JPH1180909A - Low iron loss grain-oriented silicon steel sheet good in adhesion of tension-applied type coating - Google Patents

Low iron loss grain-oriented silicon steel sheet good in adhesion of tension-applied type coating

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JPH1180909A
JPH1180909A JP9256110A JP25611097A JPH1180909A JP H1180909 A JPH1180909 A JP H1180909A JP 9256110 A JP9256110 A JP 9256110A JP 25611097 A JP25611097 A JP 25611097A JP H1180909 A JPH1180909 A JP H1180909A
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steel sheet
tension
coating
silicon steel
oriented silicon
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JP9256110A
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Hiroshi Yamaguchi
山口  広
Minoru Takashima
高島  稔
Michiro Komatsubara
道郎 小松原
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the adhesion of coating, to impart strong tension to a steel sheet and to improve the effect of improving iron loss by applying metallic plating to the magnetically smoothened surface of a steel sheet, furthermore subjecting the plated face to electrolytic etching and thereafter forming tension- applied type coating. SOLUTION: As for the metallic plating, one or two kinds among the simple substances and alloys Ni, Co, Fe, Cu and Cr are used, an a plating layer having 0.1 to 5 μm thickness is formed. After that, it is subjected to electrolytic etching, and 1/10 to 2/3 of the plating layer thickness is eluted to make the plated face porous, and coating of phosphate-colloidal silica-chromic acid or the like is applied thereto. Furthermore, it is simple and rational that the electrolytic etching is executed in such a manner that, in succession to the metallic plating in an electrolytic plating bath, the polarity is reversed. Since the plated metal subjected to the etching is reduced into the plating bath as it is, it can again be reutilized for the plating of a steel sheet.

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、低鉄損の方向性珪素鋼
板およびその製造方法に係り、特に張力付加型絶縁被膜
の密着性の良い低鉄損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 low-loss directional silicon steel sheet and a method for producing the same, and more particularly to a low-iron-loss directional silicon steel sheet having good adhesion of a tension-adding type insulating film and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】方向性珪素鋼板は主として変圧器その他
の電気機器の鉄心材料として使用され、磁束密度および
鉄損値等の磁気特性に優れることが基本的に重要であ
り、特にエネルギーロスを少なくするため、低鉄損の材
料が求められている。鉄損の低減には板厚を低減するこ
とのほか、Si含有量を増す、結晶方位の配向性を高め
る等の方法があるが、それに加えて鋼板に張力を付加す
ることが有効である。鋼板への張力の付与方法として
は、鋼板より熱膨張係数の小さい材質からなる被膜を設
けることが一般に採用されている。すなわち珪素鋼板の
仕上焼鈍工程で、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布してフォ
ルステライトを主成分被膜を形成させ、さらにその上に
低熱膨張性の張力付加型の絶縁コーティングを上塗りし
て製品とし、強力な張力を鋼板に与えるのである。
2. Description of the Related Art Grain-oriented silicon steel sheets are mainly used as iron core materials for transformers and other electric equipment, and it is basically important that they have excellent magnetic properties such as magnetic flux density and iron loss value. Therefore, a material with low iron loss is required. To reduce iron loss, besides reducing the sheet thickness, there are methods such as increasing the Si content and increasing the orientation of the crystal orientation. In addition, it is effective to apply tension to the steel sheet. As a method of applying tension to a steel sheet, it is generally adopted to provide a coating made of a material having a smaller thermal expansion coefficient than that of the steel sheet. In other words, in the finish annealing process of silicon steel sheet, an annealing separator is applied to the steel sheet surface to form a forsterite-based coating, and a low-thermal-expansion, tension-applied insulating coating is further applied thereon to form a product, It gives strong tension to the steel plate.

【0003】ところで、近年鋼板表面を磁気的に平滑化
する手法が、例えば仕上焼鈍工程で意図的にフォルステ
ライト被膜の形成を抑制したり、形成されたフォルステ
ライト被膜を除去した後、その表面を平滑に仕上げる手
法が開発され、それにより著しい鉄損の減少が認められ
ることが明らかとなってきている。例えば、特公昭52
−24499号公報には仕上焼鈍後、酸洗により表面生
成物を除去し、次いで化学研磨または電解研磨により鏡
面状態に仕上げる方法が、特公平4−72920号公報
には表面生成物を除去した後、ハロゲン化物水溶液中で
電解処理する方法が開示されている。また、特開平−4
3943号公報にはフォルステライト被膜を除去後、1
000〜1200℃の水素気流中でサーマルエッチング
する方法が開示されている。このような表面処理によっ
て鉄損が減少するのは、磁化過程において鋼板の表面近
傍の磁壁移動の妨げとなるピニングサイトが減少し、ヒ
ステリシス損失が減少するためである。
In recent years, a method of magnetically smoothing the surface of a steel sheet has been proposed, for example, by intentionally suppressing the formation of a forsterite film in a finish annealing step or removing the formed forsterite film, and then removing the surface. Techniques have been developed to provide a smooth finish, and it has become clear that significant reductions in iron loss are observed. For example, Tokiko Sho 52
Japanese Patent Publication No. 24499 discloses a method of removing a surface product by pickling after finish annealing and then polishing to a mirror surface by chemical polishing or electrolytic polishing. And a method of performing an electrolytic treatment in an aqueous halide solution. In addition, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 3943 discloses that after removing the forsterite film, 1
A method for performing thermal etching in a hydrogen stream at 000 to 1200 ° C. is disclosed. The iron loss is reduced by such a surface treatment because pinning sites that hinder domain wall movement near the surface of the steel sheet in the magnetization process are reduced, and hysteresis loss is reduced.

【0004】フォルステライト被膜を有する方向性珪素
鋼板に適用される張力付加型の絶縁被膜は一般に、アル
ミニウムあるいはアルカリ土類金属のりん酸塩、コロイ
ダルシリカおよび、無水クロム酸またはクロム酸塩を主
成分とした処理液を塗布し、焼付けすることによって形
成される。しかしながら、上記張力付加型の被膜は下地
である鋼板との密着力が強くなければ被膜が剥落してし
まうという問題がある。従って、フォルステライト系の
仕上げ焼鈍被膜が鋼板表面に存在する場合には、十分な
密着力が得られるので問題ないが、上述の鏡面化等の表
面平滑化処理を行ない、フォルステライト系仕上焼鈍被
膜を欠く場合には、張力付加型被膜を十分密着させるこ
とができず、このため表面を磁気的に平滑化し鉄損を低
減する技術と張力付与型被膜による鉄損低減技術とを並
立させることが長年の課題となっている。
[0004] A tension-added insulating coating applied to a grain-oriented silicon steel sheet having a forsterite coating is generally composed mainly of aluminum or alkaline earth metal phosphate, colloidal silica, and chromic anhydride or chromate. It is formed by applying and baking a treating solution. However, there is a problem that the above-mentioned tension-applied type film is liable to be peeled off unless the adhesion to the steel sheet as the base is strong. Therefore, when the forsterite finish annealing coating is present on the steel sheet surface, sufficient adhesion can be obtained, so there is no problem. However, the above-mentioned surface smoothing treatment such as mirror finishing is performed, and the forsterite finishing annealing coating is performed. In the case of lacking, the tension-added type coating cannot be sufficiently adhered, and therefore, the technology for reducing iron loss by magnetically smoothing the surface and the technology for reducing iron loss by using the tension-added type coating can be used in parallel. It has been an issue for many years.

【0005】かかる課題の解決のため、従来いくつかの
方法が提案されてきた。例えば、特公昭52−2449
9号公報、特公平7−118409号公報および、特開
平8−222423号公報には金属めっき後、特開平6
−184762号公報にはシリカ(SiO2)薄膜を形
成させた後、コーティング液を塗布、焼付ける方法が示
されている。また、特公昭56−4150号公報にはセ
ラミックス薄膜を蒸着、スパッタリング、溶射などによ
って形成させる方法が、さらに特公昭63−54767
号には窒化物や炭化物のセラミックス被膜をイオンプレ
ーティングまたはイオンインプランテーションによって
形成する方法が示されている。特公平2−243770
号には、いわゆるゾル−ゲル法によってセラミックス被
膜を形成する方法が開示されている。
[0005] In order to solve such problems, several methods have conventionally been proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 52-2449
No. 9, JP-B-7-118409 and JP-A-8-222423, after metal plating,
JP-A-184762 discloses a method in which a silica (SiO 2 ) thin film is formed, and then a coating liquid is applied and baked. Japanese Patent Publication No. Sho 56-4150 discloses a method of forming a ceramic thin film by vapor deposition, sputtering, thermal spraying or the like.
No. 1 discloses a method of forming a ceramic film of nitride or carbide by ion plating or ion implantation. Tokuhei 2-243770
Discloses a method for forming a ceramic film by a so-called sol-gel method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、平滑
化された表面を有する鋼板に張力を付与する方法として
発明されたものではあるが、いくつかの問題点を有し、
未だ実用化されるに至っていない。すなわち、金属薄め
っきを下地とし、その上にコーティング処理する方法で
は被膜の密着性が十分ではなく、シリカ(SiO2)薄
膜を形成させる方法は張力付加効果が劣り、鉄損の改善
効果は十分ではなかった。また、窒化物や炭化物あるい
はその組合わせからなるセラミックス被膜はいずれもそ
の熱膨張係数が地鉄と比較してかなり低いため熱膨張係
数差による張力被膜は大きいが、それゆえ地鉄と被膜と
の曲げ密着性に問題があった。さらに蒸着、スパッタリ
ング、溶射、イオンプレーティング、イオンインプラン
テーションあるいはゾル−ゲル法によるセラミックス被
膜は高コストである上、大面積を大量処理する際の均一
性確保が困難なため、所期の鉄損改善効果が得られず、
工業生産上の問題が解決されなかった。
Although these methods have been invented as methods for applying tension to a steel sheet having a smoothed surface, they have some problems.
It has not yet been put to practical use. That is, the method of forming a thin metal plating as a base and performing a coating treatment on the base is not sufficient in adhesion of the coating, and the method of forming a silica (SiO 2 ) thin film is inferior in the effect of applying tension, and the effect of improving iron loss is not sufficient. Was not. In addition, any ceramic coating made of nitride, carbide or a combination thereof has a significantly lower thermal expansion coefficient than that of ground iron, so the tensile coating due to the difference in thermal expansion coefficient is large. There was a problem in bending adhesion. Furthermore, ceramic coatings formed by vapor deposition, sputtering, thermal spraying, ion plating, ion implantation, or sol-gel methods are expensive and difficult to maintain uniformity when processing large areas in large quantities. No improvement effect is obtained,
The problem of industrial production was not solved.

【0007】本発明は、これらの従来技術の問題点を有
利に解決し、磁気的に平滑な表面を有する方向性珪素鋼
板上に十分な密着性を持った張力付加型の絶縁コーティ
ングを形成させ、更なる磁気特性向上を図ることを目的
とする。なお、「磁気的平滑さ」とは、いわゆる中心線
平均粗さ(Ra)だけで規定されるものでなく、例えば
ハロゲン化物水溶液中での電解処理によって得られるテ
ラス状の{110}面と段差により構成されるグレイニ
ング様面もRaは大きいが、ヒステリシス損失は極めて
低く、磁気的に平滑であるといえる。
The present invention advantageously solves these problems of the prior art, and forms a tension-applied insulating coating having sufficient adhesion on a grain-oriented silicon steel sheet having a magnetically smooth surface. It is another object of the present invention to further improve the magnetic characteristics. The “magnetic smoothness” is not limited to the so-called center line average roughness (Ra), but may be, for example, a terrace-like {110} surface obtained by electrolytic treatment in an aqueous halide solution. Is large, but the hysteresis loss is extremely low, and it can be said that the surface is magnetically smooth.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、発明者らがフ
ォルステライト系被膜のない平滑な方向性珪素鋼板に、
張力付加型の絶縁コーティングを施す場合、両者の密着
性を確保できる下地について種々の検討を行なった結
果、完成するに至ったものであり、磁気的に平滑化され
た表面を有する方向性珪素鋼板表面上に、電解エッチン
グされた金属めっき層を介して張力付加型被膜を有せし
めることにより、目的を達するものである。
Means for Solving the Problems The present invention provides a smooth grain oriented silicon steel sheet having no forsterite coating,
In the case of applying a tension-added type insulating coating, various studies were conducted on a base that could secure the adhesion between the two, and as a result, it was completed, and a directional silicon steel sheet having a magnetically smoothed surface The object is achieved by providing a tension-adding type coating on the surface via an electrolytically etched metal plating layer.

【0009】上記において金属めっき層は、Ni、C
o、Fe、Cu、Crのうち、1種または2種以上の単
体またはこれらの合金とするものであり、さらに金属め
っき層の厚さは0.1〜5μmとし、その1/10〜2
/3が電解により溶出し、ポーラスな表面を呈している
ものとするものである。
In the above, the metal plating layer is made of Ni, C
o, Fe, Cu, and Cr, one or more of them alone or an alloy thereof, and the thickness of the metal plating layer is set to 0.1 to 5 μm.
/ 3 is eluted by the electrolysis and has a porous surface.

【0010】また上記、張力付加型被膜の密着性の良い
低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法として、磁気的に平滑
な表面を有する方向性珪素鋼板の表面に金属めっきを施
した後、当該めっき面に対して電解エッチングを行な
い、さらに、張力付加型被膜を施すものであり、その際
金属めっきは、Ni、Co、Fe、Cu、Crの1種ま
たは2種以上の単体またはこれらの合金により厚さ0.
1〜5μmの範囲で行なうものとし、更に電解エッチン
グは金属めっき層の1/10〜2/3が電解により溶出
する範囲で行なわれるものとするものである。また、金
属めっきを電解めっき浴中において行ない、その後該電
解めっき浴中において、極性を反転させて電解エッチン
グを行なうこととするものである。
[0010] As a method for producing a low-iron-loss oriented silicon steel sheet having good adhesion of a tension-adding type coating, a method of producing a low-loss oriented silicon steel sheet having a magnetically smooth surface by applying metal plating to the surface of the oriented silicon steel sheet, Electroplating is performed on the plating surface, and a tension-applied coating is further applied. At this time, the metal plating is performed by using one or more of Ni, Co, Fe, Cu, Cr, or an alloy thereof. With a thickness of 0.
The etching is performed in a range of 1 to 5 μm, and the electrolytic etching is performed in a range where 1/10 to 2/3 of the metal plating layer is eluted by electrolysis. Further, metal plating is performed in an electrolytic plating bath, and thereafter, in the electrolytic plating bath, electrolytic etching is performed with the polarity reversed.

【0011】[0011]

【発明の実施の態様】本発明においては、まず、常法に
より、方向性珪素鋼板が製造される。即ち、Si2〜
4.5%を含有する方向性珪素鋼素材に対し、熱間圧延
および必要に応じ、中間焼鈍を挟んで冷間焼鈍を行なっ
て、最終板厚(一般には0.2〜0.3mm)の冷延板
を得、該冷延板に対し、脱炭、一次再結晶焼鈍を施した
後、マグネシア(MgO)を主成分とする焼鈍分離剤を
塗布して二次再結晶と鋼板の純化を兼ねる最終焼鈍を行
なって、(110)〔001〕方位の十分発達した方向
性珪素鋼を得る。本発明においては、上記方向性珪素鋼
の製造方法はいかなる手段を使用してもよく、特に制限
はない。例えば焼鈍分離剤として、MgO以外のものを
使用し、フォルステライト被膜の生成をさせないように
してもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, first, a grain-oriented silicon steel sheet is manufactured by an ordinary method. That is, Si2
The directional silicon steel material containing 4.5% is subjected to hot rolling and, if necessary, cold annealing with intervening intermediate annealing to obtain a final sheet thickness (generally 0.2 to 0.3 mm). After obtaining a cold rolled sheet and subjecting the cold rolled sheet to decarburization and primary recrystallization annealing, an annealing separator containing magnesia (MgO) as a main component is applied to perform secondary recrystallization and purification of the steel sheet. By performing the final annealing that also serves as the directional silicon steel, the (110) [001] orientation is sufficiently developed. In the present invention, any method may be used for the method for producing a grain-oriented silicon steel, and there is no particular limitation. For example, a material other than MgO may be used as the annealing separator to prevent the formation of a forsterite film.

【0012】上記により得られた方向性珪素鋼板に対し
て、必要により、硫酸等の溶液による酸洗処理を施し、
フォルステライトなどの表面被膜を除去し、さらに電解
研磨を行なって方向性珪素鋼の表面を磁気的に平滑化す
る。電解研磨は一般に、りん酸−クロム酸浴中で公知の
手段により行なえばよく、鋼板表面が磁気的に平滑化さ
れるものであれば、その手段は問わない。また、いわゆ
るフォルステライト被膜の生成が抑制されている場合な
ど、最終焼鈍された状態で、鋼板表面が磁気的に十分平
滑化されている場合は、電解研磨を省略することも可能
である。なお、「磁気的に平滑」とは、磁壁移動のピニ
ングサイトの減少した表面状態をいい、いわゆる中心線
平均粗さ(Ra)だけで規定されるものでなく、例えば
ハロゲン化物水溶液中での電解処理によって得られるテ
ラス状の{110}面と段差により構成されるグレイニ
ング様面も含まれ、鋼板のヒステリシス損失を測定する
ことによって判定できる。
If necessary, the grain-oriented silicon steel sheet obtained above is subjected to pickling treatment with a solution such as sulfuric acid.
The surface film such as forsterite is removed, and electrolytic polishing is further performed to magnetically smooth the surface of the directional silicon steel. In general, electropolishing may be performed by a known means in a phosphoric acid-chromic acid bath, and any means may be used as long as the steel sheet surface is magnetically smoothed. In addition, when the steel sheet surface is sufficiently magnetically smooth in the final annealed state, for example, when the formation of a so-called forsterite film is suppressed, the electrolytic polishing can be omitted. The term “magnetically smooth” refers to a surface state in which the number of pinning sites for domain wall motion is reduced, and is not limited to the so-called center line average roughness (Ra). It also includes a terrace-like {110} surface obtained by processing and a graining-like surface composed of steps, and can be determined by measuring the hysteresis loss of the steel sheet.

【0013】上記により得られた磁気的に平滑化された
表面を有する電磁鋼板に対し、金属めっきを施す。金属
めっきは通常のめっき浴中で鋼板を陰極として電気めっ
きすることにより行なう。めっき金属としては、800
℃程度の張力コーティングの焼付け温度や歪取り焼鈍温
度で液化する低融点金属あるいは合金でなければよく、
Ni、Co、Fe、Cu、Cr等が工業的にも利用しや
すく、単独または複合ないし合金めっきとして用いるこ
とができる。
The magnetic steel sheet having the magnetically smoothed surface obtained as described above is subjected to metal plating. Metal plating is performed by electroplating using a steel sheet as a cathode in a usual plating bath. 800 as plating metal
It does not need to be a low-melting metal or alloy that liquefies at the baking temperature of tension coating of about ℃ or the strain relief annealing temperature.
Ni, Co, Fe, Cu, Cr and the like are easily used industrially and can be used alone or as composite or alloy plating.

【0014】めっき層の厚さは0.1〜5μmの範囲が
好適である。薄すぎると張力コーティングの密着性が十
分でなかったり、正極電解処理時にめっき層だけでなく
鋼板自身もエッチングされてしまうからである。また、
厚すぎると、珪素鋼板としての占積率が低下するので好
ましくない。めっき条件は浴の種類によって種々変化す
るので一概には言えないが、電流密度はおよそ1〜10
0A/dm2の範囲が目的のめっき層を形成するのに適
している。
[0014] The thickness of the plating layer is preferably in the range of 0.1 to 5 µm. If the thickness is too small, the adhesion of the tension coating is not sufficient, and not only the plating layer but also the steel sheet itself is etched during the positive electrode electrolytic treatment. Also,
If the thickness is too large, the space factor of the silicon steel sheet is undesirably reduced. Since the plating conditions vary depending on the type of bath, it cannot be said unconditionally, but the current density is about 1 to 10
The range of 0 A / dm 2 is suitable for forming a target plating layer.

【0015】金属めっきされた方向性珪素鋼板には、つ
いで電解エッチング処理が施される。電解エッチング
は、めっきされた鋼板を正極として電解を行なうことに
よって行なうが、金属めっきを行なった槽の浴中でめっ
き時に陰極としていた鋼板の極性をめっき終了後、反転
させ正極とすることにより実施するのが、簡便かつ合理
的である。エッチングされた被めっき金属は、そのまま
めっき浴中にイオンとして還元されるので、再び鋼板の
めっき処理に利用でき、工業的にもきわめて有利であ
る。
[0015] The metal-plated grain-oriented silicon steel sheet is then subjected to electrolytic etching. Electrolytic etching is carried out by performing electrolysis using a plated steel plate as a positive electrode, but in a bath of a metal-plated bath, after inverting the polarity of a steel plate used as a cathode at the time of plating, by inverting the polarity to make a positive electrode. It is simple and rational. Since the etched metal to be plated is directly reduced as ions in the plating bath, it can be used again for the plating treatment of the steel sheet, which is industrially extremely advantageous.

【0016】電解処理量は、電析させためっき総量を超
える範囲でなければ特に限定されないが、めっき層の1
/10〜2/3程度が好ましい。この範囲で、上記めっ
き層は鋼板に対し、電気めっき特有の強い密着性を持つ
とともに、電解エッチングにより粗くポーラス状の表面
を呈し、該めっき層上に形成される張力被膜が浸透し、
両者が広い表面積で接し、張力被膜の密着性が非常に大
になるからである。なお、電解エッチング処理を施さな
い場合は、めっき面は均一または平坦となり張力コーテ
ィングの密着性を確保することができない。
The amount of the electrolytic treatment is not particularly limited as long as it does not exceed the total amount of the electrodeposited plating.
It is preferably about / 10 to 2/3. In this range, the plating layer has a strong adhesion characteristic of electroplating to the steel sheet, and presents a rough and porous surface by electrolytic etching, and a tensile coating formed on the plating layer penetrates,
This is because both come into contact with a large surface area, and the adhesion of the tension film becomes very large. If the electrolytic etching treatment is not performed, the plating surface becomes uniform or flat, and the adhesion of the tension coating cannot be secured.

【0017】エッチング処理を施した金属めっき層の上
に張力コーティングを形成させる。張力コーティングの
種類としては、従来からフォルステライト被膜を有する
方向性珪素鋼板に用いられているりん酸塩−コロイダル
シリカ−クロム酸系のコーティング等がその効果および
コスト、均一処理性などの点から好適である。コーティ
ングの厚みとしては、張力付与効果や占積率、被膜密着
性等の点から0.3〜10μm程度の範囲が好ましい。
なお、張力コーティングとして上記以外にも特開平6−
65754号公報、特開平6−65755号公報、特開
平6−299366号公報などで提案されている硼酸−
アルミナ等の酸化物系被膜を適用することも可能であ
り、その目的を達する限り、特に限定されない。
A tension coating is formed on the etched metal plating layer. As a kind of the tension coating, a phosphate-colloidal silica-chromic acid-based coating, etc., which has been conventionally used for a grain oriented silicon steel sheet having a forsterite film, is preferable in view of its effect, cost, uniform processing property, and the like. It is. The thickness of the coating is preferably in the range of about 0.3 to 10 [mu] m from the viewpoint of the effect of imparting tension, the space factor, and the adhesion of the coating.
In addition, besides the above, as a tension coating,
No. 65754, JP-A-6-65755, JP-A-6-299366 and the like.
It is also possible to apply an oxide-based coating such as alumina, and there is no particular limitation as long as the purpose is achieved.

【0018】このようにして得られた鋼板に、更なる鉄
損低減を目的としてレーザーあるいはプラズマ炎等を照
射して、磁区の細分化を行なっても絶縁コーティングの
密着性にはなんら支障は生じない。また、本発明の方向
性珪素鋼板の製造工程の任意の段階で磁区細分化のた
め、表面にエッチングや歯形ロールで一定間隔の溝を形
成することも、一層の鉄損低減を図る手段として有効で
ある。
Irradiation of the steel sheet thus obtained with a laser or plasma flame for the purpose of further reducing iron loss does not hinder the adhesion of the insulating coating even if the magnetic domains are subdivided. Absent. In addition, in order to refine magnetic domains at any stage of the production process of the grain-oriented silicon steel sheet of the present invention, forming grooves at regular intervals by etching or tooth-shaped rolls on the surface is also effective as a means for further reducing iron loss. It is.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

【実施例1】3%Siを含有する最終板厚0.23mm
に圧延された冷延板を、脱炭、一次再結晶焼鈍した後、
MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、二次再結晶
過程と純化過程を含む最終焼鈍を施した。この仕上焼鈍
板を硫酸酸洗し、表面のフォルステライトを除去し、次
いでりん酸−クロム酸浴中で電解研磨を行ない、表面を
磁気的に平滑化した。このようにして得られた鋼板に、
表1に示すめっき層の電析および電解エッチングを連続
的に行なった。被めっき金属はニッケル(Ni)で、め
っき層の電析は鋼板を陰極電解することによってなさ
れ、次いで鋼板極性を反転させて陽極電解し、めっき層
表面のエッチング処理を行なった。めっき浴は硫酸ニッ
ケル(NiSO4)400g/l、塩化ニッケル(Ni
Cl2)85g/l、硼酸(H3BO3)50g/lから
なるワット浴を使用した。その後、張力コーティングと
してりん酸マグネシウム、コロイダルシリカおよび無水
クロム酸を主成分とする水性処理液を塗布し、800℃
で焼き付け約3.0μmの厚さの被膜を形成させた。得
られた鋼板の磁束密度(B8)、鉄損(W17/50)
を測定し、さらに被膜密着性を評価した。被膜の密着性
は種々の径を持つ丸棒に試料を巻き付け、被膜が剥離し
ない最小径(mm)で評価した。これらの結果を表1に
まとめて併記した。表1から明らかなように、めっきを
行なわなかった比較例の試料No.6はコーティング被
成時に被膜の剥離が見られ、密着性はきわめて悪かっ
た。コーティングによる張力効果がないため鉄損値も不
良である。また、めっき層をエッチング処理していない
比較例の試料No.4、5も張力コーティングの密着性
は悪く、鉄損値レベルも十分ではない。これらに対し、
本発明に適合する適合例のNo.1〜3は優れた鉄損、
被膜密着性を示している。
Example 1 Final thickness 0.23 mm containing 3% Si
After rolling the cold-rolled sheet to decarburization and primary recrystallization annealing,
An annealing separator containing MgO as a main component was applied, and a final annealing including a secondary recrystallization process and a purification process was performed. The finished annealed plate was washed with sulfuric acid to remove forsterite on the surface, and then electropolished in a phosphoric acid-chromic acid bath to magnetically smooth the surface. The steel plate obtained in this way
Electrodeposition and electrolytic etching of the plating layer shown in Table 1 were continuously performed. The metal to be plated was nickel (Ni), and the plating layer was electrodeposited by subjecting the steel sheet to cathodic electrolysis. Then, the polarity of the steel sheet was reversed and anodic electrolysis was performed to etch the surface of the plating layer. The plating bath was nickel sulfate (NiSO 4 ) 400 g / l, nickel chloride (Ni
A Watt bath consisting of 85 g / l Cl 2 and 50 g / l boric acid (H 3 BO 3 ) was used. Thereafter, an aqueous treatment liquid containing magnesium phosphate, colloidal silica and chromic anhydride as main components was applied as a tension coating, and 800 ° C.
Baking to form a film having a thickness of about 3.0 μm. Magnetic flux density (B8), iron loss (W17 / 50) of the obtained steel sheet
Was measured, and the film adhesion was further evaluated. The adhesion of the coating was evaluated by wrapping the sample around a round bar having various diameters and the minimum diameter (mm) at which the coating did not peel off. Table 1 summarizes these results. As is clear from Table 1, the sample No. of the comparative example in which plating was not performed. In No. 6, peeling of the coating was observed at the time of coating, and the adhesion was extremely poor. The iron loss value is also poor because there is no tension effect due to the coating. In addition, the sample No. of the comparative example in which the plating layer was not subjected to the etching treatment. 4 and 5, the adhesion of the tension coating is poor, and the iron loss level is not sufficient. In contrast,
No. of the conforming example conforming to the present invention. 1-3 are excellent iron loss,
The film shows adhesiveness.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【実施例2】3%Siを含有する最終板厚0.23mm
に圧延された冷延板を、脱炭、一次再結晶焼鈍した後、
アルミナ(Al23)を主成分とし、これにCaSiO
3およびMgOを添加した焼鈍分離剤を塗布し、二次再
結晶過程と純化過程を含む最終焼鈍を施した。塩酸(H
Cl)酸洗し表面のフォルステライトを除去した後、フ
ッ酸−過酸化水素水(HF−H22)浴中で化学研磨を
行ない、表面を磁気的に平滑化した。得られた鋼板に、
表2に示すクロムめっき層の電析とその表面エッチング
を行なった。めっきは無水クロム酸250g/lと硫酸
2.5g/lからなるサージェント浴組成で行ない、実
施例1と同様に電析とエッチングを行なわない実験例も
実施した。その後、張力コーティングとして、硼酸、ア
ルミナゾルを主成分とする水性処理液を塗布し、950
℃で焼き付け、約5.0μmの厚さの被膜を形成させ
た。得られた方向性珪素鋼板について、実施例1と同様
にして磁気特性および被膜密着性を評価した。これらの
結果を表2にまとめて併記した。表2か明らかなよう
に、めっきを行なわなかった比較例の試料No.16
や、めっき層をエッチング処理していない比較例の試料
No.14、15も張力コーティングの密着性、鉄損値
とも不良である。これらに対し、本発明に適合する適合
例の試料No.11〜13は優れた鉄損値と格段に優れ
た被膜密着性を示している。
Example 2 Final plate thickness 0.23 mm containing 3% Si
After rolling the cold-rolled sheet to decarburization and primary recrystallization annealing,
Alumina (Al 2 O 3 ) as the main component, with CaSiO
An annealing separator containing 3 and MgO was applied, and a final annealing including a secondary recrystallization process and a purification process was performed. Hydrochloric acid (H
Cl) After pickling to remove forsterite surface, hydrofluoric acid - hydrogen peroxide (HF-H 2 O 2) subjected to chemical polishing in the bath, was magnetically smooth surface. On the obtained steel sheet,
The chromium plating layer shown in Table 2 was electrodeposited and its surface was etched. Plating was performed with a sargent bath composition consisting of 250 g / l of chromic anhydride and 2.5 g / l of sulfuric acid, and an experiment example in which electrodeposition and etching were not performed as in Example 1 was also performed. Thereafter, as a tension coating, an aqueous treatment liquid containing boric acid and alumina sol as main components is applied, and 950 is applied.
It was baked at ℃ to form a coating having a thickness of about 5.0 μm. The obtained grain-oriented silicon steel sheet was evaluated for magnetic properties and coating adhesion in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes these results. As is clear from Table 2, the sample No. of the comparative example in which plating was not performed. 16
And the sample No. of the comparative example in which the plating layer was not etched. 14 and 15 are also poor in both the adhesion of the tension coating and the iron loss value. On the other hand, sample Nos. Of conforming examples conforming to the present invention. Nos. 11 to 13 show excellent iron loss values and remarkably excellent film adhesion.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【実施例3】3%Siを含有する最終板厚0.23mm
に圧延された冷延板を、磁区細分化処理のため5mm間
隔のエッチング溝を形成後、脱炭、一次再結晶焼鈍を施
し、マグネシア(MgO)を主成分とし塩化カルシウム
(CaCl2)やふっ化マグネシウム(MgF2)を含む
焼鈍分離剤を塗布し、二次再結晶過程を含む最終焼鈍を
施した。塩酸酸洗し表面のフォルステライトを除去した
後、ポリエチレングリコールを含む塩化ナトリウム(N
aCl)水溶液中で電解研磨を行ない、表面を磁気的に
平滑化した。得られた鋼板に、表3に示す条件でコバル
トめっき層の電析とその表面エッチングを行なった。め
っきは硫酸コバルト(CoSO4)300g/lと塩化
アンモニウム(NH4C)l20g/l,硼酸(H3BO
3)65g/lからなる浴組成で行ない、実施例1と同
様に電析とエッチングは同一めっき浴中で連続的に処理
した。なお、比較のため陽極電解エッチングを行なわな
い実験例も実施した。その後、張力コーティングとし
て、りん酸アルミニウム、コロイダルシリカおよびクロ
ム酸マグネシウムを主成分とする水性処理液を塗布し、
800℃で焼き付け、約4.0μmの厚さの被膜を形成
させた。得られた方向性珪素鋼板について、実施例1と
同様にして磁気特性および被膜密着性を評価した。これ
らの結果を表3にまとめて併記した。表3から明らかな
ように、めっきを行なわなかった比較例の試料No.2
6や、めっき層をエッチング処理していない比較例の試
料No.4、25は張力コーティングの密着性、鉄損値
とも不良である。これらに対し、本発明に適合する適合
例の試料No.21〜23は優れた鉄損値と格段に優れ
た被膜密着性を示している。
Example 3 Final plate thickness containing 3% Si 0.23 mm
The cold-rolled sheet rolled to a thickness of 5 mm is formed into etching grooves at intervals of 5 mm for magnetic domain refining treatment, and then subjected to decarburization and primary recrystallization annealing. Magnesia (MgO) as a main component and calcium chloride (CaCl 2 ) An annealing separator containing magnesium fluoride (MgF 2 ) was applied, and a final annealing including a secondary recrystallization process was performed. After washing with hydrochloric acid to remove forsterite on the surface, sodium chloride containing polyethylene glycol (N
The surface was magnetically smoothed by electropolishing in an aCl) aqueous solution. The obtained steel sheet was subjected to electrodeposition of a cobalt plating layer and surface etching under the conditions shown in Table 3. The plating was performed on 300 g / l of cobalt sulfate (CoSO 4 ), 120 g / l of ammonium chloride (NH 4 C), and boric acid (H 3 BO).
3 ) A bath composition of 65 g / l was used. Electrodeposition and etching were continuously performed in the same plating bath as in Example 1. An experimental example in which anodic electrolytic etching was not performed was also performed for comparison. Thereafter, as a tension coating, an aqueous treatment liquid containing aluminum phosphate, colloidal silica and magnesium chromate as main components is applied,
It was baked at 800 ° C. to form a coating having a thickness of about 4.0 μm. The obtained grain-oriented silicon steel sheet was evaluated for magnetic properties and coating adhesion in the same manner as in Example 1. Table 3 summarizes these results. As is clear from Table 3, the sample No. of the comparative example in which plating was not performed. 2
6 and the sample No. 6 of the comparative example in which the plating layer was not etched. Nos. 4 and 25 are poor in both the adhesion of the tension coating and the iron loss value. On the other hand, sample Nos. Of conforming examples conforming to the present invention. Nos. 21 to 23 show excellent iron loss values and remarkably excellent film adhesion.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は上記の様に構成したので、電解
エッチングによるめっき層表層のポーラス化の効果によ
り、鋼板の曲げ加工や剪断、打ち抜き加工あるいは歪取
り焼鈍等に供しても、コーティングの張力付与効果や表
面被覆効果は劣化することはない。その結果、磁気的に
平滑化された表面を有する方向性珪素鋼板の優れた電磁
特性、特に低鉄損特性を、張力付加型絶縁被膜の特性と
結合させて、鉄損の極めて低い方向性珪素鋼板を製造す
ることができる。
Since the present invention is constructed as described above, the effect of making the surface of the plating layer porous by electrolytic etching allows the steel sheet to be subjected to bending, shearing, punching, or strain-relieving annealing. The effect of applying tension and the effect of covering the surface are not deteriorated. As a result, the excellent electromagnetic properties of the grain-oriented silicon steel sheet having a magnetically smoothed surface, particularly the low iron loss property, are combined with the properties of the tension-adding type insulating coating, so that the grain-oriented silicon steel sheet with extremely low iron loss is obtained. Steel sheet can be manufactured.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気的に平滑化された表面を有する方向
性珪素鋼板表面上に電解エッチングされた金属めっき層
を介して張力付加型被膜を有してなることを特徴とする
張力付加型被膜の密着性の良い低鉄損方向性珪素鋼板。
1. A tension-applied coating having a tension-applied coating via a metal plating layer electrolytically etched on a surface of a grain-oriented silicon steel sheet having a magnetically smoothed surface. Low iron loss oriented silicon steel sheet with good adhesion.
【請求項2】 金属めっき層は、Ni、Co、Fe、C
u、Crのうち、1種または2種以上の単体またはこれ
らの合金であることを特徴とする請求項1記載の張力付
加型被膜の密着性の良い低鉄損方向性珪素鋼板。
2. The metal plating layer is made of Ni, Co, Fe, C
2. The low iron loss directional silicon steel sheet having good adhesion of the tension-added type coating according to claim 1, wherein one or two or more of u and Cr are used alone or an alloy thereof.
【請求項3】 金属めっき層の厚さは0.1〜5μmで
あり、その1/10〜2/3が電解により溶出し、ポー
ラスな表面を呈していることを特徴とする請求項1又は
2記載の張力付加型被膜の密着性の良い低鉄損方向性珪
素鋼板。
3. The metal plating layer has a thickness of 0.1 to 5 μm, and 1/10 to 2/3 of the metal plating layer is eluted by electrolysis to exhibit a porous surface. 2. A low iron loss directionally oriented silicon steel sheet having good adhesion of the tension-added coating according to 2.
【請求項4】 磁気的に平滑な表面を有する方向性珪素
鋼板の表面に金属めっきを施した後、当該めっき面に対
して電解エッチングを行ない、さらに、張力付加型被膜
を施すことを特徴とする張力付加型被膜の密着性の良い
低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the surface of the grain-oriented silicon steel sheet having a magnetically smooth surface is subjected to metal plating, then the plated surface is subjected to electrolytic etching, and further a tension-applied coating is applied. For producing a low-loss-oriented silicon steel sheet having good adhesion to a tension-applied type coating.
【請求項5】 金属めっきは、Ni、Co、Fe、C
u、Crうち1種または2種以上の単体またはこれらの
合金により厚さ0.1〜5μmの範囲で行なわれるもの
であることを特徴とする請求項4記載の張力付加型被膜
の密着性の良い低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法。
5. The metal plating is made of Ni, Co, Fe, C
5. The adhesion of a tension-added type coating according to claim 4, wherein the coating is performed by using one or more of u and Cr alone or two or more of them or an alloy thereof in a thickness of 0.1 to 5 [mu] m. Good low iron loss oriented silicon steel sheet manufacturing method.
【請求項6】 電解エッチングは、金属めっき層の1/
10〜2/3が、電解により溶出する範囲で行なわれる
ことを特徴とする請求項4記載の張力付加型被膜の密着
性の良い低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法。
6. An electrolytic etching method comprising the steps of:
5. The method for producing a low-iron-loss silicon steel sheet with good adhesion of a tension-applied coating according to claim 4, wherein 10 to 2/3 is carried out in a range where the elution is caused by electrolysis.
【請求項7】 金属めっきを電解めっき浴中において行
ない、その後、該電解めっき浴中において、極性を反転
させて電解エッチングを行なうことを特徴とする請求項
4〜6のいずれかに記載の張力付加型被膜の密着性の良
い低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法。
7. The tension according to claim 4, wherein metal plating is performed in an electrolytic plating bath, and thereafter, in the electrolytic plating bath, electrolytic etching is performed by reversing the polarity. A method for producing a low iron loss oriented silicon steel sheet having good adhesion of an additional coating.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001522942A (en) * 1997-11-12 2001-11-20 エーベーゲー ゲゼルシャフト フュル エレクトロマグネティシェ ベルクストッフェ ミット ベシュレンクテル ハフツング Method of coating an electrical steel sheet with an annealing separator
JP2008285713A (en) * 2007-05-16 2008-11-27 Nippon Steel Corp Film forming method
KR101356066B1 (en) * 2011-12-28 2014-01-28 주식회사 포스코 Oriented electrical steel sheets and method for manufacturing the same
JP2019021920A (en) * 2017-07-18 2019-02-07 Jfeスチール株式会社 Directional electromagnetic steel plate and method for manufacturing the same

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