JPS6017029B2 - けい素鋼急冷薄帯の絶縁被膜形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、けし、素鋼急冷簿帯の絶縁被膜形成方法に
関するものである。

近年、エネルギー節約の観点から、変圧器や回転機など
の電気機器について、鉄損の低減が強く要請されている
。

従来この種電気機器の鉄心材料としては、けい素を３．
０重量％（以下単に％で示す）程度含有するいわゆるけ
し、素鋼板が広く用いられてきた。

かようなけし、素鋼板は、通常熱間圧延、冷間圧延およ
び暁錨処理を適宜に組合わせることによって製造される
が、とくに圧延方向に優れた磁気特性を示す方向性けい
素鋼板の製造においては、とりわけ複雑な暁鎚工程を必
要とすることもあって、エネルギー消費量が多く、その
製造コストは他の鋼種に比べて高くつく不利があった。
ところで最近、金属溶湯を、円孔状またはスリット状ノ
ズルから、冷却面が高速で更新移動する冷却体たとえば
ローラなどの表面に連続して供給し、急冷凝固させるこ
とにより、金属溶湯から直接金属薄帯を製造する方法が
開発された。

かような急冷薄帯製造法の利用により、従来、脆性が大
きいために袷間圧延が難しく、従って工業的規模での製
造は事実上不可能とされた、Ｓｉを５％程度以上含有す
る高マナし、素鋼についても、容易に薄帯とすることが
できるようになり、現在ではＳｉ：６．５％を中心とす
る高けし、素鋼電磁薄帯が実際に製造されている。

しかもこの製造法では、繁雑な圧延工程をすべて省略で
きるので、製造に要するエネルギーおよび製造コストを
大幅に低減できる大きな利点がある。かくして得られた
けし、素鋼薄帯は、通常数十枚重ねられて変圧器や回転
機などの鉄心として使用されるが、そのまま積層された
場合には、該薄帯同志の表面が接触し、こ部分に余分な
渦電流が流れるため、鉄損が大きい。

この点葛けし、素鋼を急冷薄帯化後、１１００〜１３０
００Ｃの温度で三次結晶焼鈍を施して結晶粒を粗大化さ
せ、低鉄損化を図ったものも同様で、この場合は接触部
での電流の漏洩の他、渦電流も増加するので、結晶粒の
粗大化による低鉄損化効果は期待できず、やはり鉄損は
大きかった。そこでこの発明では、上記の問題を解決す
るために、急冷薄帯化後のけし、素鋼薄帯表面に絶縁被
膜を形成するものとし、その形成方法につき鋭意研究を
重ねて得た開発成果を、ここに開示するものである。

すなわち、この発明は、Ｓｉ：２〜８％を含有し、残部
は実質的にＦｅの組成になる溶鋼を、冷却面が高速で更
新移動する冷却体上に連続して供給し、急冷凝固させて
得たけい秦鋼急冷薄帯の表面に絶縁被膜を形成するに当
り、急冷薄帯化後または引続く仕上焼錨を経たのち、該
薄帯の表面を、平均あらさＲａ：０．４山肌以下に表面
粗度調整し、ついで酸化処理を施して該薄帯表面に厚み
０．０５〜３．００仏のの範囲で酸化けし、素を主体と
する酸化層を形成し、しかるのちりん酸塩系および／ま
たはクロム酸塩系のコーティング処理液を常法に従って
塗布、ついで焼付ける。

ことを特徴とするけし、素鋼急冷薄帯の絶縁被膜形成方
法である。

以下この発明を由来する実験結果に塞いてこの発明を具
体的に説明する。

第１図に、けし、素鋼薄帯の鉄損特曲こ及ぼす薄帯表面
粗度（表面平均あらさＲａ）の影響について調べた結果
を示す。

同図中、数種の実験結果の平均を示した実線から明らか
なように、表面平均あらさＲａが０．４ム机以下の場合
に良好な鉄損特性が得られる。

しかしながら一般に、絶縁被膜の密着性は、表面が荒れ
ているほどすなわち表面相度が大きいほどすぐれていて
、上記した如くＲａが０．４ム肌以下程度にも小さい表
面粗度では良好な密着性は得られない。

そこで発明者らは、この点の改善につき数多くの実験と
検討を重ねた結果、絶縁被膜のコーティング処理液の塗
布に先立ち、薄帯表面に酸化けい素を主成分とする酸化
層を形成させることが密着性の改善に極めて有効である
ことを試行錯誤の末突き止めたのである。

第２図に、急冷薄帯の表面平均あらさＲａを０．４ムの
以下に粗度調整したのち（酸化性雰囲気中で７００〜９
００℃、０．５〜２０分の酸化処理を施して、該薄帯表
面に種々の厚みの酸化層を形成し、ついで絶縁被膜の被
覆処理を施した場合の、絶縁被膜の密着性および鉄損特
性について調べた結果を、表面酸化層厚と絶縁被膜のは
〈雛径および鉄損値Ｗ１３／弧との関係で示す。

同図より明らかなように、表面酸化層の厚みが０．０５
仏の以上になると密着性は格段に良くなる。

しかし酸化層厚みが３．００仏のを超えると鉄損特性が
劣化するので、酸化層厚みは０．０５〜３．００ム肌の
範囲にする必要がある。かくして良好な絶縁被膜が得ら
れるわけであるが、コーティング処理液としては、りん
酸塩、クロム酸塩、さらにはそれらにコロィダルシリカ
を添加したいわゆるりん酸塩系処理液およびクロム酸塩
系処理液が有利に適合し、それらの単独使用または併用
のいずれでもよく、また該処理液塗布後には、３５０℃
以上の温度で暁付けることが望ましい。

というのは３５０ｑｏ禾満の温度では、糠付けに長時間
を要し不経済だからである。以上のようにして絶縁被膜
を被成したけし・黍鋼急冷薄帯を実機に組立てたときの
磁気特性について調べた実験結果を第３図に示す。

実験は次のようにして行った。

まず６．５％Ｓｉ−舷そＦｅの組成に調整した溶湯を、
双ロール法によって板厚１２０仏ののけし、素鋼急冷薄
帯としたのち、高温燐鈍を施して三次再結晶を完了させ
、引続きこの発明に従ってりん酸塩系の絶縁被膜を形成
した。ついで得られた絶縁被膜付きけし・素鋼薄帯を３
の女重ねた試料につき、ェプスタィン測定枠を改良した
装置を用いて錘をぶら下げることにより面荷重を種々に
変化させつつ鉄損値の測定を行つた。なお比較のため絶
縁被膜のないものについても同様の実験を行って鉄損値
を測定し、第３図に併せて示した。

同図より明らかなように、絶縁被膜のない従釆のものは
、面荷重がかってない場合でもさほど良好な鉄損特性が
得られず、しかも面荷重が増加するに従って鉄損値が増
加したのに対し、この発明に従う絶縁被膜をそなえるけ
し、蓑鋼薄帯は、鉄損値が低く、しかも面荷重の増加に
よってもその値はほとんど増大しなかった。

次にこの発明の実施例について説明する。

Ｓｉ：６．５％、残剖位ｅの組成になる溶湯を、双ロー
ル法により急冷薄帯化して厚み１２０ｒののけし、素鋼
簿帯としたのち、１１５０ｑ０、３時間の三次再結晶焼
鈍を施した。

ついで薄帯表面に軽いブラシ研磨を施して表面平均あら
さＲａ：０．２ムのに相度調整したのち、酸化性雰囲気
中で８００℃、２分の酸化処理を施し、表面に厚み２〃
机の酸化層を形成した。その後、りん酸マグネシウム：
３５％、コロィダルシリカ：２０％を含む水性処理液を
塗布し、窒素雰囲気中で８００ｑｏ、３０秒間の条件下
に競付けを行い、膜厚：２山肌の絶縁被膜を形成した。
ついで得られた絶縁被膜付きけし、素鋼薄帯を３０枚重
ねにして、ェプスタィン測定により面荷重を加えながら
、励磁周波数：５０ＨＺ、測定磁束密度：１．虹（テス
ラ）の条件で鉄携持性について調べた。その結果を表１
に示す。なお比較のため、絶縁被膜を被成しない従釆例
についての調査結果も表１に併記した。

表１ この発明に従って絶縁被膜を被成したけし、素鋼薄帯は
、鉄損特性は面荷重に関係なく良好であった。

これに対し従来例は、面荷重が０の場合においてもさほ
ど良好な鉄損値は得られず、しかも面荷重の増加に従っ
て鉄損特性は次第に劣化した。以上述べたようにこの発
明によれば、けい素錦急冷薄帯の表面に密着性に富む絶
縁被膜を効果的に被成することができ、ひいては電磁鋼
帯としての鉄損特性の大幅な改善が達成でき、有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はけし、秦鋼急冷薄帯の表面平均あらさＲａと鉄
損特性との関係について示したグラフ「第２図は表面酸
化層厚みと絶縁被膜の密着性および鉄損特性との関係に
ついて示したグラフ、第３図はこの発明に従う絶縁被膜
をそなえるけし、素鋼薄帯および絶縁被膜のない従釆の
ものを頚層して実機に組立てた場合の面荷重と鉄損特性
との関係を比較して示したグラフである。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｓｉ：２〜８重量％を含有し、残部は実質的にＦｅ
   の組成になる溶鋼を、冷却面が高速で更新移動する冷却
   体上に連続して供給し、急冷凝固させて得たけしい素鋼
   急冷薄膜帯の表面に絶縁皮膜を形成するに当り、急冷薄
   帯化後または引続く仕上焼鈍を経たのち、該薄帯の表面
   を、平均あらさＲａ：０．４μｍ以下に表面粗度調製し
   、ついで酸化処理を施して該薄帯表面に厚み０．０５〜
   ３．００μｍの範囲で酸化けい素を主体とする酸化層を
   形成し、しかる後りん酸塩系および／またはクロム酸塩
   系のコーテイング処理液を、常法に従つて塗布、ついで
   焼付けることを特徴とするけい素鋼急冷薄帯の絶縁被膜
   形成方法。