JPH07278832A - Grain-oriented silicon steel sheet low in iron loss and its production - Google Patents

Grain-oriented silicon steel sheet low in iron loss and its production

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JPH07278832A
JPH07278832A JP7515194A JP7515194A JPH07278832A JP H07278832 A JPH07278832 A JP H07278832A JP 7515194 A JP7515194 A JP 7515194A JP 7515194 A JP7515194 A JP 7515194A JP H07278832 A JPH07278832 A JP H07278832A
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steel sheet
iron loss
silicon steel
oxide precursor
coating
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Abstract

PURPOSE:To produce a grain-oriented silicon steel sheet with the iron loss improved by forming a chemically stable coating film imparting a high tension to the steel sheet on the surface of the steel sheet. CONSTITUTION:A coating film consisting essentially of aluminum borate and borosilcate glass or a coating film consisting essentially of aluminum borate, iron borate and borosilicate glass is formed on the outermost surface of a steel sheet. A high tension is especially effectively imparted by the coating film contg. crystalline aluminum borate. A suspension contg. boric acid, an aluminum oxide precursor compd. and a silicon oxide precursor compd. is applied and baked at a specified temp. to form the oxide coating film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、化学的に安定で、鋼板
に大きな張力を付与する被膜を表面に有することによ
り、鉄損が低減された一方向性珪素鋼板、およびその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a unidirectional silicon steel sheet having reduced iron loss by having a coating film which is chemically stable and imparts a large tension to the steel sheet, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方向性珪素鋼板は、(110),〔0
01〕を主方位とする結晶組織を有し、磁気鉄芯材料と
して多用されており、特にエネルギーロスを少なくする
ために鉄損の小さい材料が求められている。一方向性珪
素鋼板の鉄損を低減する手段としては、仕上げ焼鈍後の
鋼板表面にレーザービームを照射して局部的な歪を与
え、それによって磁区を細分化する方法が特開昭58−
26405号公報に開示されている。また鉄芯加工後の
歪取り焼鈍(応力除去焼鈍)を施した後もその効果が消
失しない磁区細分化手段が、例えば特開昭62−861
75号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art One-directional silicon steel sheets are (110), [0
[01] is mainly used as a magnetic iron core material, and a material having a small iron loss is required to reduce energy loss. As a means for reducing the iron loss of a unidirectional silicon steel sheet, there is a method of irradiating a laser beam on the surface of the steel sheet after finish annealing to give a local strain, and thereby subdividing the magnetic domain.
It is disclosed in Japanese Patent No. 26405. Further, there is a magnetic domain subdivision means which does not lose its effect even after strain relief annealing (stress relief annealing) after iron core processing is disclosed in, for example, JP-A-62-861.
No. 75 publication.

【0003】一方で、鉄および珪素を含有する鉄合金は
結晶磁気異方性が大きいため、外部張力を付加すると磁
区の細分化が起こり、鉄損の主要素である渦電流損失を
低下させることができる。したがって、5%以下の珪素
を含有する一方向性珪素鋼板の鉄損の低減には鋼板に張
力を付与することが有効であり、1.5kgf/mm2 程度ま
での張力付与によって効果的に鉄損が低減できることが
知られている。この張力は通常、表面に形成された被膜
によって付与される。
On the other hand, since iron alloys containing iron and silicon have large crystal magnetic anisotropy, application of external tension causes subdivision of magnetic domains, which reduces eddy current loss which is a main factor of iron loss. You can Therefore, it is effective to apply tension to the steel sheet in order to reduce the iron loss of the unidirectional silicon steel sheet containing 5% or less of silicon, and it is effective to apply the tension up to about 1.5 kgf / mm 2. It is known that the loss can be reduced. This tension is usually applied by the film formed on the surface.

【0004】従来、一方向性珪素鋼板には、仕上げ焼鈍
工程で鋼板表面の酸化物と焼鈍分離剤とが反応して生成
するフォルステライトを主体とする1次被膜、および特
開昭48−39338号公報等に開示されたコロイド状
シリカとりん酸塩とを主体とするコーティング液を焼き
付けることによって生成する2次被膜の2層の被膜によ
って板厚0.23mmの場合で1.0kgf/mm2 程度の張力
が付与されている。したがって、これら現行被膜の場
合、より大きな張力付与による鉄損改善の余地は残され
ているものの、被膜を厚くすることによる付与張力の増
加は占積率の低下をもたらすため好ましくない。
Conventionally, for unidirectional silicon steel sheets, a primary coating mainly composed of forsterite formed by a reaction between an oxide on the surface of the steel sheet and an annealing separator in the finish annealing step, and Japanese Patent Laid-Open No. 48-39338. 1.0 kgf / mm 2 when the plate thickness is 0.23 mm due to the two-layer coating of the secondary coating formed by baking the coating liquid mainly containing colloidal silica and phosphate disclosed in Japanese Patent Publication No. Some tension is applied. Therefore, in the case of these existing coatings, there is still room for iron loss improvement by applying a larger tension, but increasing the applied tension by thickening the coating leads to a decrease in space factor, which is not preferable.

【0005】また、一方向性珪素鋼板の鉄損を改善する
もうひとつの方法として、仕上げ焼鈍後の鋼板表面の凹
凸や表面近傍の内部酸化層を除去して鏡面仕上げを行
い、その表面に金属メッキを施す方法が特公昭52−2
4499号公報に、さらにその表面に張力被膜を形成す
る方法が例えば特公昭56−4150号公報、特開昭6
1−201732号公報、特公昭63−54767号公
報、特開平2−213483号公報等に開示されてい
る。これらの場合においても、被膜による鋼板への張力
付与の大きい方が鉄損改善効果が大きい。
As another method for improving the iron loss of a unidirectional silicon steel sheet, the unevenness of the surface of the steel sheet after finish annealing and the internal oxide layer near the surface are removed to give a mirror finish, and the surface is made of metal. The method of plating is Japanese Patent Publication Sho 52-2
4499 discloses a method of further forming a tension film on the surface thereof, for example, JP-B-56-4150 and JP-A-6-61.
No. 1-201732, Japanese Patent Publication No. 63-54767, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-213483. Even in these cases, the larger the tension applied to the steel sheet by the coating, the greater the iron loss improving effect.

【0006】これらのことから、密着性に優れ、薄くて
鋼板に大きな張力が付与できる被膜が望まれていた。こ
れに対して発明者らは、主成分としてほう酸アルミニウ
ム、あるいはほう酸アルミニウム結晶と非晶質酸化物と
が混在した被膜を表面に有する方向性電磁鋼板を提案し
てきた。しかしながら、これらの被膜においては、化学
的安定性が若干劣る場合があり、また特に鏡面仕上げを
行った鋼板に対しては、製造条件によっては被膜との界
面に酸化層が形成され、良好な特性の一方向性珪素鋼板
が得られない場合があった。
From these things, a coating film which is excellent in adhesiveness, thin, and capable of imparting a large tension to a steel sheet has been desired. On the other hand, the present inventors have proposed a grain-oriented electrical steel sheet having aluminum borate as a main component, or a coating on which aluminum borate crystals and an amorphous oxide are mixed on the surface. However, in these coatings, the chemical stability may be slightly inferior, and particularly for a steel sheet that has been mirror-finished, an oxide layer is formed at the interface with the coating, depending on the manufacturing conditions, and good properties are obtained. In some cases, a unidirectional silicon steel sheet could not be obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術における問題点を解決し、化学的に安定で、鋼板に
大きな張力を付与する被膜を表面に有することにより、
鉄損が低減された一方向性珪素鋼板、およびその製造方
法を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves these problems in the prior art and has a coating film which is chemically stable and imparts a large tensile force to the steel sheet.
An object of the present invention is to provide a unidirectional silicon steel sheet with reduced iron loss and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板最表面
に、ほう酸アルミニウム、およびほう珪酸ガラスを主成
分とする被膜を、仕上げ焼鈍が完了した鋼板表面に形成
してなる一方向性珪素鋼板を要旨とする。また、鋼板最
表面に、ほう酸アルミニウム、ほう酸鉄、およびほう珪
酸ガラスを主成分とする被膜を有してなる低鉄損一方向
性珪素鋼板を要旨とする。なかでも、ほう酸アルミニウ
ムがAlx y 3(x+y)/2(0.1≦(y/x)≦5)
なる化学式で表記される結晶質ほう酸アルミニウムであ
る上記被膜を形成した低鉄損一方向性珪素鋼板を要旨と
する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a unidirectional silicon steel sheet formed by forming a coating film containing aluminum borate and borosilicate glass as the main components on the outermost surface of the steel sheet on the surface of the steel sheet that has undergone finish annealing. Is the gist. Further, the gist is a low iron loss unidirectional silicon steel sheet having a coating film containing aluminum borate, iron borate, and borosilicate glass as the main components on the outermost surface of the steel sheet. Among them, aluminum borate is Al x B y O 3 (x + y) / 2 (0.1 ≦ (y / x) ≦ 5)
The gist is a low iron loss unidirectional silicon steel sheet formed with the above-mentioned coating which is crystalline aluminum borate represented by the following chemical formula.

【0009】さらにその製造方法として、ほう酸、酸化
アルミニウム前駆体化合物、酸化珪素前駆体化合物を含
有する懸濁液を、仕上げ焼鈍が完了した一方向性珪素鋼
板表面に塗布、500〜1350℃の温度で焼き付け、
酸化物被膜を形成せしめること、また、鉄化合物を加え
た懸濁液を用い、同様のプロセスによって酸化物被膜を
形成せしめることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板
の製造方法を要旨とする。また、上記鋼板の製造方法に
おいて、酸化アルミニウム前駆体化合物として酸化アル
ミニウム前駆体ゾル、酸化珪素前駆体化合物として酸化
珪素前駆体ゾルを用いることを特徴とする方法を要旨と
する。さらに酸化珪素前駆体ゾルとしてSiO2 ・nH
2 O、またはSiOp (OH)q なる化学式で表記され
るシリカゾル、および/またはコロイダルシリカ、なか
でも特に、アルキルシリケート、および/またはアルキ
ルシリケート加水分解物を用いる、鉄損の低い一方向性
珪素鋼板の製造方法を要旨とする。
Further, as a manufacturing method thereof, a suspension containing boric acid, an aluminum oxide precursor compound, and a silicon oxide precursor compound is applied to the surface of the unidirectional silicon steel sheet on which finish annealing has been completed, and the temperature is 500 to 1350 ° C. Burn with
A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet is characterized in that an oxide film is formed, and an oxide film is formed by a similar process using a suspension containing an iron compound. To do. Further, the gist of the method for producing a steel sheet is that the aluminum oxide precursor sol is used as the aluminum oxide precursor compound and the silicon oxide precursor sol is used as the silicon oxide precursor compound. Further, as a silicon oxide precursor sol, SiO 2 · nH
Silica sol represented by the chemical formula of 2 O or SiO p (OH) q , and / or colloidal silica, in particular, an alkyl silicate and / or an alkyl silicate hydrolyzate, which is a unidirectional silicon with low iron loss. The gist is the method of manufacturing a steel sheet.

【0010】[0010]

【作用】本発明の一方向性珪素鋼板は、最表面にほう酸
アルミニウム、およびほう珪酸ガラスを主成分とする被
膜を有している。従来より、電磁鋼板への張力付与には
熱膨張係数の小さい被膜材質を選択し、鋼板との熱膨張
係数差によって冷却時に生じる応力を利用していた。し
かしながら、熱膨張係数差だけではなく、被膜材質のヤ
ング率も鋼板への張力付与に影響を及ぼす因子であるこ
とが指摘されている。
The unidirectional silicon steel sheet of the present invention has a coating film containing aluminum borate and borosilicate glass as the main components on the outermost surface. Conventionally, a film material having a small coefficient of thermal expansion is selected for applying tension to an electromagnetic steel sheet, and stress generated during cooling due to a difference in coefficient of thermal expansion from the steel sheet is used. However, it has been pointed out that not only the difference in thermal expansion coefficient, but also the Young's modulus of the coating material is a factor that influences the application of tension to the steel sheet.

【0011】本発明の被膜成分のうち、ほう酸アルミニ
ウムは前記要件を満たし、鋼板への大きな張力付与をも
たらしていると推定される。一般にほう酸アルミニウム
と呼ばれるAl2 3 −B2 3 系酸化物は9Al2
3 ・B2 3 ,2Al2 3・B2 3 の2つの平衡相
化合物が存在し、鋼板への張力付与に効果的であること
を見いだした。しかしながら、ほう酸アルミニウムは、
製造条件によっては前述の2つの平衡相のほかに両者の
中間組成、あるいはその近傍の組成を取る場合がある。
これは、2つの平衡相が同じ結晶構造を持ち、格子定数
がほぼ同じであるためAl,Bの各イオンサイト間で容
易に置換が生じ、準安定相を形成するためであると考え
ている。
Among the coating components of the present invention, it is presumed that aluminum borate satisfies the above requirements and brings a large amount of tension to the steel sheet. Al 2 O 3 —B 2 O 3 -based oxide generally called aluminum borate is 9Al 2 O.
It has been found that there are two equilibrium phase compounds of 3 · B 2 O 3 and 2Al 2 O 3 · B 2 O 3 , and they are effective in imparting tension to the steel sheet. However, aluminum borate
Depending on the production conditions, in addition to the above-mentioned two equilibrium phases, an intermediate composition of the two or a composition in the vicinity thereof may be taken.
This is because the two equilibrium phases have the same crystal structure and the lattice constants are almost the same, so that the substitution easily occurs between Al and B ion sites to form a metastable phase. .

【0012】このような準安定相を形成する組成比とし
て、Alx y 3(x+y)/2で表記した場合に0.1≦
(y/x)≦5の範囲であることを見い出し、このいず
れであっても全く問題がなく、効果的に張力が付与でき
ることを確認した。このうち、特に張力付与に効果的な
組成として、0.1≦(y/x)≦2が好ましく、より
好ましくは0.2≦(y/x)≦1の組成範囲である。
これらのほう酸アルミニウムは、通常、組成とはあまり
関係なく数nm〜数十nm以上の結晶子サイズとなる場合が
多く、大きな張力付与のためには結晶質であることが好
ましい。一方で、ほう酸アルミニウムが十分な結晶性を
有しておらず、非晶質に近い状態であった場合、鋼板へ
の付与張力は結晶質であった場合と比較して低下するも
のの、従来被膜と比較してはるかに大きな張力付与が可
能であるため、本発明の態様として特に支障なく用いら
れる。
[0012] As the composition ratio for forming such a metastable phase, 0.1 ≦ when expressed in Al x B y O 3 (x + y) / 2
It was found that (y / x) ≦ 5, and it was confirmed that any of these had no problem and that the tension could be effectively applied. Among these, 0.1 ≦ (y / x) ≦ 2 is preferable, and 0.2 ≦ (y / x) ≦ 1 is more preferable as a composition particularly effective for imparting tension.
Usually, these aluminum borates often have a crystallite size of several nm to several tens of nm or more regardless of the composition, and are preferably crystalline in order to give a large tension. On the other hand, when aluminum borate does not have sufficient crystallinity and is in a state close to amorphous, the tension applied to the steel sheet is lower than that in the case of being crystalline, but the conventional coating Since a much larger tension can be applied as compared with the above, it can be used as a mode of the present invention without any trouble.

【0013】本発明の一方向性珪素鋼板表面の被膜に
は、ほう珪酸ガラスも主成分として含有する。これは塗
布液中のほう酸と酸化珪素前駆体および/または鋼板成
分中の珪素とが反応して生成したものであるが、被膜中
においてはマトリックス様相として存在している場合が
多いと考えられ、ほう酸アルミニウム成分を主体とした
被膜に散見される微小気孔等を低減させている。この効
果により、焼き付け時に生じる界面酸化の問題を緩和し
ていると推定している。
The film on the surface of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention also contains borosilicate glass as a main component. This is generated by the reaction of boric acid in the coating liquid with the silicon oxide precursor and / or silicon in the steel plate component, but it is considered that it often exists as a matrix-like phase in the coating film. It reduces the micropores and the like that are found in the coating mainly composed of aluminum borate. It is estimated that this effect alleviates the problem of interfacial oxidation that occurs during baking.

【0014】ほう珪酸ガラスの主成分はほう素と珪素で
あるが、これ以外に他の成分が混入している場合であっ
ても一向に差し支えない。これらは、被膜中の他の成
分、また不純物等から不可避的に混入する場合、あるい
は塗布液中に意図的に添加する場合とがある。成分とし
ては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属元素
等が一般的であるが、他にもガラス形成酸化物元素、修
飾酸化物元素等が考えられる。なかでは、Feのように
ガラス中に混入することで被膜全体の化学的安定性を高
める効果を有する元素もあり、塗布液中に添加すること
で積極的に被膜の特性を改善することができる。
The main components of borosilicate glass are boron and silicon, but there is no problem even if other components are mixed in. These may be inevitably mixed with other components in the coating film, impurities, or the like, or may be intentionally added to the coating liquid. As components, alkali metals, alkaline earth metals, transition metal elements and the like are generally used, but glass forming oxide elements, modifying oxide elements and the like are also conceivable. Among them, some elements such as Fe have the effect of increasing the chemical stability of the entire coating by being mixed in the glass, and the characteristics of the coating can be positively improved by adding them to the coating solution. .

【0015】本発明の一方向性珪素鋼板表面の被膜中に
は、ほう酸アルミニウム、ほう珪酸ガラスを主成分とし
て含有しているが、ここでいう主成分とは、被膜全体に
対する体積割合にして50%以上を指している。より好
ましい含有率としては、同様に被膜全体に対する体積割
合として70%以上である。被膜中において、主成分以
外の成分については特に限定を受けるものではないが、
一般的にはアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属
等の結晶質化合物である。特に、鉄の結晶質化合物の含
有は被膜の化学的安定性を著しく高めることができる。
なかでも、ほう酸鉄(Fe3 BO5 )をほう酸アルミニ
ウム、ほう珪酸ガラスと同様に被膜中に主成分として含
有することで、鋼板への大きな張力付与、被膜の化学的
安定性、界面酸化抑制のいずれにも大きな効果を有する
良好な被膜が得られる。
The coating on the surface of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention contains aluminum borate and borosilicate glass as main components, and the main component here is 50 in terms of volume ratio to the entire coating. % Or more. A more preferable content ratio is 70% or more as a volume ratio to the entire coating film. In the coating, the components other than the main component are not particularly limited,
Generally, it is a crystalline compound such as an alkali metal, an alkaline earth metal or a transition metal. In particular, the inclusion of a crystalline iron compound can significantly enhance the chemical stability of the coating.
Above all, by containing iron borate (Fe 3 BO 5 ) as a main component in the coating as in the case of aluminum borate and borosilicate glass, it is possible to impart a large tension to the steel sheet, chemically stabilize the coating, and suppress interfacial oxidation. A good coating having a large effect can be obtained.

【0016】被膜中の主成分であるほう酸アルミニウム
とほう珪酸ガラスとの含有割合は、より大きな被膜張力
が得られるという観点から、ほう酸アルミニウムが、ほ
う酸アルミニウムとほう珪酸ガラスとを合わせたものに
対する体積割合にして60%以上、好ましくは80%以
上である。また、ガラス成分が極端に少ないと前述の優
れた被膜特性が得られないため、好ましいガラス成分の
量として、ほう酸アルミニウムとほう珪酸ガラスとを合
わせたものに対する体積割合にして5%以上、好ましく
は10%以上である。また、ほう酸鉄を含有する場合に
おいては、3種の主成分がそれぞれ最低でも主成分全体
に対する体積割合で5%以上含有していることが好まし
く、さらに好ましくは10%以上である。
The content ratio of aluminum borate and borosilicate glass, which are the main components in the coating, is such that aluminum borate has a volume relative to that of aluminum borate and borosilicate glass combined from the viewpoint that a larger coating tension can be obtained. The ratio is 60% or more, preferably 80% or more. Further, if the glass component is extremely small, the above-mentioned excellent coating properties cannot be obtained. Therefore, the preferable amount of the glass component is 5% or more, preferably 5% or more by volume ratio to the total amount of aluminum borate and borosilicate glass. It is 10% or more. When iron borate is contained, the content of each of the three main components is preferably 5% or more, and more preferably 10% or more, in terms of the volume ratio to the whole main component.

【0017】本発明の一方向性珪素鋼板の態様として、
鋼板最表面に上述の被膜を有しているが、被膜を形成し
ている母材鋼板については、2次再結晶が完了している
ものであれば特に制限を受けない。通常、母材として一
般的に用いられている鋼板は、仕上げ焼鈍(2次再結晶
焼鈍)時に形成されたフォルステライト質の1次被膜を
有する鋼板、1次被膜を酸洗等の方法によって除去し、
金属表面を露出させた鋼板、あるいはさらにその表面を
研磨等によって平坦化した鋼板、フォルステライト質被
膜が生成しない条件下で仕上げ焼鈍(2次再結晶焼鈍)
を行い、金属表面を露出させた鋼板、あるいはさらにそ
の表面を平坦化した鋼板等である。本発明の一方向性珪
素鋼板の被膜は、厚すぎる場合には占積率が低下するた
め目的に応じてできるだけ薄いものが良く、鋼板厚さに
対して5%以下の厚さが好ましい。より好ましくは2%
以下である。また張力付与の観点からは、極端に薄くて
は十分な効果が得られず、0.1μm以上が好ましい。
As an embodiment of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention,
Although the above-mentioned coating is provided on the outermost surface of the steel sheet, the base material steel sheet on which the coating is formed is not particularly limited as long as secondary recrystallization is completed. Generally, a steel sheet generally used as a base material is a steel sheet having a forsterite primary coating formed during finish annealing (secondary recrystallization annealing), and the primary coating is removed by a method such as pickling. Then
Steel plate with exposed metal surface, or steel plate whose surface is further flattened by polishing, etc., finish annealing (secondary recrystallization annealing) under the condition that forsterite coating is not formed
And a steel plate whose metal surface is exposed or whose surface is further flattened. If the coating film of the unidirectional silicon steel sheet of the present invention is too thick, the space factor decreases, so that the coating film should be as thin as possible according to the purpose, and a thickness of 5% or less based on the steel sheet thickness is preferable. More preferably 2%
It is the following. Further, from the viewpoint of applying tension, if it is extremely thin, a sufficient effect cannot be obtained, and 0.1 μm or more is preferable.

【0018】続いて以下に、本発明の一方向性珪素鋼板
を好適に製造する方法について述べる。ほう酸、酸化ア
ルミニウム前駆体化合物、酸化珪素前駆体化合物を含む
懸濁液を作製する。ほう酸はH3 BO3 で表されるオル
トほう酸が作業性、価格等の点から最も好ましいが、H
BO2 で表されるメタほう酸、B2 3 で表される酸化
ほう素、あるいはこれらの混合物も用いることができ
る。酸化アルミニウムはもとより、ベーマイトのような
Al2 3 ・mH2 Oで表記される酸化アルミニウムの
水和物、水酸化アルミニウム等を指す。
Next, a method for suitably manufacturing the unidirectional silicon steel sheet of the present invention will be described below. A suspension containing boric acid, an aluminum oxide precursor compound, and a silicon oxide precursor compound is prepared. Boric acid is most preferably orthoboric acid represented by H 3 BO 3 in terms of workability and price, but H
Metaboric acid represented by BO 2 , boron oxide represented by B 2 O 3 , or a mixture thereof can also be used. Not only aluminum oxide but also aluminum oxide hydrate such as boehmite represented by Al 2 O 3 .mH 2 O, aluminum hydroxide and the like.

【0019】また硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム
をはじめとする各種のアルミニウム塩類も好適に用いら
れる。酸化珪素前駆体化合物も同様に焼き付け後に酸化
珪素となる化合物の総称であり、酸化珪素の水和物、酸
化水酸化珪素、各種珪素化合物等が好適に用いられる。
これらの原料を分散媒に分散させて懸濁液(スラリー)
を作製する。分散媒は水が最も好適であるが、他の工程
で特に支障がなければ有機溶媒、あるいはこれらの混合
物が使用できる。スラリーを作製した時点で原料中のあ
る種のものは溶解する可能性があるが、これは一向に差
し支えない。
Various aluminum salts such as aluminum nitrate and aluminum chloride are also preferably used. Similarly, the silicon oxide precursor compound is also a general term for compounds that become silicon oxide after baking, and hydrates of silicon oxide, silicon oxyhydroxide, various silicon compounds and the like are preferably used.
A suspension (slurry) in which these raw materials are dispersed in a dispersion medium.
To make. Water is most suitable as the dispersion medium, but an organic solvent or a mixture thereof can be used unless there is any particular problem in other steps. Some of the raw materials may be dissolved at the time of making the slurry, but this is all right.

【0020】こうして得たスラリーをロールコーター等
のコーター、ディップ法、スプレー吹き付け、あるいは
電気泳動等、従来公知の方法によって仕上げ焼鈍が完了
した一方向性珪素鋼板表面に塗布する。ここでいう仕上
げ焼鈍が完了した鋼板とは、:従来公知の方法で仕上
げ焼鈍を行って、表面にフォルステライト質の1次被膜
が形成された鋼板、:1次被膜および付随的に生成し
ている内部酸化層を酸に浸漬して除去した鋼板、:
で得た鋼板に水素中で平坦化焼鈍を施した鋼板、あるい
は化学研磨、電解研磨等の研磨を施した鋼板、:被膜
生成に対して不活性であるアルミナ粉末等、または塩化
物等の微量添加物を添加した従来公知の焼鈍分離剤を塗
布し、1次被膜を生成させない条件下で仕上げ焼鈍を行
った鋼板、等を指す。
The slurry thus obtained is applied to the surface of the unidirectional silicon steel sheet which has been subjected to finish annealing by a conventionally known method such as a coater such as a roll coater, a dipping method, spraying, or electrophoresis. The steel sheet that has been subjected to finish annealing as used herein means: a steel sheet having a forsterite primary coating formed on its surface by performing finish annealing by a conventionally known method: a primary coating and incidentally formed Steel plate with internal oxide layer removed by immersion in acid:
Steel plate obtained by performing flattening annealing in hydrogen on the steel plate obtained in 1., or steel plate subjected to polishing such as chemical polishing or electrolytic polishing: Alumina powder or the like which is inactive against film formation, or trace amount of chloride It refers to a steel sheet, etc., to which a conventionally known annealing separator containing additives is applied and finish annealing is performed under the condition that a primary coating is not formed.

【0021】塗布後の鋼板を乾燥後、500〜1350
℃で焼き付けることによって表面に酸化物被膜を形成す
る。焼き付け時の雰囲気は窒素等の不活性ガス雰囲気、
窒素−水素混合雰囲気等の還元性雰囲気が好ましく、空
気、あるいは酸素を含む雰囲気は鋼板を酸化させる可能
性があり好ましくない。雰囲気ガスの露点については特
に制限はない。焼き付け温度は500℃未満の場合、塗
布した前駆体が酸化物とならない場合があり、また焼き
付け温度が低いため十分な張力が発現せず好ましくな
い。一方、1350℃を超える場合、特に大きな不都合
はないものの経済的でなく、より好ましくは1250℃
以下である。
After the coated steel sheet is dried, 500 to 1350
An oxide film is formed on the surface by baking at ° C. The atmosphere during baking is an inert gas atmosphere such as nitrogen,
A reducing atmosphere such as a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere is preferable, and an atmosphere containing air or oxygen may undesirably oxidize the steel sheet. There is no particular limitation on the dew point of the atmospheric gas. When the baking temperature is less than 500 ° C., the applied precursor may not become an oxide, and since the baking temperature is low, sufficient tension is not exhibited, which is not preferable. On the other hand, when the temperature exceeds 1350 ° C, it is not economical but not particularly disadvantageous, and more preferably 1250 ° C.
It is the following.

【0022】本発明のもうひとつの製造方法は、ほう
酸、酸化アルミニウム前駆体化合物、酸化珪素前駆体化
合物に鉄の化合物を含む懸濁液を塗布液として用いる方
法である。ここで使用する鉄の化合物は、焼き付け後に
酸化鉄となる化合物であれば特に支障なく用いることが
でき、例えば酸化鉄、Fe2 3 ・aH2 Oのような酸
化水酸化鉄、水酸化鉄はもとより、硝酸鉄、塩化鉄、硫
酸鉄のような各種の鉄の化合物も好適に用いることがで
きる。なかでも特に、分散媒に可溶性の鉄化合物、ある
いは分散媒に溶けない鉄化合物であっても分散後の粒子
径の細かい化合物粒子が特に好適に用いられる。好まし
い粒子径としては、1μm以下、より好ましくは0.5
μm以下である。塗布以後の工程は、前述のほう酸、酸
化アルミニウム前駆体化合物、酸化珪素前駆体化合物の
混合懸濁液を用いる、第1の製造方法と同様で差し支え
ない。
Another production method of the present invention is a method in which a suspension containing an iron compound in boric acid, an aluminum oxide precursor compound, and a silicon oxide precursor compound is used as a coating liquid. The iron compound used here can be used without any particular problem as long as it is a compound that becomes iron oxide after baking. For example, iron oxide, iron oxide hydroxide such as Fe 2 O 3 .aH 2 O, and iron hydroxide. Of course, various iron compounds such as iron nitrate, iron chloride and iron sulfate can be preferably used. Among them, particularly, an iron compound that is soluble in the dispersion medium or an iron compound that is insoluble in the dispersion medium is preferably compound particles having a small particle size after dispersion. The particle size is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm.
μm or less. The steps after coating may be the same as those in the first manufacturing method using the mixed suspension of boric acid, aluminum oxide precursor compound, and silicon oxide precursor compound described above.

【0023】前述のスラリーのうち、酸化アルミニウム
前駆体、酸化珪素前駆体としていわゆるゾルとよばれる
微粒子分散系を用いることにより薄くて均一、かつ密着
性の良い被膜が得られる場合がある。これは表面に非金
属物質が存在せず、金属面上に直接被膜を形成するよう
な場合に特に顕著である。かかるときには上述の微粒子
分散系ゾル、あるいは可溶性成分を含んだゾルが好適に
用いられる。用いるゾルの粒子径としては、あまり細か
すぎると、乾燥時のひび割れ、剥離等が生じ易くなり、
所定の厚さの被膜形成が困難となるため、好ましくは1
0nm以上、より好ましくは15nm以上である。
Of the above-mentioned slurries, a thin and uniform coating having good adhesion may be obtained by using a so-called sol fine particle dispersion system as the aluminum oxide precursor and the silicon oxide precursor. This is particularly remarkable when a non-metal substance does not exist on the surface and a film is directly formed on the metal surface. In this case, the fine particle dispersed sol described above or a sol containing a soluble component is preferably used. As the particle size of the sol used, if it is too fine, cracks during drying, peeling, etc., easily occur,
Since it becomes difficult to form a film having a predetermined thickness, it is preferably 1
It is at least 0 nm, more preferably at least 15 nm.

【0024】塗布液にゾル溶液を用いる場合には、酸化
アルミニウム前駆体として上述のベーマイトゾル、およ
び/またはアルミナゾルとよばれているものが作業性、
あるいは価格の点から特に好適に用いられる。一方、酸
化珪素前駆体ゾルとしては種々のものが使用可能である
が、SiO2 ・nH2 O、またはSiOp (OH)q
る化学式で表記されるシリカゾル、および/またはコロ
イダルシリカがやはり作業性、価格の点から好適に用い
られる。なかでも、酸化珪素前駆体ゾルとしてSi(O
z 2z+14 なる化学式のアルキルシリケート、およ
び/またはその加水分解物が好適に用いられる。アルキ
ルシリケートは金属アルコキシドの1種であるが、加水
分解が比較的緩慢であり、前駆体として安定した性状が
得られる。
When a sol solution is used as the coating solution, the so-called boehmite sol and / or alumina sol described above as the aluminum oxide precursor has good workability,
Alternatively, it is particularly preferably used in terms of price. On the other hand, various kinds of silicon oxide precursor sols can be used, but silica sol represented by a chemical formula of SiO 2 · nH 2 O or SiO p (OH) q and / or colloidal silica is also workable. It is preferably used in terms of price. Among them, Si (O
An alkyl silicate of the chemical formula C z H 2z + 1 ) 4 and / or its hydrolyzate is preferably used. Alkyl silicate is one kind of metal alkoxide, but its hydrolysis is relatively slow, and stable properties can be obtained as a precursor.

【0025】アルキルシリケートは通常、加水分解によ
って珪素の水酸化物、あるいは酸化珪素の水和物を形成
するが、ある種の被膜を形成する場合においては、アル
キルシリケートをそのまま用いるより、この加水分解物
を用いた方が好ましいケースが存在する。このような場
合には、加水分解後の前駆体ゾルが好適に用いられる。
これには、あらかじめ加水分解した後、他の成分と混
合する方法、他の成分と混合しつつ加水分解を並行さ
せ、必要に応じて熟成を加える、等いくつかの方法が考
えられるが、本発明ではこのいずれであっても特に支障
はない。
Alkyl silicate usually forms a hydroxide of silicon or a hydrate of silicon oxide by hydrolysis, but in the case of forming a kind of film, the hydrolysis of alkyl silicate is more preferable than using alkyl silicate as it is. There are cases in which it is preferable to use objects. In such a case, the precursor sol after hydrolysis is preferably used.
For this, there are several methods such as a method of preliminarily hydrolyzing and then mixing with other components, a method of parallelizing hydrolysis while mixing with other components, and adding aging if necessary, but In the invention, any of these is not a problem.

【0026】好ましいアルキルシリケート化合物として
は、なかでも加水分解速度の速い、炭素数zの少ないも
のであり、好ましくはz≦3程度であるが、z=1のメ
チルシリケートは加水分解によって生成するメチルアル
コールに有害性が存在するため、z=2のエチルシリケ
ートが特に好適に用いられる。酸化珪素、酸化アルミニ
ウムの前駆体ゾルの使用においても、前述のスラリート
同様に分散媒、特に水に分散させて使用することが可能
である。特に良好な分散性を得るために、酸、アルカリ
等の添加による塗布液のpH制御等はしばしば用いられ
る手法であり、本発明においても特に支障なく行うこと
ができる。また、鋼板への塗布性を改善するための極微
量の界面活性剤等の添加についても全く問題ない。以下
に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施例にのみ限定されるものではない。
Among the preferred alkyl silicate compounds, those having a high hydrolysis rate and a small number of carbon atoms z are preferable, and z ≦ 3 is preferable, but a methyl silicate having z = 1 is a methyl produced by hydrolysis. Ethyl silicate with z = 2 is particularly preferably used because of the harmful nature of alcohol. Even when using a precursor sol of silicon oxide or aluminum oxide, it is possible to disperse the precursor sol in a dispersion medium, particularly water, as in the case of the slurry described above. In order to obtain particularly good dispersibility, pH control of the coating solution by addition of acid, alkali or the like is a technique often used, and the present invention can be carried out without any particular problems. Further, there is no problem in adding an extremely small amount of a surfactant or the like to improve the coating property on the steel sheet. The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

実施例1 市販のほう酸試薬、酸化アルミニウム粉末(平均粒径:
0.4μm)、酸化珪素微粉末を表1に示した割合に秤
量し、これに蒸留水を加えてスラリーを作製した。これ
を、Siを3.2%含有する厚さ0.2mmの仕上げ焼鈍
が完了した一方向性珪素鋼板(フォルステライト質の1
次被膜あり)に片面4g/m2 となるように塗布、乾燥
後、H2 を3 vol%含有するN2 雰囲気中で1000
℃、5分間焼き付けることによって表面に酸化物被膜を
形成した。
Example 1 Commercially available boric acid reagent, aluminum oxide powder (average particle size:
0.4 μm) and silicon oxide fine powder were weighed in the proportions shown in Table 1, and distilled water was added to this to prepare a slurry. A 0.2 mm-thick finish-annealed unidirectional silicon steel sheet containing 3.2% Si (forsterite
(After coating), so that one side is 4 g / m 2 and dried, then 1000 in N 2 atmosphere containing 3 vol% of H 2.
An oxide film was formed on the surface by baking at 5 ° C for 5 minutes.

【0028】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 ・B2 3 )のほう酸アル
ミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相を体積
割合で50%以上含有し、その他若干の未反応酸化珪素
も含んでいることがわかった。20mmφの円柱の周囲
に、その角度が180度となるように巻き付け試験を行
い、その剥離状況から評価した被膜の密着性は極めて良
好であった。被膜の化学的安定性は、被膜を形成した鋼
板を、そのまま100mlの沸騰蒸留水中に10分間浸漬
し、その前後の重量変化によって評価し、いずれの組成
も、50cm2 の鋼板あたり5mg未満の重量変化であっ
た。また、沸騰蒸留水中への被膜成分の溶け出しも、い
ずれの組成とも分析検出限界以下であった。片面の被膜
を除去し、板の曲がりから測定した鋼板への付与張力、
および磁気特性を表1に記した。表1の結果から、いず
れも著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られている
ことがわかる。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3 , or 9 Al 2 O 3 · B 2 O 3 ) containing aluminum borate, a glass phase containing boron and silicon as main components in a volume ratio of 50% or more, and also containing some unreacted silicon oxide. I found out that A winding test was conducted around a 20 mmφ cylinder so that the angle was 180 degrees, and the adhesion of the coating film evaluated from the peeling condition was extremely good. The chemical stability of the coating is evaluated by immersing the coated steel sheet in 100 ml of boiling distilled water as it is for 10 minutes, and by evaluating the weight change before and after that, for each composition, a weight of less than 5 mg per 50 cm 2 steel sheet. It was a change. Further, the dissolution of the coating component into boiling distilled water was below the analytical detection limit for all compositions. Remove the coating on one side, the tension applied to the steel plate measured from the bending of the plate,
The magnetic properties are shown in Table 1. From the results in Table 1, it can be seen that the grain-oriented silicon steel sheets having significantly low iron loss are obtained.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】実施例2 市販のほう酸試薬、ベーマイトゾル(平均粒径:100
nm)、コロイダルシリカ(平均粒径:15nm)を固形分
相当で表2に示した割合に混合し、これに必要に応じて
蒸留水を加えて混合ゾルを作製した。これを、Siを
3.2%含有し、酸化アルミニウムを焼鈍分離剤として
塗布し、2次再結晶と同時に鏡面化処理を施した厚さ
0.2mmの一方向性珪素鋼板に片面4g/m2 となるよ
うに塗布、乾燥後、H2 を10 vol%含有するN2 雰囲
気中で850℃、3分間焼き付けることによって表面に
酸化物被膜を形成した。
Example 2 Commercial boric acid reagent, boehmite sol (average particle size: 100)
nm) and colloidal silica (average particle size: 15 nm) were mixed in a proportion corresponding to the solid content shown in Table 2, and distilled water was added to the mixture as needed to prepare a mixed sol. This was applied to a 0.2 mm thick unidirectional silicon steel sheet containing 3.2% of Si, aluminum oxide applied as an annealing separator, and subjected to mirror finishing at the same time as secondary recrystallization. After coating and drying so as to be 2 , an oxide film was formed on the surface by baking at 850 ° C. for 3 minutes in an N 2 atmosphere containing 10 vol% of H 2 .

【0031】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 ・B2 3 )のほう酸アル
ミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相を体積
割合で50%以上含有していることがわかった。実施例
1と同様に評価した被膜の密着性、化学的安定性はいず
れの組成とも極めて良好であった。鋼板への付与張力、
および磁気特性を表2に記した。表2の結果から、いず
れも著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られている
ことがわかる。また、被膜を形成した鋼板の断面を研磨
し、SEMによって観察したところ、いずれの組成とも
被膜−鋼板界面に顕著な酸化層は観察されなかった。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3, or 9Al 2 O 3 · B 2 O 3) aluminum borate of it was found to contain 50% or more glass phase in a volume ratio of the main component boron and silicon. The adhesion and chemical stability of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 were extremely good for all compositions. Tension applied to steel plate,
The magnetic properties are shown in Table 2. From the results in Table 2, it can be seen that the grain-oriented silicon steel sheets having extremely low iron loss are obtained. Further, when a cross section of the steel sheet on which the film was formed was polished and observed by SEM, no remarkable oxide layer was observed at the film-steel plate interface in any composition.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】実施例3 市販のほう酸試薬を150℃で乾燥して作製したメタほ
う酸、ベーマイト粉末(平均粒径/50nm)、コロイダ
ルシリカ(平均粒径:15nm)、FeOOH粉末を、固
形分相当で表3に示した割合に混合し、これに蒸留水を
加えて混合ゾルを作製した。これを、Siを3.2%含
有する厚さ0.2mmの仕上げ焼鈍が完了した一方向性珪
素鋼板(フォルステライト質の1次被膜あり)に片面4
g/m2となるように塗布、乾燥後、H2 を1 vol%含
有するN2 雰囲気中で900℃、1分間焼き付けること
によって表面に酸化物被膜を形成した。
Example 3 Metaboric acid prepared by drying a commercially available boric acid reagent at 150 ° C., boehmite powder (average particle size / 50 nm), colloidal silica (average particle size: 15 nm), and FeOOH powder in solid content equivalent. The mixture was mixed in the proportions shown in Table 3, and distilled water was added to this to prepare a mixed sol. This was applied to a 0.2 mm-thick finish-annealed unidirectional silicon steel sheet (having a primary forsterite coating) containing 3.2% of Si on one side 4
After coating so as to be g / m 2 and drying, an oxide film was formed on the surface by baking at 900 ° C. for 1 minute in an N 2 atmosphere containing 1 vol% of H 2 .

【0034】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 ・B2 3 )のほう酸アル
ミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相、ほう
酸鉄(Fe3 BO5 )を体積割合で50%以上含有して
いることがわかった。実施例1と同様に評価した被膜の
密着性、化学的安定性は極めて良好であった。片面の被
膜を除去し、板の曲がりから測定した鋼板への付与張
力、および磁気特性を表3に記した。表3の結果から、
いずれも著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られて
いることがわかる。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3 , or 9Al 2 O 3 · B 2 O 3 ) aluminum borate, a glass phase containing boron and silicon as main components, and iron borate (Fe 3 BO 5 ) in a volume ratio of 50% or more. I understood it. The adhesion and chemical stability of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 were extremely good. Table 3 shows the tension applied to the steel sheet measured from the bending of the sheet after removing the coating on one surface and the magnetic properties. From the results in Table 3,
It can be seen that a unidirectional silicon steel sheet having a remarkably low iron loss was obtained in each case.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】実施例4 市販のほう酸試薬、ベーマイトゾル(平均粒径:50n
m)、エチルシリケートを、固形分相当で表4に示した
割合に混合し(ただしエチルシリケートは、最終的に得
られる酸化物換算)、これに微量の塩酸を滴下した蒸留
水を加えて混合ゾルを作製した。これを、Siを3.2
%含有し、酸化アルミニウムを焼鈍分離剤として塗布
し、2次再結晶と同時に鏡面化処理を施した厚さ0.2
mmの一方向性珪素鋼板に片面4g/m2 となるように塗
布、乾燥後、H2 を3 vol%含有するN2 雰囲気中で8
50℃、2分間焼き付けることによって表面に酸化物被
膜を形成した。
Example 4 Commercial boric acid reagent, boehmite sol (average particle size: 50 n
m), ethyl silicate was mixed in a proportion corresponding to the solid content shown in Table 4 (however, ethyl silicate is equivalent to the finally obtained oxide), and distilled water to which a trace amount of hydrochloric acid had been added was added and mixed. A sol was prepared. This is Si 3.2
%, Aluminum oxide applied as an annealing separator, and subjected to secondary recrystallization and mirror-finishing at a thickness of 0.2
mm unidirectional silicon steel plate coated on one side to 4 g / m 2 and dried, then 8 in an N 2 atmosphere containing 3 vol% of H 2.
An oxide film was formed on the surface by baking at 50 ° C. for 2 minutes.

【0037】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 ・B2 3 )のほう酸アル
ミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相を体積
割合で50%以上含有することがわかった。20mmφの
円柱の周囲に、実施例1と同様に評価した被膜の密着
性、化学的安定性は極めて良好であった。片面の被膜を
除去し、板の曲がりから測定した鋼板への付与張力、お
よび磁気特性を表4に記した。表4の結果から、いずれ
も著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られているこ
とがわかる。また被膜−鋼板界面には、顕著な酸化層は
観察されなかった。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3, or 9Al 2 O 3 · B 2 O 3 aluminum borate of) the glass phase consisting mainly of boron and silicon was found to contain 50% or more by volume ratio. Adhesion and chemical stability of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 around the 20 mmφ cylinder were extremely good. Table 4 shows the tension applied to the steel sheet measured from the bending of the sheet after removing the coating on one side and the magnetic properties. From the results in Table 4, it can be seen that the grain-oriented silicon steel sheets having extremely low iron loss are obtained. No significant oxide layer was observed at the film-steel plate interface.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明により、特定の成分の被膜を有す
ることによって、化学的に安定で、かつその張力付与効
果によって鉄損が著しく改善された一方向性珪素鋼板、
およびその製造方法を提供する。特に、従来から用いら
れている1次被膜を有する鋼板、あるいは著しい低鉄損
化を目的とした鏡面化鋼板のいずれに対しても良好な特
性を示し、汎用性の観点からも工業的効果は甚大であ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a unidirectional silicon steel sheet which is chemically stable by having a coating film of a specific component and whose iron loss is remarkably improved by its tension imparting effect,
And a method for manufacturing the same. In particular, it shows good characteristics for both steel sheets having a primary coating that has been conventionally used and mirror-finished steel sheets for the purpose of significantly reducing iron loss, and has an industrial effect from the viewpoint of versatility. It is enormous.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年5月16日[Submission date] May 16, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】本発明の被膜成分のうち、ほう酸アルミニ
ウムは前記要件を満たし、鋼板への大きな張力付与をも
たらしていると推定される。一般にほう酸アルミニウム
と呼ばれるAl2 3 −B2 3 系酸化物は9Al2
3 2 3 ,2Al2 3 ・B2 3 の2つの平衡
相化合物が存在し、鋼板への張力付与に効果的であるこ
とを見いだした。しかしながら、ほう酸アルミニウム
は、製造条件によっては前述の2つの平衡相のほかに両
者の中間組成、あるいはその近傍の組成を取る場合があ
る。これは、2つの平衡相が同じ結晶構造を持ち、格子
定数がほぼ同じであるためAl,Bの各イオンサイト間
で容易に置換が生じ、準安定相を形成するためであると
考えている。
Among the coating components of the present invention, it is presumed that aluminum borate satisfies the above requirements and brings a large amount of tension to the steel sheet. Al 2 O 3 —B 2 O 3 -based oxide generally called aluminum borate is 9Al 2 O.
3 · 2 B 2 O 3, 2Al 2 2 two equilibrium phases compound of O 3 · B 2 O 3 is present, it was found to be effective in tensioning of the steel sheet. However, aluminum borate may have an intermediate composition of the two equilibrium phases or a composition in the vicinity thereof, depending on the production conditions. This is because the two equilibrium phases have the same crystal structure and the lattice constants are almost the same, so that the substitution easily occurs between Al and B ion sites to form a metastable phase. .

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 2 3 )のほう酸ア
ルミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相を体
積割合で50%以上含有し、その他若干の未反応酸化珪
素も含んでいることがわかった。20mmφの円柱の周囲
に、その角度が180度となるように巻き付け試験を行
い、その剥離状況から評価した被膜の密着性は極めて良
好であった。被膜の化学的安定性は、被膜を形成した鋼
板を、そのまま100mlの沸騰蒸留水中に10分間浸漬
し、その前後の重量変化によって評価し、いずれの組成
も、50cm2 の鋼板あたり5mg未満の重量変化であっ
た。また、沸騰蒸留水中への被膜成分の溶け出しも、い
ずれの組成とも分析検出限界以下であった。片面の被膜
を除去し、板の曲がりから測定した鋼板への付与張力、
および磁気特性を表1に記した。表1の結果から、いず
れも著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られている
ことがわかる。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3 or 9 Al 2 O 3 · 2 B 2 O 3 ) contains aluminum borate, a glass phase containing boron and silicon as main components in a volume ratio of 50% or more, and also contains some unreacted silicon oxide. I found out. A winding test was conducted around a 20 mmφ cylinder so that the angle was 180 degrees, and the adhesion of the coating film evaluated from the peeling condition was extremely good. The chemical stability of the coating was evaluated by immersing the coated steel sheet in 100 ml of boiling distilled water for 10 minutes as it was, and evaluating the weight change before and after that, and for each composition, a weight of less than 5 mg per 50 cm 2 steel sheet. It was a change. Further, the dissolution of the coating component into boiling distilled water was below the analytical detection limit for all compositions. Remove the coating on one side, the tension applied to the steel plate measured from the bending of the plate,
The magnetic properties are shown in Table 1. From the results in Table 1, it can be seen that the grain-oriented silicon steel sheets having significantly low iron loss are obtained.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0031】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 2 3 )のほう酸ア
ルミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相を体
積割合で50%以上含有していることがわかった。実施
例1と同様に評価した被膜の密着性、化学的安定性はい
ずれの組成とも極めて良好であった。鋼板への付与張
力、および磁気特性を表2に記した。表2の結果から、
いずれも著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られて
いることがわかる。また、被膜を形成した鋼板の断面を
研磨し、SEMによって観察したところ、いずれの組成
とも被膜−鋼板界面に顕著な酸化層は観察されなかっ
た。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3, or 9Al 2 O 3 · 2 B 2 O 3) aluminum borate of it was found to contain 50% or more glass phase in a volume ratio of the main component boron and silicon. The adhesion and chemical stability of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 were extremely good for all compositions. Table 2 shows the tension applied to the steel sheet and the magnetic properties. From the results in Table 2,
It can be seen that a unidirectional silicon steel sheet having a remarkably low iron loss was obtained in each case. Further, when a cross section of the steel sheet on which the coating was formed was polished and observed by SEM, no remarkable oxide layer was observed at the coating-steel sheet interface in any composition.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0034】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 2 3 )のほう酸ア
ルミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相、ほ
う酸鉄(Fe3 BO5 )を体積割合で50%以上含有し
ていることがわかった。実施例1と同様に評価した被膜
の密着性、化学的安定性は極めて良好であった。片面の
被膜を除去し、板の曲がりから測定した鋼板への付与張
力、および磁気特性を表3に記した。表3の結果から、
いずれも著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られて
いることがわかる。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3 or 9 Al 2 O 3 · 2 B 2 O 3 ) aluminum borate, a glass phase containing boron and silicon as main components, and iron borate (Fe 3 BO 5 ) in a volume ratio of 50% or more. I found out that The adhesion and chemical stability of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 were extremely good. Table 3 shows the tension applied to the steel sheet measured from the bending of the sheet after removing the coating on one surface and the magnetic properties. From the results in Table 3,
It can be seen that a unidirectional silicon steel sheet having a remarkably low iron loss was obtained in each case.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Name of item to be corrected] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0037】化学分析、X線回折、電子顕微鏡観察等の
結果から、得られた被膜は、結晶質(2Al2 3 ・B
2 3 、または9Al2 3 2 3 )のほう酸ア
ルミニウム、ほう素と珪素を主成分とするガラス相を体
積割合で50%以上含有することがわかった。20mmφ
の円柱の周囲に、実施例1と同様に評価した被膜の密着
性、化学的安定性は極めて良好であった。片面の被膜を
除去し、板の曲がりから測定した鋼板への付与張力、お
よび磁気特性を表4に記した。表4の結果から、いずれ
も著しく鉄損の低い一方向性珪素鋼板が得られているこ
とがわかる。また被膜−鋼板界面には、顕著な酸化層は
観察されなかった。
From the results of chemical analysis, X-ray diffraction, electron microscope observation, etc., the obtained coating film was crystalline (2Al 2 O 3 .B
2 O 3, or 9Al 2 O 3 · 2 B 2 O 3) aluminum borate of the glass phase consisting mainly of boron and silicon was found to contain 50% or more by volume ratio. 20 mmφ
The adhesiveness and the chemical stability of the coating film evaluated in the same manner as in Example 1 around the column were extremely good. Table 4 shows the tension applied to the steel sheet measured from the bending of the sheet after removing the coating on one side and the magnetic properties. From the results in Table 4, it can be seen that the grain-oriented silicon steel sheets having extremely low iron loss are obtained. No significant oxide layer was observed at the film-steel plate interface.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板最表面に、ほう酸アルミニウム、お
よびほう珪酸ガラスを主成分とする被膜を有してなる低
鉄損一方向性珪素鋼板。
1. A low iron loss unidirectional silicon steel sheet having a coating film containing aluminum borate and borosilicate glass as main components on the outermost surface of the steel sheet.
【請求項2】 鋼板最表面に、ほう酸アルミニウム、ほ
う酸鉄、およびほう珪酸ガラスを主成分とする被膜を有
してなる低鉄損一方向性珪素鋼板。
2. A low iron loss unidirectional silicon steel sheet having a coating film containing aluminum borate, iron borate, and borosilicate glass as a main component on the outermost surface of the steel sheet.
【請求項3】 ほう酸アルミニウムがAlx y
3(x+y)/2(0.1≦(y/x)≦5)なる化学式で表記
される結晶質ほう酸アルミニウムである請求項1または
2に記載の低鉄損一方向性珪素鋼板。
Wherein aluminum borate is Al x B y O
The low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1 or 2, which is a crystalline aluminum borate represented by a chemical formula of 3 (x + y) / 2 (0.1≤ (y / x) ≤5).
【請求項4】 仕上げ焼鈍が完了した一方向性珪素鋼板
表面に、ほう酸、酸化アルミニウム前駆体化合物、およ
び酸化珪素前駆体化合物を含む懸濁液を塗布、乾燥後、
500〜1350℃の温度で焼き付け、酸化物被膜を形
成せしめる低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
4. A suspension containing boric acid, an aluminum oxide precursor compound, and a silicon oxide precursor compound is applied to the surface of the unidirectional silicon steel sheet on which finish annealing has been completed, and after drying,
A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet, which comprises baking at a temperature of 500 to 1350 ° C. to form an oxide film.
【請求項5】 仕上げ焼鈍が完了した一方向性珪素鋼板
表面に、ほう酸、酸化アルミニウム前駆体化合物、酸化
珪素前駆体化合物、および鉄化合物を含む懸濁液を塗
布、乾燥後、500〜1350℃の温度で焼き付け、酸
化物被膜を形成せしめる低鉄損一方向性珪素鋼板の製造
方法。
5. A suspension containing boric acid, an aluminum oxide precursor compound, a silicon oxide precursor compound, and an iron compound is applied to the surface of the unidirectional silicon steel sheet that has been subjected to finish annealing, dried and then 500 to 1350 ° C. A method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet, which is baked at the above temperature to form an oxide film.
【請求項6】 酸化アルミニウム前駆体化合物が酸化ア
ルミニウム前駆体ゾル、酸化珪素前駆体化合物が酸化珪
素前駆体ゾルである請求項4または5に記載の低鉄損一
方向性珪素鋼板の製造方法。
6. The method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 4, wherein the aluminum oxide precursor compound is an aluminum oxide precursor sol and the silicon oxide precursor compound is a silicon oxide precursor sol.
【請求項7】 酸化珪素前駆体ゾルが、SiO2 ・nH
2 OまたはSiOp(OH)q なる化学式で表記される
シリカゾル、および/またはコロイダルシリカである請
求項4ないし6のいずれかに記載の低鉄損一方向性珪素
鋼板の製造方法。
7. The silicon oxide precursor sol is SiO 2 .nH.
The method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to any one of claims 4 to 6, which is silica sol represented by a chemical formula of 2 O or SiO p (OH) q and / or colloidal silica.
【請求項8】 酸化珪素前駆体ゾルが、アルキルシリケ
ート、および/またはアルキルシリケート加水分解物で
ある請求項4ないし7のいずれかに記載の低鉄損一方向
性珪素鋼板の製造方法。
8. The method for producing a low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 4, wherein the silicon oxide precursor sol is an alkyl silicate and / or an alkyl silicate hydrolyzate.
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