JPH11293473A - 低鉄損一方向性珪素鋼板 - Google Patents
低鉄損一方向性珪素鋼板Info
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- JPH11293473A JPH11293473A JP10097504A JP9750498A JPH11293473A JP H11293473 A JPH11293473 A JP H11293473A JP 10097504 A JP10097504 A JP 10097504A JP 9750498 A JP9750498 A JP 9750498A JP H11293473 A JPH11293473 A JP H11293473A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、平滑化された鋼板表面に良好な密
着性の張力付与型の絶縁被膜を具備し、低鉄損化を実現
した一方向性珪素鋼板を提供することを目的とする。 【解決手段】 重量％以下のＳｉを含有し、（１１０）
［００１］を主方位とする結晶組織を有する一方向性珪
素鋼板であって、該一方向性珪素鋼板の平滑化処理を施
した表面に、組成範囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．９５
の珪素酸化物と組成範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦１．１
５のアルミニウム酸化物との一方若しくは双方を含有す
る中間層を有し、該中間層の表面にホウ酸アルミニウム
を主体とした張力付与型の絶縁被膜が形成されているこ
とを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
着性の張力付与型の絶縁被膜を具備し、低鉄損化を実現
した一方向性珪素鋼板を提供することを目的とする。 【解決手段】 重量％以下のＳｉを含有し、（１１０）
［００１］を主方位とする結晶組織を有する一方向性珪
素鋼板であって、該一方向性珪素鋼板の平滑化処理を施
した表面に、組成範囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．９５
の珪素酸化物と組成範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦１．１
５のアルミニウム酸化物との一方若しくは双方を含有す
る中間層を有し、該中間層の表面にホウ酸アルミニウム
を主体とした張力付与型の絶縁被膜が形成されているこ
とを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトランスの鉄芯等に
用いる一方向性珪素鋼板のうち、特に表面の絶縁被膜の
密着性が良好であり、かつ鉄損特性に優れた一方向性珪
素鋼板を提供するものである。
用いる一方向性珪素鋼板のうち、特に表面の絶縁被膜の
密着性が良好であり、かつ鉄損特性に優れた一方向性珪
素鋼板を提供するものである。
【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小さくする
ために鉄損の小さい材料が求められている。５重量％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/mm
2 程度までの張力付与によって効果的に鉄損を低減でき
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ている。
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小さくする
ために鉄損の小さい材料が求められている。５重量％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/mm
2 程度までの張力付与によって効果的に鉄損を低減でき
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ている。
【０００３】これまでに発明者らは、特開平６−６５７
５４号公報、特開平６−６５７５５号公報などにおい
て、アルミナゾルとホウ酸とを含む微粒子分散液を塗布
し、乾燥・ゲル化の後、焼き付けることによる新しい酸
化物被膜の形成方法、および得られる酸化アルミニウム
−酸化ほう素系複合被膜、ホウ酸アルミニウム質高張力
被膜を提案してきた。この被膜は、鋼板に対して従来被
膜の１．５〜２倍の高い張力を付与することができ、結
果として鋼板の磁気特性を改善できることを見いだして
いる。
５４号公報、特開平６−６５７５５号公報などにおい
て、アルミナゾルとホウ酸とを含む微粒子分散液を塗布
し、乾燥・ゲル化の後、焼き付けることによる新しい酸
化物被膜の形成方法、および得られる酸化アルミニウム
−酸化ほう素系複合被膜、ホウ酸アルミニウム質高張力
被膜を提案してきた。この被膜は、鋼板に対して従来被
膜の１．５〜２倍の高い張力を付与することができ、結
果として鋼板の磁気特性を改善できることを見いだして
いる。
【０００４】近年、さらなる低鉄損化を達成するため
に、仕上げ焼鈍の際に焼鈍分離剤と反応して形成される
フォルステライト質の被膜を除去、あるいはこの被膜が
形成されないような条件で焼鈍を行って、一方向性珪素
鋼板の表面を平滑面、あるいはさらに進んで鏡面化した
鋼板を得ようとする試みがなされている。この鋼板に対
しても鋼板間の絶縁性を確保するために表面の被膜が必
要であり、前述したとおり、被膜からの張力が大きけれ
ば大きいほど鉄損低減効果が大きい。
に、仕上げ焼鈍の際に焼鈍分離剤と反応して形成される
フォルステライト質の被膜を除去、あるいはこの被膜が
形成されないような条件で焼鈍を行って、一方向性珪素
鋼板の表面を平滑面、あるいはさらに進んで鏡面化した
鋼板を得ようとする試みがなされている。この鋼板に対
しても鋼板間の絶縁性を確保するために表面の被膜が必
要であり、前述したとおり、被膜からの張力が大きけれ
ば大きいほど鉄損低減効果が大きい。
【０００５】ところが、表面を平滑にした一方向性珪素
鋼板の場合、従来の珪素鋼板と比較して表面の絶縁被膜
の密着性は著しく低下する。これは、従来の珪素鋼板の
場合、表面にフォルステライトを主体とした無機質の被
膜が形成されており、これと絶縁被膜とは通常問題なく
密着していたのに対し、平滑な金属面に直接絶縁被膜を
形成するのが困難なためである。したがって、絶縁被膜
の密着性という観点からは、より低い鉄損を追求して表
面の平滑度を向上させるほど解決が困難になるといえ
る。
鋼板の場合、従来の珪素鋼板と比較して表面の絶縁被膜
の密着性は著しく低下する。これは、従来の珪素鋼板の
場合、表面にフォルステライトを主体とした無機質の被
膜が形成されており、これと絶縁被膜とは通常問題なく
密着していたのに対し、平滑な金属面に直接絶縁被膜を
形成するのが困難なためである。したがって、絶縁被膜
の密着性という観点からは、より低い鉄損を追求して表
面の平滑度を向上させるほど解決が困難になるといえ
る。
【０００６】この問題点を克服するために、いくつかの
技術が提案されている。その主体とするところは、現状
鋼と同様に鋼板の表面、すなわち鋼板と絶縁被膜の界面
に無機質層を介在させるという点である。特開平３−１
３０３７６号公報には、平滑化した一方向性珪素鋼板表
面上にゾルゲル法により厚さ０．１〜０．５μｍの酸化
珪素、アンチモン酸化物、ジルコン酸化物などのゲル薄
膜を被成し、この上にリン酸マグネシウム−コロイダル
シリカからなる絶縁被膜を形成する技術が開示されてい
る。また特開平５−２８７５４４号公報には、焼き付け
工程での反応によって生成した酸化アルミニウムと他酸
化物との複合酸化物、鉄−アルミニウム系複合酸化物、
あるいは珪素−アルミニウム系複合酸化物を介在させて
表面に酸化アルミニウム質被膜を形成する技術が開示さ
れている。また、特開平８−２８３９５６号公報には、
焼き付け工程において生成した酸化珪素、酸化珪素と他
酸化物との複酸化物、鉄−珪素系複酸化物、鉄−ほう素
系複酸化物を界面層として表面にホウ酸アルミニウム質
絶縁被膜を形成する技術が開示されている。
技術が提案されている。その主体とするところは、現状
鋼と同様に鋼板の表面、すなわち鋼板と絶縁被膜の界面
に無機質層を介在させるという点である。特開平３−１
３０３７６号公報には、平滑化した一方向性珪素鋼板表
面上にゾルゲル法により厚さ０．１〜０．５μｍの酸化
珪素、アンチモン酸化物、ジルコン酸化物などのゲル薄
膜を被成し、この上にリン酸マグネシウム−コロイダル
シリカからなる絶縁被膜を形成する技術が開示されてい
る。また特開平５−２８７５４４号公報には、焼き付け
工程での反応によって生成した酸化アルミニウムと他酸
化物との複合酸化物、鉄−アルミニウム系複合酸化物、
あるいは珪素−アルミニウム系複合酸化物を介在させて
表面に酸化アルミニウム質被膜を形成する技術が開示さ
れている。また、特開平８−２８３９５６号公報には、
焼き付け工程において生成した酸化珪素、酸化珪素と他
酸化物との複酸化物、鉄−珪素系複酸化物、鉄−ほう素
系複酸化物を界面層として表面にホウ酸アルミニウム質
絶縁被膜を形成する技術が開示されている。
【０００７】このうち、特開平３−１３０３７６号公報
に開示されている技術は、リン酸塩−コロイダルシリカ
など被膜張力のそれほど高くない被膜に対しては良好な
密着性を示すものの、ホウ酸アルミニウムなどの高張力
被膜に対しては中間層／鋼板界面からの剥離が生じる場
合がある。発明者らの検討によれば、開示されている塗
布・乾燥による方法では処理条件によっては中間層／鋼
板界面で十分な密着性が得られない場合があるという結
論にいたった。
に開示されている技術は、リン酸塩−コロイダルシリカ
など被膜張力のそれほど高くない被膜に対しては良好な
密着性を示すものの、ホウ酸アルミニウムなどの高張力
被膜に対しては中間層／鋼板界面からの剥離が生じる場
合がある。発明者らの検討によれば、開示されている塗
布・乾燥による方法では処理条件によっては中間層／鋼
板界面で十分な密着性が得られない場合があるという結
論にいたった。
【０００８】一方、特開平５−２８７５４４号公報、あ
るいは特開平８−２８３９５６号公報に開示されてい
る、最表面の酸化アルミニウム質、あるいはホウ酸アル
ミニウム質被膜の焼き付け工程において同時に中間層を
形成する方法は、工程を増やすことなく簡便に良好な密
着性の被膜を得るのに優れた方法であり、磁気特性も十
分満足に値する値が得られる。しかしながら、一方向性
珪素鋼板においてより低い鉄損を得ることは半永久的に
継続する課題であり、可能な限りの鉄損の低減と良好な
密着性を得るための技術が望まれていた。
るいは特開平８−２８３９５６号公報に開示されてい
る、最表面の酸化アルミニウム質、あるいはホウ酸アル
ミニウム質被膜の焼き付け工程において同時に中間層を
形成する方法は、工程を増やすことなく簡便に良好な密
着性の被膜を得るのに優れた方法であり、磁気特性も十
分満足に値する値が得られる。しかしながら、一方向性
珪素鋼板においてより低い鉄損を得ることは半永久的に
継続する課題であり、可能な限りの鉄損の低減と良好な
密着性を得るための技術が望まれていた。
【０００９】以上の課題認識に立ち、さらに良好な密着
性と低い鉄損を両立させる新しい技術を確立することを
目的として発明者らが鋭意検討を重ねた結果、本願発明
を完成させるに至った。
性と低い鉄損を両立させる新しい技術を確立することを
目的として発明者らが鋭意検討を重ねた結果、本願発明
を完成させるに至った。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明は、平
滑化された鋼板表面に良好な密着性の張力付与型の絶縁
被膜を具備し、低鉄損化を実現した一方向性珪素鋼板を
提供することを目的とする。
滑化された鋼板表面に良好な密着性の張力付与型の絶縁
被膜を具備し、低鉄損化を実現した一方向性珪素鋼板を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、その要旨とするところは以下の通
りである。 （１） ５重量％以下のＳｉを含有し、（１１０）［０
０１］を主方位とする結晶組織を有する一方向性珪素鋼
板であって、該一方向性珪素鋼板の平滑化処理を施した
表面に、組成範囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．９５の珪
素酸化物と組成範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦１．１５の
アルミニウム酸化物との一方若しくは双方を含有する中
間層を有し、該中間層の表面にホウ酸アルミニウムを主
体とした張力付与型の絶縁被膜が形成されていることを
特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。 （２） 中間層の厚みが５ｎｍ以上１０００ｎｍ未満で
あることを特徴とする（１）記載の低鉄損一方向性珪素
鋼板。 （３） 中間層に含まれる酸化物が非晶質構造であるこ
とを特徴とする（１）又は（２）記載の低鉄損一方向性
珪素鋼板。
決するものであって、その要旨とするところは以下の通
りである。 （１） ５重量％以下のＳｉを含有し、（１１０）［０
０１］を主方位とする結晶組織を有する一方向性珪素鋼
板であって、該一方向性珪素鋼板の平滑化処理を施した
表面に、組成範囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．９５の珪
素酸化物と組成範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦１．１５の
アルミニウム酸化物との一方若しくは双方を含有する中
間層を有し、該中間層の表面にホウ酸アルミニウムを主
体とした張力付与型の絶縁被膜が形成されていることを
特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。 （２） 中間層の厚みが５ｎｍ以上１０００ｎｍ未満で
あることを特徴とする（１）記載の低鉄損一方向性珪素
鋼板。 （３） 中間層に含まれる酸化物が非晶質構造であるこ
とを特徴とする（１）又は（２）記載の低鉄損一方向性
珪素鋼板。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明のベースとなる鋼板は５重量％以下のＳｉを含有
し、（１１０）［００１］を主方位とする結晶組織を有
する一方向性珪素鋼板であって、平滑化処理を施したも
のである。ここでいう平滑化処理を施した鋼板とは、従
来公知の方法、たとえば（１）仕上げ焼鈍工程で生成す
るフォルステライト質の被膜、および付随的に生成して
いる界面酸化層を酸に浸漬して除去した鋼板、（２）上
記（１）で得た鋼板を水素中で平坦化焼鈍した鋼板、あ
るいは化学研磨、電解研磨等の研磨を行った鋼板、
（３）被膜生成に対して不活性であるアルミナ粉末な
ど、あるいは塩化物等の微量添加物を添加した従来公知
の焼鈍分離剤を用い、フォルステライト質の焼鈍被膜が
生成しない条件で仕上げ焼鈍を行った鋼板等を指す。
発明のベースとなる鋼板は５重量％以下のＳｉを含有
し、（１１０）［００１］を主方位とする結晶組織を有
する一方向性珪素鋼板であって、平滑化処理を施したも
のである。ここでいう平滑化処理を施した鋼板とは、従
来公知の方法、たとえば（１）仕上げ焼鈍工程で生成す
るフォルステライト質の被膜、および付随的に生成して
いる界面酸化層を酸に浸漬して除去した鋼板、（２）上
記（１）で得た鋼板を水素中で平坦化焼鈍した鋼板、あ
るいは化学研磨、電解研磨等の研磨を行った鋼板、
（３）被膜生成に対して不活性であるアルミナ粉末な
ど、あるいは塩化物等の微量添加物を添加した従来公知
の焼鈍分離剤を用い、フォルステライト質の焼鈍被膜が
生成しない条件で仕上げ焼鈍を行った鋼板等を指す。
【００１３】本発明鋼板は、上記の鋼板表面に、組成範
囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．９５の珪素酸化物と組成
範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦１．１５のアルミニウム酸
化物との一方若しくは双方を含有する中間層を有してい
る。従来より表面の絶縁被膜を密着させるための中間層
としてはＳｉＯ2 、酸化チタン、アンチモン酸化物、ジ
ルコン酸化物、ＳｉＺｒＯ4 、あるいは焼き付け工程で
生成した鉄−アルミニウム系、珪素−アルミニウム系、
鉄−珪素系、鉄−ホウ素系複合酸化物などが提案されて
いる。しかし、さらに高いレベルでの十分な密着性と磁
気特性（鉄損）を両立させるためには、従来のような成
分の規定のみでは不十分である。本発明では中間層に含
有される酸化物の金属元素と酸素とを特定の比率とし、
さらには後述するような構造、厚さの条件を満足させる
ことによって、従来よりも高いレベルの密着性と磁気特
性（鉄損）を両立させたものである。
囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．９５の珪素酸化物と組成
範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦１．１５のアルミニウム酸
化物との一方若しくは双方を含有する中間層を有してい
る。従来より表面の絶縁被膜を密着させるための中間層
としてはＳｉＯ2 、酸化チタン、アンチモン酸化物、ジ
ルコン酸化物、ＳｉＺｒＯ4 、あるいは焼き付け工程で
生成した鉄−アルミニウム系、珪素−アルミニウム系、
鉄−珪素系、鉄−ホウ素系複合酸化物などが提案されて
いる。しかし、さらに高いレベルでの十分な密着性と磁
気特性（鉄損）を両立させるためには、従来のような成
分の規定のみでは不十分である。本発明では中間層に含
有される酸化物の金属元素と酸素とを特定の比率とし、
さらには後述するような構造、厚さの条件を満足させる
ことによって、従来よりも高いレベルの密着性と磁気特
性（鉄損）を両立させたものである。
【００１４】中間層には、珪素酸化物とアルミニウム酸
化物とのいずれかであっても、あるいは両方が存在して
いてもいっこうに差し支えない。中間層を構成する金属
元素と酸素との比率は、従来より知られた分析・解析手
法によって注意深く決定する必要がある。この比率を決
定する手法としては二次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光
法（ＡＥＳ）などが好適に用いられ、さらに特に高い精
度での情報が必要な場合には、あらかじめ比率が既知で
ある金属酸化物を標準物質として用いて決定することが
好ましい。
化物とのいずれかであっても、あるいは両方が存在して
いてもいっこうに差し支えない。中間層を構成する金属
元素と酸素との比率は、従来より知られた分析・解析手
法によって注意深く決定する必要がある。この比率を決
定する手法としては二次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光
法（ＡＥＳ）などが好適に用いられ、さらに特に高い精
度での情報が必要な場合には、あらかじめ比率が既知で
ある金属酸化物を標準物質として用いて決定することが
好ましい。
【００１５】金属酸化物の組成については、Ｓｉ／Ｏ若
しくはＡｌ／Ｏの値が本発明範囲に満たない場合、金属
元素に対する酸素の比率が多すぎて酸化物層とその内部
の地鉄部との界面が平滑でなくなり、磁気特性が低下す
る。一方、Ｓｉ／Ｏ若しくはＡｌ／Ｏの値が本発明範囲
を超えて大きすぎる場合、酸素に対する金属元素の比率
が大きすぎ、酸化物よりは金属としての性質が強くなり
すぎるため、十分な密着性が確保できないこととなる。
より好ましい金属元素と酸素の比率は０．４０≦Ｓｉ／
Ｏ≦０．８０、０．５５≦Ａｌ／Ｏ≦１．１５であり、
さらに好ましくは０．４５≦Ｓｉ／Ｏ≦０．８０、０．
５５≦Ａｌ／Ｏ≦１．００の範囲である。
しくはＡｌ／Ｏの値が本発明範囲に満たない場合、金属
元素に対する酸素の比率が多すぎて酸化物層とその内部
の地鉄部との界面が平滑でなくなり、磁気特性が低下す
る。一方、Ｓｉ／Ｏ若しくはＡｌ／Ｏの値が本発明範囲
を超えて大きすぎる場合、酸素に対する金属元素の比率
が大きすぎ、酸化物よりは金属としての性質が強くなり
すぎるため、十分な密着性が確保できないこととなる。
より好ましい金属元素と酸素の比率は０．４０≦Ｓｉ／
Ｏ≦０．８０、０．５５≦Ａｌ／Ｏ≦１．１５であり、
さらに好ましくは０．４５≦Ｓｉ／Ｏ≦０．８０、０．
５５≦Ａｌ／Ｏ≦１．００の範囲である。
【００１６】そして、中間層の厚さは５ｎｍ以上１００
０ｎｍ未満が好ましい。厚さが５ｎｍ以下である場合、
酸化物層としては薄すぎて平滑化処理を施した鋼板と最
表面の張力付与型の絶縁被膜との密着に対してほとんど
効果を持たない。また逆に１０００ｎｍ以上であった場
合には酸化物層とその内部の地鉄部との界面が平滑でな
くなり、絶縁被膜との密着性は確保できるものの磁気特
性が低下するため好ましくない。
０ｎｍ未満が好ましい。厚さが５ｎｍ以下である場合、
酸化物層としては薄すぎて平滑化処理を施した鋼板と最
表面の張力付与型の絶縁被膜との密着に対してほとんど
効果を持たない。また逆に１０００ｎｍ以上であった場
合には酸化物層とその内部の地鉄部との界面が平滑でな
くなり、絶縁被膜との密着性は確保できるものの磁気特
性が低下するため好ましくない。
【００１７】また実施例においてこの酸化物層の形成方
法について述べるが、１０００ｎｍ以上の厚さで形成す
るには長時間を必要とするため工業的ではない。より好
ましい酸化物層の厚さは５ｎｍ以上５００ｎｍ未満であ
り、さらに好ましい厚さとしては１０ｎｍ以上５００ｎ
ｍ未満である。
法について述べるが、１０００ｎｍ以上の厚さで形成す
るには長時間を必要とするため工業的ではない。より好
ましい酸化物層の厚さは５ｎｍ以上５００ｎｍ未満であ
り、さらに好ましい厚さとしては１０ｎｍ以上５００ｎ
ｍ未満である。
【００１８】また、これらの中間層が明確な結晶構造を
持たない非晶質構造である場合は、特に本願発明の一方
向性珪素鋼板としては好適である。構造の如何にかかわ
らず本発明における中間層を表面に有することで最表面
に形成する絶縁被膜の密着性は確保できる場合が多い
が、非晶質構造とした方が均一で平滑な界面が得られ、
良好な磁気特性が得られる場合が多い。また、本発明で
好ましい範囲として規定した中間層の厚さの範囲内にお
いて組成の変動を伴っている場合があるが、この変動が
本発明の範囲内であれば全く問題はない。中間層の厚さ
方向の組成分布として、より地鉄に近い内側において金
属元素が多く、表面に近い外側部を酸素が多い組成とす
ることで、平滑な界面と良好な密着性を同時に達成する
ことができ、すなわち良好な密着性と磁気特性を両立す
ることができる。
持たない非晶質構造である場合は、特に本願発明の一方
向性珪素鋼板としては好適である。構造の如何にかかわ
らず本発明における中間層を表面に有することで最表面
に形成する絶縁被膜の密着性は確保できる場合が多い
が、非晶質構造とした方が均一で平滑な界面が得られ、
良好な磁気特性が得られる場合が多い。また、本発明で
好ましい範囲として規定した中間層の厚さの範囲内にお
いて組成の変動を伴っている場合があるが、この変動が
本発明の範囲内であれば全く問題はない。中間層の厚さ
方向の組成分布として、より地鉄に近い内側において金
属元素が多く、表面に近い外側部を酸素が多い組成とす
ることで、平滑な界面と良好な密着性を同時に達成する
ことができ、すなわち良好な密着性と磁気特性を両立す
ることができる。
【００１９】また、中間層に珪素酸化物とアルミニウム
酸化物との双方が存在する場合においては、中間層が珪
素酸化物を含有する層とアルミニウム酸化物を含有する
層との２層からなるようにしてもよいし、これらが明確
な２層となっておらず、一つの層の中に珪素酸化物とア
ルミニウム酸化物との双方が含有されるようにしてもよ
く、さらにはこれらが組成の変動を伴っていても一向に
差し支えない。
酸化物との双方が存在する場合においては、中間層が珪
素酸化物を含有する層とアルミニウム酸化物を含有する
層との２層からなるようにしてもよいし、これらが明確
な２層となっておらず、一つの層の中に珪素酸化物とア
ルミニウム酸化物との双方が含有されるようにしてもよ
く、さらにはこれらが組成の変動を伴っていても一向に
差し支えない。
【００２０】また中間層中にはＳｉ、Ａｌ以外の金属元
素、あるいはＣ、Ｎなどの元素を相当量含んでいてもか
まわない。どの程度まで含有できるかは各元素によって
異なり一概に規定することはできないが、ひとつの目安
として金属元素であればＳｉ、Ａｌの合計量を超えない
範囲、Ｃ、Ｎなどであれば酸素量を超えない範囲であ
る。
素、あるいはＣ、Ｎなどの元素を相当量含んでいてもか
まわない。どの程度まで含有できるかは各元素によって
異なり一概に規定することはできないが、ひとつの目安
として金属元素であればＳｉ、Ａｌの合計量を超えない
範囲、Ｃ、Ｎなどであれば酸素量を超えない範囲であ
る。
【００２１】本発明鋼板の最表面部、すなわち以上述べ
てきた中間層の表面には、ホウ酸アルミニウムを主体と
した張力付与型の絶縁被膜を形成する。これには従来公
知のホウ酸アルミニウム被膜をそのまま適用することが
できる。好ましいホウ酸アルミニウム被膜の態様として
は結晶質であり、それ以外、成分として必要に応じてガ
ラス相形成成分、Ｆｅなどの結晶化促進成分、あるか
り、アルカリ土類金属などの耐食性向上成分などを含ん
でいても一向に差し支えない。ここでいうところの「主
体とした」とは、重量割合で見たときにホウ酸アルミニ
ウム以外の成分がホウ酸アルミニウム成分を超えていな
いということである。すなわち、本発明鋼板には、前述
した中間層の表面に、ホウ酸アルミニウムを５０重量％
以上含有する張力付与型の絶縁被膜を形成するというこ
とに他ならない。
てきた中間層の表面には、ホウ酸アルミニウムを主体と
した張力付与型の絶縁被膜を形成する。これには従来公
知のホウ酸アルミニウム被膜をそのまま適用することが
できる。好ましいホウ酸アルミニウム被膜の態様として
は結晶質であり、それ以外、成分として必要に応じてガ
ラス相形成成分、Ｆｅなどの結晶化促進成分、あるか
り、アルカリ土類金属などの耐食性向上成分などを含ん
でいても一向に差し支えない。ここでいうところの「主
体とした」とは、重量割合で見たときにホウ酸アルミニ
ウム以外の成分がホウ酸アルミニウム成分を超えていな
いということである。すなわち、本発明鋼板には、前述
した中間層の表面に、ホウ酸アルミニウムを５０重量％
以上含有する張力付与型の絶縁被膜を形成するというこ
とに他ならない。
【００２２】
【実施例】以下に表面に酸化物層を有する平滑化した鋼
板、あるいは張力付与型の絶縁被膜の形成方法などを含
め、実施例を用いて本発明を説明する。 （実施例１）アルミナを焼鈍分離剤として仕上げ焼鈍を
行い、表面を鏡面に仕上げた一方向性珪素鋼板（Ｓｉ含
有量：３．２％、厚さ：０．２mm）を表１に示した条件
で所定時間熱処理を行い、表面酸化物層を形成した。表
面酸化物層の性状はＳＩＭＳ、ＸＰＳなどにより測定
し、決定した。この鋼板にホウ酸、およびベーマイトゾ
ルを主成分として含む微粒子分散液を、焼き付け後の被
膜厚さが片面あたり約２μｍとなるようにロールコータ
ーで塗布し、乾燥・ゲル化工程を経た後、最終的にＨ2
を７５ｖｏｌ％含有するＮ2 雰囲気中で８００〜８５０
℃、約３０秒間焼き付けてホウ酸アルミニウム質被膜を
形成した。
板、あるいは張力付与型の絶縁被膜の形成方法などを含
め、実施例を用いて本発明を説明する。 （実施例１）アルミナを焼鈍分離剤として仕上げ焼鈍を
行い、表面を鏡面に仕上げた一方向性珪素鋼板（Ｓｉ含
有量：３．２％、厚さ：０．２mm）を表１に示した条件
で所定時間熱処理を行い、表面酸化物層を形成した。表
面酸化物層の性状はＳＩＭＳ、ＸＰＳなどにより測定
し、決定した。この鋼板にホウ酸、およびベーマイトゾ
ルを主成分として含む微粒子分散液を、焼き付け後の被
膜厚さが片面あたり約２μｍとなるようにロールコータ
ーで塗布し、乾燥・ゲル化工程を経た後、最終的にＨ2
を７５ｖｏｌ％含有するＮ2 雰囲気中で８００〜８５０
℃、約３０秒間焼き付けてホウ酸アルミニウム質被膜を
形成した。
【００２３】
【表１】
【００２４】得られた方向性珪素鋼板の絶縁被膜の密着
性、磁気特性を表１に示した。ホウ酸アルミニウム被膜
の密着性は、所定の径の円柱に、その角度が１８０°に
なるように巻き付け試験を行い、剥離が生じた円柱の直
径で評価した。φ２０以下であれば合格、φ２０超〜φ
３０は要注意、φ３０超は不合格レベルである。磁気特
性は試験片１０枚の平均値とした。鉄損の評価指標とし
て、従来方法においてはＷ17/50 で０．８０〜０．８５
Ｗ／ｋｇクラスのものが得られており、このレベル以下
であれば合格であるが、０．８５Ｗ／ｋｇを越えるよう
な場合には低鉄損鋼板としての範疇には入らないものと
して不合格とした。総合評価は密着性とこの鉄損とを中
心に総合的に考慮して評価し、◎、○は合格レベル、△
は何とか使用可能であるも要注意、×は不合格である。
性、磁気特性を表１に示した。ホウ酸アルミニウム被膜
の密着性は、所定の径の円柱に、その角度が１８０°に
なるように巻き付け試験を行い、剥離が生じた円柱の直
径で評価した。φ２０以下であれば合格、φ２０超〜φ
３０は要注意、φ３０超は不合格レベルである。磁気特
性は試験片１０枚の平均値とした。鉄損の評価指標とし
て、従来方法においてはＷ17/50 で０．８０〜０．８５
Ｗ／ｋｇクラスのものが得られており、このレベル以下
であれば合格であるが、０．８５Ｗ／ｋｇを越えるよう
な場合には低鉄損鋼板としての範疇には入らないものと
して不合格とした。総合評価は密着性とこの鉄損とを中
心に総合的に考慮して評価し、◎、○は合格レベル、△
は何とか使用可能であるも要注意、×は不合格である。
【００２５】表１から、本願発明の構造の一方向性珪素
鋼板において絶縁被膜の密着性に優れ、良好な磁気特性
が得られていることがわかる。一方、本願発明の範囲外
の構造を有する一方向性珪素鋼板（比較例）では、著し
い密着性不良が生じたり、磁気特性の低下がおこってい
る。
鋼板において絶縁被膜の密着性に優れ、良好な磁気特性
が得られていることがわかる。一方、本願発明の範囲外
の構造を有する一方向性珪素鋼板（比較例）では、著し
い密着性不良が生じたり、磁気特性の低下がおこってい
る。
【００２６】従って、平滑化／鏡面化した鋼板に絶縁被
膜を密着性良く形成し、良好な磁気特性を得るために
は、本願発明に記載した構造の一方向性珪素鋼板とする
ことが必要である。
膜を密着性良く形成し、良好な磁気特性を得るために
は、本願発明に記載した構造の一方向性珪素鋼板とする
ことが必要である。
【００２７】
【発明の効果】本願発明の低鉄損一方向性珪素鋼板は、
平滑化／鏡面化した表面に所定の組成、厚さ、構造の酸
化物層を有することで、最外層に優れた密着性の張力付
与型の絶縁被膜と良好な磁気特性を両立した鋼板であ
る。この鋼板によって著しく損失の少ない一方向性珪素
鋼板が得られ、またこれを製造するにあたっては中間層
を形成する工程が加わるほかは従来の工程と同じであ
り、設備的にも従来のものをそのまま使用できるため、
汎用性、量産性の観点からも工業的効果は甚大である。
平滑化／鏡面化した表面に所定の組成、厚さ、構造の酸
化物層を有することで、最外層に優れた密着性の張力付
与型の絶縁被膜と良好な磁気特性を両立した鋼板であ
る。この鋼板によって著しく損失の少ない一方向性珪素
鋼板が得られ、またこれを製造するにあたっては中間層
を形成する工程が加わるほかは従来の工程と同じであ
り、設備的にも従来のものをそのまま使用できるため、
汎用性、量産性の観点からも工業的効果は甚大である。
Claims (3)
- 【請求項１】 ５重量％以下のＳｉを含有し、（１１
０）［００１］を主方位とする結晶組織を有する一方向
性珪素鋼板であって、該一方向性珪素鋼板の平滑化処理
を施した表面に、組成範囲が０．４０≦Ｓｉ／Ｏ≦０．
９５の珪素酸化物と組成範囲が０．５２≦Ａｌ／Ｏ≦
１．１５のアルミニウム酸化物との一方若しくは双方を
含有する中間層を有し、該中間層の表面にホウ酸アルミ
ニウムを主体とした張力付与型の絶縁被膜が形成されて
いることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。 - 【請求項２】 中間層の厚みが５ｎｍ以上１０００ｎｍ
未満であることを特徴とする請求項１記載の低鉄損一方
向性珪素鋼板。 - 【請求項３】 中間層に含まれる酸化物が非晶質構造で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の低鉄損一方
向性珪素鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09750498A JP3456893B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 低鉄損一方向性珪素鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09750498A JP3456893B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 低鉄損一方向性珪素鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293473A true JPH11293473A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3456893B2 JP3456893B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=14194101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09750498A Expired - Lifetime JP3456893B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 低鉄損一方向性珪素鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456893B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113286903A (zh) * | 2019-01-16 | 2021-08-20 | 日本制铁株式会社 | 方向性电磁钢板、方向性电磁钢板用的中间钢板及它们的制造方法 |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP09750498A patent/JP3456893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113286903A (zh) * | 2019-01-16 | 2021-08-20 | 日本制铁株式会社 | 方向性电磁钢板、方向性电磁钢板用的中间钢板及它们的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3456893B2 (ja) | 2003-10-14 |
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