JPS60258477A - 珪素鋼板の絶縁皮膜の形成方法 - Google Patents

珪素鋼板の絶縁皮膜の形成方法

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JPS60258477A JP11365084A JP11365084A JPS60258477A JP S60258477 A JPS60258477 A JP S60258477A JP 11365084 A JP11365084 A JP 11365084A JP 11365084 A JP11365084 A JP 11365084A JP S60258477 A JPS60258477 A JP S60258477A
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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0.20+aa以下の薄い珪素鋼板の表面に低
膨張性絶縁皮膜を形成させる方法に関するものである。
(従来の技術) 珪素鋼板の表面に張力を与えたシ、また珪素鋼板の板厚
を薄くすると鉄損が低下し磁性に好ましい影響のあるこ
とはよく知られておυ、よシ多くの張力を付与するため
の絶縁皮膜を形成する方法が研究されるとともに、板厚
を薄くする試みが多くなされている。
従来、珪素鋼板の製造において、最終板厚に圧延された
冷延鋼帯を水素−水蒸気よシなる雰囲気中で脱炭焼鈍し
、その帯鋼の表面に5IO2および鉄酸化物を形成させ
、その生成層上にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗
布ししかるのちに帯鋼を捲回し、これを1100〜13
00℃の温度範囲で仕上げ焼鈍することKよシ、7オル
ステライト(2MgO・5IO2)を主成分とする絶縁
皮膜を形成させている。
(例えば特公昭59−11670号公報など)その際珪
素鋼板に付与される張力は、絶縁皮膜の膨張率が珪素鋼
板のそれよシも小さいことより焼鈍温度と珪素鋼板が使
用される温度との温度差分だけ絶縁皮膜によシ付与され
ている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、ここで形成される2Mg0−3iO2は、例え
ばSiを3.2%含有する珪素鋼板の膨張率が約13X
10 ℃ に比較し、10XI O℃−とわずかしか違
わないために、実験的に、すでに絶縁皮膜を施しである
珪素鋼板に、さらに外力を加え張力を加えた場合、鉄損
の改善がなされる限界の張力に較べると、小さな張力し
か付与されておらず、よ)低膨張率の絶縁皮膜がめられ
ている。また形成されている2Mg0−8 r 02絶
縁皮膜の厚さは、現在製造されている0、 3 tan
板厚の珪素鋼板において概略片面2μmである。珪素鋼
板の板厚が薄くなってゆく場合、その分だけ脱炭焼鈍時
間が短かくて済み、珪素鋼板に濃縮される8102分が
少くなるので、仕上げ焼鈍の際、形成される2Mg0−
8iO2質絶縁皮膜は薄くなるが、珪素鋼板の板厚が0
.20m以下では均質で丈夫な皮膜の形成が困難になり
、したがって磁気特性が悪くなる。この均質な皮膜の得
られなくなる要素として粉末を絶縁皮膜形成材料として
用いる場合、粒子の粒度が大きくなること、または−欠
粒子が凝集して粗い二次粒子を形成することによるもの
と推察される。
(問題点を解決するだめの手段) 本発明に従い1種あるいは2種以上の金属アルコキシド
を含む有機溶媒溶液を珪素鋼板に塗布し、大気中水分を
吸収させ溶解している金属イオンの一部あるいは全部を
加水分解させることKよ)、微細な金属酸化物のゾルあ
るいはケ゛ル状の均質皮膜を得たあと焼鈍するので珪素
鋼板の板厚が薄くなっていった場合でも0.1〜1.0
μmの範囲の厚みの低膨張性酸化物あるいは複合酸化物
絶縁皮膜が容易に得られ、著しく磁気特性の優れた珪素
鋼板を得ることができる。
金属アルコキシドは一般式としてM(OR)で表わされ
るが、ここでMは金属元素、Rは水素もしくはアルキル
基である。金属アルコキシドは、CH30H。
C2H50H、C3H7OH、C4H,OH等ノア #
 コ−/l/、C6H6等の有機溶媒に可溶であシ、通
常アルコールに溶解希釈され使用される。金属元素の種
類にょシ金属アルコキシドの金属イオンの加水分解する
速度は異なるが、金属アルコキシドのアルコール溶液に
H2OあるいはHCl等の添加にょシ加水分解の速度を
調整することは可能で、2種以上の金属アルコキシドを
含む溶液からも偏析なく均一な金属酸化物の混合物を同
時に析出させることが出来る。
珪素鋼板表面に塗布された金属アルコキシドは乾燥過程
で大気中から水分を吸収し、加水分解し、微細な水酸化
物あるいは直接酸化物を析出しゾルあるいはグル状態の
薄膜を形成する。複数の金属アルコキシドを含む場合、
溶液の段階で金属原子単位でほぼ均一になるまでの混合
が還流にょ力可能でアシ、また加水分解・析出に際して
もこの均一性が確保出来ることよ多原子配列が結晶系に
非常に近い非晶質を示し、400〜700℃と低い温度
で結晶化する特徴をもっている。
珪素鋼板に絶縁皮膜として形成される金属酸化物の層の
厚みは、金属アルコキシドの濃度、溶液の粘度、塗布操
作によ)0.1〜1.0μmに調整可能である。溶液の
粘性はH2Oの添加や、グリセリン、ヒドロキシルグロ
ビルセルローズ(apC)等増粘剤によって幅広く調節
することが出来る。
絶縁皮膜として望ましい低膨張性の金属酸化物として、
シ/I/ =+ 7 (ZrO2’5i0215 X 
10−’℃−1)、β−スde f” イ’) メ:/
 (Ll 20’At203・4SiO2,0,9X1
0−’1 ℃ )、β−ニークリシトタイト(Li2O−At2o
3・2SiO2,−0,6X 10 ℃ )、95wt
%8102−5vrt%TiO□のような組成が上げら
れる。ここに0内の数値は膨張率を示す。従って、本発
明で用いる金属アルコキシドとしてはZr 、Si +
LI +At+Ti +Mgなどのものが望ましい。
従来、絶縁皮膜は、脱炭焼鈍後の鋼板に焼鈍分離剤をか
ねてMgOを塗布し、1回の焼鈍によ)2MgO・S、
102を主成分とする絶縁皮膜を得ている。
しかるに1所定の張力を得べく珪素鋼板に塗布する材料
によっては珪素鋼板の仕上げ焼鈍後の脱硫、脱窒、脱炭
の度合や二次再結晶粒度等冶金的に望ましい特性の得ら
れない場合がある。このような場合、先ず望む冶金的特
性の得られる材料で塗布し、仕上げ焼鈍を行い、その後
酸洗等によシ一旦生成した酸化皮膜を除去し、次に希望
する物性をもつ絶縁皮膜の得られる1種あるいは2種以
上の金属アルコキシドを含む溶液を塗布し乾燥後、焼鈍
し絶縁皮膜を形成することが出来る。この場合珪素鋼板
の原子あるいは分子の拡散を伴う反応は必ずしも必要で
なく珪素鋼板表面と塗布、生成した酸化物膜との間に必
要な接着強度が得られればよいので、珪素鋼板表面と強
い接着強度が得られる非還元性雰囲気での焼成が可能で
おり、また、焼成温度を低くしたシ、焼成時間を短かく
し連続焼成も可能である。ただし前の仕上げ焼鈍を越え
る温度の焼成は冶金的組織を変えることがあるので注意
が必要である。
珪素鋼板表面に金属アルコキシドを含む溶液を塗布し乾
燥し、金属酸化物、あるいは金属の水酸化物の皮膜を得
た後、その上にzro21MgO等の高融点の酸化物粉
末をスラリー状にして塗布あるいは静電塗装によシ付着
させたあとコイル状に捲きとシ仕上げ焼鈍することが出
来る。あとから塗布、あるいは静電塗装したZ rO2
あるいはMgO等の粉末は焼鈍中の珪素鋼板間の融着を
防止し、また、焼鈍終了後水洗あるいは軽い酸洗によシ
容易にとシのそく ことが出来る。MgOを用いる場合
はMgOのSとの親和力が大きいので珪素鋼板の脱Sの
作用もある。
(実施例) 実施例I C0,05wt%、S13.2vrt%を含有する厚さ
0.12咽の珪素鋼板を820℃で2.5分間、水素7
5q6、露点45℃、残部蟹素からなる雰囲気で連続焼
鈍し脱炭した。その脱炭した珪素鋼板に下記の処理液を
塗布し、大気中で乾燥したのち、15℃/hrで水素7
5%、室床25%からなる雰囲気で1180℃まで昇温
し、1180℃で水素10(l雰囲気で20 hr焼鈍
した。冷却後、絶縁皮膜の厚みおよび磁性を測定した。
塗布剤 ■ zr(OC3H7)41Mg(OC2H5)2.L
IOC2H5の各々のエタノール溶液を原子数比でZr
 : Mg : Li = 85 :10:5でZ r
 + Mg r Li各原子のZrO2+ MgOlL
i2O換算重量で5チになるように混合し、溶液の粘度
ハヒドロキシルノロビルセルロ−r (RPC)を添加
し20cpK調整した。
■ ■に示す要領のMg (−QC、H,) 2のみの
エタノール溶液O ■ 従来から珪素鋼板の焼鈍分離剤として用いられてい
るMgO粉末の水溶液。
磁性および膜厚の測定結果を第1表に示す。
実施例2 実施例1に示す脱炭焼鈍の済んだ鋼板を以下に示す塗布
剤に浸漬・引上げにょシ絶縁皮膜材料を鋼板表面に塗布
し、大気中で乾燥したのち鋼板間の焼付防止のためMg
O粉末を静電塗装にょF)5Vrn2の割合で片面に塗
布後、コイル状に捲き取)、仕上げ焼鈍炉に入れ実施例
1に示す要領で仕上げ焼鈍した。焼鈍後水洗にょb静電
塗装したMgO粉を除去した。珪素鋼板表面には膜厚0
.6μmの大きなZ rO2・5i02質絶縁皮膜が形
成されておシ磁性を測定したところB 1o (Te 
s 1 a ) 1−92、w、イ。(w7’k17)
 0.39の良好な結果が得られた。
塗布剤: Zr(QC3H,)4. LiOC2H5の各々のエタ
ノール溶液を原子数比でZr:Li=95:5とし、Z
r 、Li IK子のZrO2、Li2Oの換算重量で
5%に瀝るように混合した。溶液の粘度は実施例1と同
様に20cpに調整した。
実施例3 実施例1に用いた珪素鋼板を用い、同じ〈実施例1の■
に示す従来のMgOを塗布し2Mg0・SiO□質絶縁
皮膜を形成した珪素鋼板を硫酸と7.酸の混合液に浸し
酸洗によシ絶縁皮膜を除去し、水洗、乾燥した。その絶
縁皮膜を除去した珪素鋼板に下記の処理液を塗布し、大
気中で乾燥したのち、実施例1と同じ焼鈍温度1180
℃で窒素100チ雰囲気で30分間焼鈍した。
冷却後絶縁皮膜の厚みおよび磁性を測定した。
塗布剤:各金属元素を酸化物に換算し、約5重量%とな
る金属アルコキシドのエタノール溶液で粘度20cpに
調整した下記塗布剤

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 厚み0.20W1以下の珪素鋼板の表面に金属
    アルコキシドの1種あるいは2種以上を含む有機溶媒溶
    液を塗布し、乾燥後焼鈍することにょ多金属酸化物より
    なる絶縁性皮膜を形成させることを特徴とする珪素鋼板
    の絶縁皮膜の形成方法。
  2. (2)厚み0.20+m以下の珪素鋼板の表面に焼鈍工
    程で形成された金属酸化物よりなる皮膜を除去した後、
    珪素鋼板の表面に金属アルコキシドの1種あるいは2種
    以上を含む有機溶媒溶液を塗布し、乾燥後焼鈍すること
    によ多金属酸化物よ)成る絶縁性皮膜を形成させること
    を特徴とする珪素鋼板の絶縁皮膜の形成方法。
  3. (3) Zr 、 811Li 1AAITi IMg
    の金属アルコキシドを使用する特許請求の範囲第(1)
    項または第(2)項記載の珪素鋼板の絶縁皮膜の形成方
    法。
JP11365084A 1984-06-02 1984-06-02 珪素鋼板の絶縁皮膜の形成方法 Granted JPS60258477A (ja)

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