JPH0735584B2 - 電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法 - Google Patents

電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法

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JPH0735584B2
JPH0735584B2 JP30393787A JP30393787A JPH0735584B2 JP H0735584 B2 JPH0735584 B2 JP H0735584B2 JP 30393787 A JP30393787 A JP 30393787A JP 30393787 A JP30393787 A JP 30393787A JP H0735584 B2 JPH0735584 B2 JP H0735584B2
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    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical 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
    • C23C22/73Chemical 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 characterised by the process
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法に関する。
[従来技術] 一般に、絶縁皮膜を形成させた電磁鋼板に要求される性
能としては、層間絶縁性、溶接性、占積率、耐熱性に重
点が置かれているが、最近は打抜性についても高い要求
がなされるようになり、その改善が要望されている。
電磁鋼板はモーターのコア等に多量に使用され、その際
には鋼板を所定のサイズに打抜きプレスしたものを多数
積層して組み立てられるが、打抜き回数が増すにつれて
打抜きかえり高さが大きくなり、製品特性に種々の弊害
を生ずる。このため、打抜かえり高さが一定限界に達す
ると、打抜作業を中止してダイスを再研磨する必要があ
る。しかし、この作業には多大の経費と時間を要し、生
産性の向上を妨げている。
このような打抜性の問題を解決するために、絶縁皮膜の
特性を改善するための研究が種々なされている。例え
ば、特開昭49−120197号においては、重クロム酸亜鉛お
よび硝酸アルミニウムの水溶液に、フェノール樹脂、ス
チレンブタジエン共重合樹脂,エポキシ樹脂のいづれか
1種または2種以上からなる水溶性高分子エマルジョン
を添加した処理液を塗布して焼き付け、有機・無機混合
皮膜を形成させ、打抜性を向上させる方法が示されてい
る。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、上記の従来技術にも、解決しなければならない
問題があった。従来技術は打抜性を向上させたが、未だ
十分とはいえず、なお一層の改善が望まれている。ま
た、ケイ素含有量の多い電磁鋼板に対しては処理液のハ
ジキが起こり、塗布不良となる等塗布性に問題がある。
本発明は、このような従来技術の問題を解決するために
なされたものであり、打抜性が更に一層向上し、塗布性
がよく、塗布外観の良好な電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法
を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明は2価金属の重クロム酸塩10〜65g/l(CrO3
算)、フェノール樹脂からなる水分散型樹脂エマルジョ
ン1〜20g/l、パーフルオロアルキルオキシエチレンエ
タノール1〜10g/l、しょ糖,エチレングリコールなど
から選定される有機アルコール5〜20g/lを主成分とす
る処理液を塗布し、焼き付けることを特徴とする電磁鋼
板の絶縁皮膜形成方法である。
本発明において使用する処理液には、無機成分として2
価の金属の重クロム酸塩をCrO3換算で(以下の記載もす
べてCrO3換算であるが、その記載は省略する)10〜65g/
l、好ましくは30〜50g/l、有機成分としてフェノール樹
脂のエマルジョンを固形分として(以下の記載もすべて
固形分換算であるが、その記載は省略する)1〜20g/
l、好ましくは5〜15g/l、パーフルオロアルキルオキシ
エチレンエタノール(分子量10000以下、アルキル基の
炭素鎖C8以下)を1〜10g/l、還元剤としてしょ糖,エ
チレングリコール等の有機アルコール5〜20g/l、好ま
しくは10〜15g/lが主成分として添加されている。
次に、処理液の成分およびその配合量の限定理由につい
て説明する。
処理液の主剤である、無機成分はマグネシウム,カルシ
ウム,亜鉛等2価金属の重クロム酸塩水溶液である。重
クロム酸塩が10g/l未満であると、耐食性が不十分であ
り、65g/lを超えると、膜厚が厚くなるため占積率を阻
害し適当ではない。
有機成分は皮膜自体に潤滑性を付与するために添加され
るものであり、フェノール樹脂を使用する。フェノール
樹脂エマルジョンは水分散型であり、有機−無機混合処
理液中における安定性に優れている。フェノール樹脂と
してはレゾール型樹脂を変成して自己乳化性を持たせた
ものであり、分子量1000〜2000、軟化点85〜110℃のも
のがよい。そして、処理液中のフェノール樹脂エマルジ
ョンの含有量が1g/l未満では、打抜性が不十分であり、
10g/lを超えると、分散剤による発泡が生じ、作業性が
悪くなる。
また、10g/lを超えても打抜性の向上は期待できない。
パーフルオロアルキルオキシエチレンエタノールはケイ
素含有量の高いケイ素鋼板に対して均一な皮膜を形成さ
せるために1〜10g/lを添加する。また、パーフルオロ
アルキルオキシエチレンエタノールは末端にフッ素が配
位された有機化合物であり、フッ素化合物の有する潤滑
性により、打抜性向上の効果をも発揮する。パーフルオ
ロアルキルオキシエチレンエタノールを添加することは
本発明の特徴とすることの一つであり、この添加剤の選
定は次のようにして行った。本発明者らは、種々の化合
物について数多くの試験を行った結果、フェノール樹脂
−重クロム酸塩系処理液における相溶性があり、鋼板と
の漏れ性がよく(均一な皮膜が形成できる)、処理液の
発泡が少なく(作業性がよい)、形成させた皮膜の潤滑
性がよい(打抜性がよい)添加剤はパーフルオロアルキ
ルオキシエチレンエタノールであることを見出だした。
この試験結果を第1表に示す。
なお、パーフルオロアルキルオキシエチレンエタノール
としては、分子量数百〜数千、アルキル基の炭素鎖がC8
以下のものが望ましい。
還元剤は重クロム酸塩のCr6+をCr3+に還元するために5
〜20g/lが添加するが、その添加量が不足するとクロム
酸の還元が不十分となって皮膜がべたつき、また、添加
量が過剰になると、皮膜中に還元剤が残留して耐熱性が
劣る皮膜が形成される。還元剤としては、しょ糖,エチ
レングリコール等の有機アルコールが適している。
次に、処理液を鋼板に塗布する場合の塗布量および皮膜
形成焼き付け温度について説明する。まず、塗布量につ
いては、3g/m2を超えると、溶接性、密着性が低下する
原因となり、また、0.5g/m2未満では絶縁性が低下す
る。したがって、0.5〜3g/m2の範囲が適当であるが、好
ましくは1.0〜2.0g/m2の範囲にするのがよい。皮膜形成
焼き付けは短時間で行う必要があるが、到達板温(鋼板
の温度)を200〜400℃の範囲に保持するのが最も適当で
ある。これは到達板温が200℃未満であると、皮膜形成
が不十分となり、良好な皮膜が得られず、また、到達板
温が400℃を超えると、皮膜が急激に劣化するためであ
る。
上述のような諸条件の下に形成された皮膜は無機化合物
と樹脂エマルジョンが物理化学的に強固に結合して鋼板
上に緻密な三次元構造となって形成される。
[発明の実施例] 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
(実施例1) 0.5mm厚の1.7%Si電磁鋼板をアルカリ性脱脂剤(オルソ
ケイ酸ソーダ15g/l)で、50℃、30秒間洗浄してから水
洗、乾燥して、前処理済み鋼板を準備した。この前処理
済み鋼板に、重クロム酸マグネシウム50g/l、フェノー
ル樹脂エマルジョン10g/l、パーフルオロアルキルオキ
シエチレンエタノール1g/l、しょ糖15g/lを含む処理液
をロールコーターで塗布し、焼き付け炉を通して鋼板温
度270℃で50秒間焼き付け、皮膜を形成させた。この実
験結果は第3表に示す。
(実施例2〜3) 第2表に示す組成の処理液を前処理済み鋼板に塗布し、
それぞれ実施例1と同様にして皮膜を形成させた。実験
結果は第3表に示す。
(比較例1〜2) 第2表に示す組成の処理液を前処理済み鋼板に塗布し、
それぞれ実施例1と同様にして皮膜を形成させた。実験
結果は第3表に示す。
上記の各実験によって絶縁皮膜が形成された電磁鋼板に
ついて、塗布外観の評価、打抜試験等を行った。打抜試
験は、工具鋼(JIS SKD−11)の打抜ダイスを使用して
プレス直前に軽油を塗布し、打抜速度300回/分で直径1
0mmの試験片を打抜き、1万回毎に試験片を採取してマ
イクロゲージで1枚につき4箇所の打抜かえり高さを測
定して平均値を出し、これを打抜かえり高さとした。こ
の結果は第3表および第1図に示す。
第3表の結果によれば、本発明の実施例は従来法である
比較例に対し極めて良好の結果を得た。本発明の塗布外
観はハジキ、ムラ等の塗布不良がない良好の皮膜が形成
され、また、密着性も良好であった。これはパーフルオ
ロアルキルオキシエチレンエタノールの添加による効果
であり、従来法と比較して極めて緻密な皮膜が形成され
ているためであると考えられる。また、打抜性は、従来
法においては、10万回打抜時のかえり高さは既に13〜32
μにも達しているのに対し、本発明はいずれの実施例に
おいても10μにも達しない低い値であり、その差は歴然
としている。また、第1図によれば、本発明の打抜かえ
り高さは10万回以上打抜しても試験開始時の値とほぼ同
じであり、従来法に対し、ダイス寿命を数倍に延ばすこ
とができる。
[発明の効果] 以上の説明で明らかなように、本発明による処理液を塗
布して焼き付けをすれば、塗布外観および打抜性が極め
て良好な絶縁皮膜を形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は絶縁皮膜を形成した電磁鋼板の連続打抜回数と
かえり高さの関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2価金属の重クロム酸塩10〜65g/l(CrO3
    換算)、フェノール樹脂からなる水分散型樹脂エマルジ
    ョン1〜20g/l、パーフルオロアルキルオキシエチレン
    エタノール1〜10g/l、しょ糖,エチレングリコールな
    どから選定される有機アルコール5〜20g/lを主成分と
    する処理液を塗布し、焼き付けることを特徴とする電磁
    鋼板の絶縁皮膜形成方法。
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JP2728836B2 (ja) * 1993-02-08 1998-03-18 川崎製鉄株式会社 溶接性に優れた電気絶縁被膜を有する電磁鋼板

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