JPH0735584B2

JPH0735584B2 - 電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法

Info

Publication number: JPH0735584B2
Application number: JP30393787A
Authority: JP
Inventors: 正明山下; 彰彦古田; 康弘重田
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH01142086A

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

【特許請求の範囲】

【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。