹凸を有する表面状態が得られる。

（実施例）次に本発明の実施例および比較例を説明する。電磁鋼板
（2.0％Si含有、板厚0.5mm、表面粗さRa0.22μｍ）の表
面に、次記する処理液ＡからＥを塗布しゴムロールで絞
り、450℃に設定した焼鈍炉で60秒間焼付けた。この試
料とその後、dry窒素雰囲気で、750℃×２時間歪取り焼
鈍を行った試料について試験を行った。

以上の実施例と比較例の結果を第２表に示す。第２表か
らも明らかな如く、本実施例によれば、優れた溶接性、
密着性、打抜性、耐錆性を持つ電磁鋼板の皮膜が得られ
た。

（発明の効果）以上詳述した如く、本発明方法によれば、優れた溶接
性、密着性、打抜性および耐錆性を持つ電気絶縁皮膜を
有する電磁鋼板が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図写真は従来の無方向性電磁鋼板の表面処理に使わ
れていた有機樹脂の粒子構造を示す電子顕微鏡写真、第
２図写真は本発明に使用される有機樹脂の粒子構造を示
す電子顕微鏡写真、第３図写真、第４図写真はそれぞれ
第１図写真および第２図写真に示される有機樹脂粒子を
使用して焼付けた後の皮膜の粒子構造を示す電子顕微鏡
表面組織写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁鋼板の表面にクロム酸系の１種または
２種と、クロム酸金属塩（CrO₃に換算して）１重量部に
対して、水分散性エマルジョン樹脂0.1〜5.0重量部、粒
系が２μｍ〜50μｍの球状有機樹脂粒子0.1〜1.0重量部
を主成分とする水溶液を薄く均一に塗布した後、焼付
け、表面粗さがR_a（中心線平均粗さ）＝0.5μｍ〜1.5μ
ｍの皮膜を形成することを特徴とする、溶接性、密着性
に優れた電磁鋼板の電気絶縁皮膜処理方法。