JPH06102833B2

JPH06102833B2 - すべり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: JPH06102833B2
Application number: JP2087673A
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: JPH04218677A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高い占積率を有し、優れた打抜性と密着性を
持ち、歪取り焼鈍後にも優れたすべり性を発揮する電磁
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歪取り焼鈍を行
い、所定枚数積み重ね溶接、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、前者の成品に鋼板表面
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依って積層鉄芯の溶接性が改善され
るものである。

前者に関して、例えば特公昭50−15013号公報等があ
り、また後者に関するものとしては、例えば特公昭49−
19078号公報（特許請求の範囲３）、特公昭55−21111号
公報、特公昭62−34832号公報等がある。

上記特公昭50−15013号公報には、処理液を安定化する
ために、処理液中に２価の金属の酸化物等を添加するこ
とが記載されており、上記特公昭49−19078号公報（特
許請求の範囲３）に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こと
が開示されている。また、上記特公昭55−21111号公報
には、上記特公昭49−19078号公報記載の発明におい
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を提示している。更に特公昭62−
34832号公報には、上記特公昭55−21111号公報提示技術
において、有機樹粒子を分散性向上剤で表面処理後、エ
マサジョン樹脂溶液に添加することを明らかにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記の打抜特性の優れた電気絶縁皮膜を有す
る無方向性電磁鋼板は、歪取り焼鈍後のすべり性に難点
があった。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歪取り
焼鈍を行い、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が、この
製造工程は近年自動化が発達し、歪取り焼鈍後の打抜板
は、製造工程中のガイド上でのすべり性、打抜板積層時
の打抜板間のすべり性を有することが重要である。

上記すべり性が劣っていると、製造工程中のガイド上を
スムーズに移動しなかったり、打抜板の表面に疵がつい
たり、或いは皮膜を剥離したりするものである。一方、
鉄芯に積層時に所定枚数の打抜板の断面を自動矯正機で
整える場合、すべり性が悪いと、打抜板の断面を疵つけ
たり、或いは腰折れを発生さるものである。勿論、この
工程中で電気絶縁皮膜が剥離してはならないので、優れ
た密着性も必要である。

無方向性電磁鋼板の電気絶縁皮膜のすべり性を改良する
方法について特開昭49−13048号公報に開示されてい
る。この要旨とすることろは、無機有機混合系の処理液
中に、ポリビニルアルコールおよびリグニンスルホン酸
を所定量含有させ、歪取り焼鈍中にカーボン化すること
によりすべり性を発揮させようとするものである。

上記特開昭49−13048号の出願は、本出願人によるもの
であるが、本発明者等はこの公報に開示された技術の実
験を種々実施したが、現在の自動化されたこ製造工程へ
の適用には充分に有効であるとはいえない。

尚、上記特公昭49−19078号公報（特許請求の範囲３）
等に示されている有機樹脂粒子を配合して電気絶縁皮膜
の表面に所定粗さの粗度を付与したものは、歪取り焼鈍
後のすべり性は良好であるが、有機樹脂粒子の密着性が
悪くまた、占積率が劣るという難点を有するものであ
る。

また鋼板に従来の有機樹脂粒子を含む処理液を焼付けた
場合、第３図写真に示すようにクラックが発生し、耐蝕
性の低下の原因の１つとなっている。

本発明は、上記した有機物粒子を含有する絶縁皮膜の問
題点を解決するものであり、高い占積率と共に優れた密
着性および歪取り焼鈍後の優れたすべり性を付与する処
理方法によって、打抜特性の優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）上記課題を解決するたるの本発明の手段し、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0.01〜0.3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Ra（中心線平均粗さ）＝0.3μｍ〜0.5μｍ未満の皮膜
を形成することを特徴とする歪取り焼鈍後に優れた密着
性とすべり性を発揮する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。

（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
状のものが望まして。そしてこの種の真球状の有機樹脂
粒子は、例えば特開昭60−212430号公報に示されている
方法によってえられる。

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
する最適な真球状の有機樹脂粒子は第２図粒子形態写真
（電顕300倍拡大）に示す通り、非常に整った真球状の
ものを指す。

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
分なすべり性が得られ無いためであり、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以上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0.01〜0.3重量部に限定した理
由は、0.01以下ではすべり性を発揮するに有効な表面粗
度を得るのが難しく、0.3以上では占積率が劣るためで
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、焼付け方法であるが、特公昭62−
34832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℃の焼付け温
度で短時間焼付けるだけでよい。

（塗布量）次に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を超えると、歪
取り焼鈍時に絶縁皮膜の剥離の危険性があり、占積率も
劣る。

特に好ましい範囲は1.0〜2.5g/m²である。

（皮膜の表面粗度）球状有機樹脂粒子を含む溶液を電磁鋼板の表面に均一に
塗布し、焼付けると鋼板の表面に従来の樹脂と比べて格
段にすぐれた均一分散性と優れた粒子の密着性を示す。
その結果、第４図の組織写真（電顕300倍拡大）に示す
ように鋼板表面に非常に微細な凹凸が形成され、かよう
な表面状態が優れたすべり性と密着性を発揮する。

尚、表面粗度がRaで0.3μｍ未満では充分なすべり性を
得ることが難しく、0.5μｍ以上では占積率が劣る。

これに対し、第１図写真（粒子形態を示す電顕（1000
倍）写真）に示したような、従来電磁鋼板に用いられて
きた有機微粒子では微細な凹凸が得られず、第３図の表
面組織写真（電顕300倍）に示すように粗い、不規則な
表面状態となり粒子の密着性や占積率が低下する。

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、
0.01〜0.3重量部に限定される。この条件において、す
べり性、占積率、打抜性に優れた、粗さが0.3μｍから
0.5μｍの微細な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ｇ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した。

以上の実験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、優れたすべり
性、密着性、占積率を持つ電磁鋼板の皮膜が得られた。

すべり性の測定には、市販の表面性測定機を用いた。測
定条件は垂直荷重100gとし、φ10mmアルミナボールを用
いて、移動速度20mm/sec、大気中で行った。評価は10回
の繰り返し往復摩擦の後、表面に皮膜の剥がれや大きな
疵の残らなかったサンプルを合格とし、アルミナボール
が引掛かったり地鉄が現れる程の疵が付いたサンプルは
不合格とした。

（発明の効果）以上詳述した如く、本発明方法によれば、優れたすべり
性、密着性および占積率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図の電子顕微鏡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図、第
２図の電子顕微鏡写真は本発明に使用される真球体の有
機樹脂の粒子構造を示す図、第３図および第４図の顕微
鏡写真は、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鋼板に焼付けた後の粒子構
造を示す電子顕微鏡写真である。

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
径が２μｍ〜50μｍの球状有機樹脂粒子0.01〜0.3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Ra（中心線平均粗さ）＝0.3μｍ〜0.5μ
ｍ未満の皮膜を形成することを特徴とする歪取り焼鈍後
に優れた密着性とすべり性を発揮する電磁鋼板の電気絶
縁皮膜処理方法。