JPS60152681A - 無方向性電磁鋼板の絶縁皮膜 - Google Patents

無方向性電磁鋼板の絶縁皮膜

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JPS60152681A
JPS60152681A JP627384A JP627384A JPS60152681A JP S60152681 A JPS60152681 A JP S60152681A JP 627384 A JP627384 A JP 627384A JP 627384 A JP627384 A JP 627384A JP S60152681 A JPS60152681 A JP S60152681A
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JP
Japan
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film
steel sheet
insulating film
strain relief
electrical steel
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JP627384A
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English (en)
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Yoshitaka Hiromae
広前 義孝
Gosuke Saito
斎藤 剛輔
Masahiro Nakamoto
中元 正弘
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C22/74Chemical 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 for obtaining burned-in conversion coatings

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は無方向性電磁鋼板の絶縁皮膜に関し、特に歪取
焼鈍後に優れた滑シ性を示す無機皮膜の組成に関する。
(従来技術) 無方向性電磁鋼板は主にモーターの鉄芯材料として用い
られる。電磁鋼板をモーター鉄芯に打抜加工すると鋼板
に加工歪を生じて磁性が劣化するので、通常打抜加工後
に700〜900℃の温度で歪取焼鈍をする。
最近、モーター鉄芯の組立て作業の自動化が進み、歪取
焼鈍後でも滑り性の良い絶縁皮膜が請求されてきた。現
在、無方向性電磁鋼板の絶縁皮膜としては、有機樹脂と
無機物を混合した半有機皮膜と無機物だけの無機皮膜を
使用している。このうち、前者の半有機皮膜は歪取焼鈍
で有機樹脂が変質するために絶縁皮膜の滑り性がよくな
い。後者の無機皮膜は歪取焼鈍で皮膜の変質がないため
に、歪取焼鈍で滑シ性の劣化がないが、現行の絶縁皮膜
では滑り性が不充分である。
無機絶縁皮膜としては、現在、リン酸ガラス質皮膜が主
体であシ、特にリン酸と酸化マグネシウムを混合したリ
ン酸マグネシウム皮膜(MgO−P2O3)が古くから
使用されている。このリン酸化マグネシウム皮膜は、そ
のままでは錆性や歪取焼鈍後の皮膜密着性が劣9、クロ
ム酸や硝酸アルミニウムなどの添加によるこれら皮膜性
能の改善が提案されている(%公開48−12300号
公報)。しかしながら、このリン酸マグネシウムに硝酸
アルミニウムを添加して、歪取焼鈍後の皮膜密着性を改
善する方法は滑シ件の向上のためにはP2O,が少なく
てAA!203が多いためによくない。
(発明の目的) 本発明者等は、この矛盾する絶縁皮膜の要求特性を解決
し、歪取焼鈍後の密着性と滑り性の優れた皮膜を得るた
めにに、絶縁皮膜組成を検討した結果、リン酸ガラス質
皮膜に硼酸を添加して、リン酸と硼酸の複合ガラス質皮
膜にすることによシ、歪取焼鈍後の滑シ性と皮膜密着性
が優れた絶縁皮膜ができることを見出した。
(発明の構成) 以下に、本発明の詳細な説明する。
本発明において、リン酸と硼酸の複合がラス負皮膜(A
1203+Mgo)72206モル比が1以下の条件で
あっても歪取焼鈍後の皮膜密着性が劣化せず本発明の目
的である皮膜の滑り性を向上できる。本発明の目的達成
のためには、皮膜中に硼酸はモル分率で0.03以上必
要であシ、これ以上で歪取焼鈍後の皮膜密着が向上する
更に、本発明は潤滑性に悪いAl2O5をコロイドシリ
カ(SIO2)と結合させることにより一層滑り性を向
上できる。一般に、絶縁皮膜は皮膜成分の薬剤を含む水
溶液を乾燥・焼付けてつくっているが、この水溶液中で
イオンになっているA7 イオンをコロイドシリカに吸
着させることによって、皮膜中の”’205の形成を抑
制する結果、滑シ性を劣化させない。
このstoの添加は5IO2/Al2O3モル比で0.
5〜25が望ましい。この比が2.5を超えると、低熱
膨張率のsio□が過多となシ、皮膜の加工密着性が劣
化する。
本発明の絶縁皮膜を更に詳細に説明すると、皮膜の組成
はP2O5:0.5〜37モル、B2O3: 0.05
〜0.7モル、Cr2O,: 0.2〜1.0モル、M
gO:0.4〜2.3モル、AA’203: 0.05
〜0.5モル、5in2: 0.05〜0.5モルから
構成され、この範囲外ではいずれも本発明の目的は達成
しえない。更に、これら成分の組成比(モル比)を次の
ように規定した。即ち、(MgO十A1203)/P2
O5比を1以下に限定する。(MgO十A1203)/
P2O5比が1を超えると滑シ性に有効なP2O5が不
足するとともに滑シ性を劣化するAl2O3が増え、本
発明の目的である滑υ性の良い絶縁皮膜を形成できない
。この組成比の範囲内でAl2O3は歪取焼鈍後の皮膜
密着性に必要な最少量でAl2O3/MgOモル比が0
.2以下が望ましい。
B2O3のモル分率は0.03以上が必要である。これ
未満であると歪取焼鈍後の皮膜密着性が劣化する。
SIO2/Al 20 s比を0.5〜2.5に限定す
る。かかる範囲に限定したのは5102が多くなると絶
縁皮膜の加工密着性を劣化するために、皮膜中のStO
□量を必要最小側にするためである。また、Cr2O3
/P2O5比を02〜06に限定する。c r 20 
s/P 20 sモル比が0.2以下では皮膜中の遊離
燐酸が多くなシミ磁鋼板の錆の発生を促進する。0.6
以上では良好な皮膜を形成せず本発明の目的の滑シ性を
劣化する。
(5) ここで、Si1%を含む板厚0.5 vanの電磁鋼板
を表面清浄したのち、下記の組成の絶縁皮膜組成物を、
膜厚が217m”になるように塗布し、500℃で30
秒乾燥焼付けで絶縁皮膜を形成させその皮膜性能をみた
〈調合溶液の組成〉 第1リン酸アルミニウム 40〜6゜ (At(H2PO4)x) 硼 酸(H2BO3) 5〜3゜ クロム酸(CrC)、) 50 コロイドシリカ(Sin2) 5〜30水 1000 形成した絶縁皮膜の皮膜性能と皮膜組成との関係を第1
図と第2図に示す。
第1図は歪取焼鈍後の皮膜密着性に及ばず皮膜中のB2
O5量を示したもので図から、皮膜中B20.モル分率
が0.03以上で歪取焼鈍後の密着性が向上することが
わかる。また第2図は絶縁皮膜の滑シ性及び加工密着性
と皮膜中SiO2/At203比の関係を(aS 示したもので、図から8102/At205モル比が0
.5〜2.5の範囲で滑υ性と加工密着性の両特性が優
れ為ことが判る。
なお、第1図の基本液は、 Mg()I2PO4)2 240 grAt(H2PO
4)545 Cr03 50 第2図の基本液は、 Mg(H2PO4)2 240 gr At(H2PO4)360 Cr05 55 H3BO315 である。
ここで歪取焼鈍後の皮膜密着性は、試片を歪取焼鈍径皮
膜上にセロテープを貼υ付け、テーピングを行って評価
した。その結果を第1図中縦軸に示すように、 ◎:剥離なし O:0〜5チ剥離 Δ:20%剥離 x:20〜50チ剥離で表示した。
また、加工密着性は試片にセロテープを貼布し、20φ
バー曲げ加工してテーピングを行い評価したもので、そ
の結果を第2図に第1図と同じ様式で表示した。
なお、第2図の滑シ性(μ)は皮膜付鋼板を2枚重ね合
せ、荷重(Wo )を載置した状態で上側の該鋼板を引
張り、そのときの鋼板の移動開始荷重(Wl)を測定し
、側荷重の比Wi/W□(μ)を滑シ率とした。
次に、本発明皮膜の製造法について説明する。
814.04以下を含有する鋼塊を通常の製法で熱延、
酸洗、冷延、焼鈍で板厚0.3〜0.5 mmの電磁鋼
板とし、これに目標の皮膜組成に調合した水溶液をロー
ルコータ−で塗布する。
本発明の絶縁皮膜に用いる薬剤は、リン酸マグネシウム
(Mg (H2PO4)2)、リン酸アルミニウム(A
t(H2PO4)s )、硼酸(HsB03)、コロイ
ドシリカ(SIO2)、クロム酸(Cro 3)のよう
に水に可溶の無機化合物を用いる。これら薬剤は、目標
の皮膜組成と膜厚になるように添加量と濃度を決める。
例えば、実用的なこれら薬剤の濃度は次のような範囲に
ある。即ち、リン酸マグネシウムは100〜501/l
、リン酸アルミニウムは20〜100g 7t、硼酸は
5〜4011/l、クロム酸は20〜10011/l、
コロイドシリカは5〜30 ytである。そして、この
水溶液をロールコータ−で鋼板に塗布したのち、直ちに
400〜800℃の焼付炉で乾燥し、焼付けて絶縁皮膜
を形成させる。
実施例1 通常の方法で製造したsti%を含む板厚0.5 mの
電磁鋼板を表面清浄にしたのち、下記の組成の水溶液を
乾燥後の膜厚が217m”になるように塗布し500℃
で30秒焼付けた。
硼 酸(H,BO,) 10 (0,167)クロム酸
(Cr03 ) 50 (0,5)コロイドシリカ(8
102) 10 (0,167)水 1000 (9) 実施例2 実施例1と同一の電磁鋼板に下記の組成の水溶液を乾燥
後の膜厚が3117m”になるように塗布し500℃で
30秒焼付けた。
第1リン酸マグネシウム 400gr(1,83)ゝ“
(Mg(H2PO4)2 ) 第1リン酸アルミニウム 80 (0,252)(Az
(H2PO4)3) 硼 酸()(3BO5) 25 (0,417)クロム
酸(Cr03) 80 (0,8)コロイドシリカ(8
102) 25 (0,417)リン酸(H3PO4)
 50 (0,51)水 1000 実施例3 実施例1と同じ電磁鋼板に下記の組成の水溶液を乾燥後
の膜厚が117m”になるように塗布し、500℃で3
0秒焼付けた。
第1リン酸マグネシウム 150gr(0,688)ゝ
“(Mg(H2PO4)2) 第1リン酸アルミニウム 40 (0,126)(At
(H2PO4)s) 硼 酸(H3BO,) 25 (0,417)(10) クロム酸(Cr03) 35 (0,35)″′r:′
コロイドシリカ(Si02) 10 (0,167)水
 1000 比較例1 実施例1と同じ電磁鋼板に下記の組成の水溶液を乾燥後
の膜厚が11/m”に力るように塗布し、500℃で3
0秒焼付けた。
第1リン酸マグネシウム 150gr(0,688)ゝ
“第1リン酸アルミニウム 40 (0,126)クロ
ム酸 35 (0,35) 以上の実施例で製造した絶縁皮膜の性能を表1に示す。
表1 実施例の絶縁皮膜性能 (効 果) 本発明の組成からなる絶縁皮膜は無方向性電磁鋼板の歪
取焼鈍後の皮膜装置性と滑シ性を向上できるので、モー
ター鉄芯の組立て作業等の自動化に極めて有効でアシ、
工業的効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は皮膜中の成分と歪取焼鈍後の皮膜特
性の関係を示す図である。 特許出願人 新日本製鐵株式會社 O○ く × 1F番逐畢7u1番漬遣1 (77′ノート16J)と

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 P2O,:0.5〜3.7モル、B2O3: 0.05
    〜0.7モル。 MgO: 0.4〜2.3モル、 A11203: 0
    .05〜0.5モル。 Cr2O3: 0.2〜1.0モル、S+02: 0.
    05〜0.5モルから構成され、且つ、 (A1203+Mgo)72205モル比が1以下、S
    iO□/kl 203 モル比が05〜2.5c r 
    203 /P 20 s モル比が02〜0.6B20
    3 モル分率が0.03以上 である滑シ性の優れた無方向性電磁鋼板の絶縁皮膜。
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