JPS6163004A - 接着ラミネート方向性けい素鋼板 - Google Patents

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） 方向性けい素鋼板は主として変圧器その他の電気磁気の
鉄心として利用され、その磁化特性が優れていること、
とくに鉄損（Ｗ１７１５０で代表される）が低いことが
要求されている。

このためには、第一に鋼板中に２次再結晶粒の＜００１
＞粒方位を圧延方向に高度に揃えることが必要であり、
第二には、最終製品の鋼中に存在する不純物や析出物を
できるだけ減少させる必要がある。かかる配慮の下に製
造される方向性けい素鋼板は、今日まで多くの改善努力
によって、その鉄損値も年を追って改善され、最近では
板厚０．３０＋ｍｓの製品でＷ１７１５０の値が１．０
５Ｗ／ｋｇ、また０、２３ｎｕｙ＋の製品でＷ１７１５
０の値が０．９０Ｗ／ｋｇの低鉄損のものが得られてい
る。

しかし、数年前のエネルギー危機を境にして、電力損失
のより少ない電気機器を求める傾向が一段と強まり、そ
れらの鉄芯材料として、さらに鉄損の低い一方向性けい
素鋼板が要請されるようになっている。

ところで、方向性けい素鋼板の鉄損を下げる手法として
は、Ｓｉ含有量を高める、２次再結晶粒を細かくする、
不純物含有量を低減する、そして（１１０）　（００１
）方位の２次再結晶粒をより高度に揃えるなど、主に冶
金学的方法が一般に知られてしくるが、これらの手法は
、現行の生産手段の上からはもはや限界に達していて、
これ以上の改善は極めて難しく、たとえ多少の改善が認
められたとしても、その努力の割には鉄損改善の実効は
わずかとなるに至っている。

また最近に至り、製品板の表面に圧延方向と直角の向き
に微小歪を導入し、磁区を細分化させることによって渦
電流損を低減する方法が提案されているが、この方法で
は、製品板の形状、平均結晶粒径および板厚などによっ
ては、その効果が十分に発揮されるとは限らないだけで
なく、巻きトランス製造時などに必要なひずみ取り焼鈍
を施した場合にはせっかく低下させた鉄損値が元に戻っ
てしまうところに致命的な欠陥を残していたのである。

（従来の技術） さらに上述した各改善策とは別に、製品板厚を薄ぐする
ことが、鉄損低減に有効であることが知られている。

しかしながら現実的には板厚を薄くすると、２次再結晶
粒が粗大化すと共に、２次再結晶にとって不可欠なイン
ヒビターが不安定になって、かえって磁気特性の劣化を
招いていたのである。

この点、製品の２次粒径の粗大化の防止対策として、ダ
ンロールを用いる方法（特開昭５７−７３１２７号公＠
）や、フォルステライト被膜の厚みを制御して鉄損を良
好にする方法（特開昭５７−４１３２６号公報）などが
提案されている。

しかし、これらの薄層化による鉄損減少技術は対策とす
る電磁機器に制約がある。すなわち方向性けい素鋼を最
も多く用いる変圧器の鉄心には積み鉄心と巻き鉄心があ
り、大容量の変圧器においては積み鉄心が用いられるの
が一般的であるが、とり分は積み鉄心用に薄手の材料を
用いると組み立ての工数の増大、ハンドリングよる劣化
等でコストアップとなり実際にはエネルギーコストの高
い米国においても０．２３ｍｍ以上、我が国においては
それ以上の厚みの製品しか積み鉄心用としては用いられ
ていない。

それ故に厚手の素材で良好な鉄損を有するものがむしろ
望まれるわけである。この矛盾を解決する方法としては
、特開昭５９−４１８０８号公報に開示されている重ね
合わせけい素鋼板を挙げることができる。

すなわち２枚以上の方向性けい素鋼板を熱膨張係数が８
．５ｘｌＯ−６／”ｃ以下の低熱膨張性のガラスフリ、
トの融着層を介し積層合体させることによって得られる
重ね合わせ方向性けい素鋼板がそれである。

しかしこの技術を実際の工程に適用するには種々の難点
がある。

第１に融着したがガラスの接着層は曲げによって磁気特
性が劣化することである。その原因を調査したところ可
撓性が劣るためであることがわかったＯ これはまた、コイリングなどの工業生産に一般的である
プロセスをとりえないこと、ハンドリング中に特性が劣
化しやすいこと巻きコアなどの製品に使用するとフリ・
／トがなくなることなどの不利益をもたらす。

第２にガラスフリフトの融着には熱間の圧下が必要であ
るため、表面性状が著しく劣化することがある。また板
に変形を与えないように高温で圧下を加えるのはもちろ
ん非常に困難である。

なおこのような難点を克服する方法として有機ポリマー
の接着剤の使用が考えられるわけであるが、通常有機ポ
リマーの使用は磁気特性の劣化をもたらし、とくにトラ
ンス形成時に必要なひずみ取り焼鈍によって接着層が破
壊されるなどの問題が不可避である。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は上述したところに従い、コイリングやハンド
リングによる特性の劣化がまく、そして表面欠陥も少く
、もとよりひずみ取り焼鈍にも耐えうる重ね合わせ方向
性けい素鋼板を提供することを目的とする。この目的の
達成により従来困難であった０、　２５ｍｍ以上のよう
な厚手の板厚でありながら鉄損Ｗ１７１５０≦０．９０
Ｗ／ｋｇのように著しく低い方向性けい素鋼板を提供す
ることが可能なる。

（問題点を解決するための手段） この発明は表面に絶縁性の被膜を有する複数の方向性け
い素鋼板の積層接着に成り、接着層が素材表面に対して
、圧縮応力を付加せずかつ可とう性に富むものである重
ね合わせ方向性けい素鋼板である。

この発明は重ね合わせ方向性けい素鋼板の接着剤および
接着層の性質が貼り合わせ材の特性に及ぼす影響の綿密
な検討の結果発明されたものであり、以下に述べられた
新規事実に立脚する。

（１）接着後の接着層が可とう性を有していない場合コ
イリングその他のハンドリングで磁気特性が劣化しやす
いことが判明したこと。

すなわち可とう性を有していない接着層の場合ある限度
以上に曲げると接着層に細かいクランクが生じる。この
クラックは鋼板表面に対して不均質な応力を発生するた
め接着をする前の素材の特性に比して鉄損が大幅に劣化
することが研究の結果判明したのである。第１図は塗布
量１０　ｇ　／　ｃｄの塗布層を作り直径２００φの曲
げ加えた後、塗布層に発生するひび／割れの有無の調べ
ることで定めた可とう性の良好な接着剤Ａと可とう性の
悪い接着剤Ｂとを用いて接着前の素材の磁気特性と曲げ
後の磁気特性を比較したものである。

（２）接着剤は５００℃以上の焼鈍にて接着力が大幅に
劣化するものは、同時に磁気特性もひずみ取り焼鈍後に
大幅に劣化する。これは接着剤が焼鈍より変質して不均
質な応力を素材に対して与えるためだと考えられる。第
２図は５００℃×３０分の焼鈍により接着力が２に劣化
する接着剤Ｃと劣化しない接着剤Ａとを用いて積層した
貼り合わせ板の貼り合わせ後及び８００°Ｃ×３０分の
ひずみ取り焼鈍後の特性を示している。

（３）接着剤の乾燥にてはり合わせた後に素材表面に圧
縮応力を付与するものは貼り合わせ後の製品の磁気特性
が劣化する。第３図は接着層が素材表面に付与する応力
と貼り合わせ後の特性との比較を示した。図から判るよ
うに素材表面に圧縮応力を付与するものは貼り合わせた
後の特性を劣化させている。従来使用された多くの存機
系接着剤が特性を劣化させるのはそのためである。

第１図、第２図の予備実験に用いた接着剤の種類は次の
とおりである。

接着剤　　Ａ　　ボロシロキサン樹脂 接着剤　　Ｂ　　低融点ガラス 接着剤　　Ｃエポキシ樹脂 なお第３図における応力付与は 素材片面に接着剤を塗布硬化後板のそり具合の変動から
算出した。

のようにして区分した。

この発明は上記の知見に基づいて開発されたもので、従
来通常の技術では達成困難とされていた０、２５ｍｍ以
上の板厚でＷ１７１５０の値が０．９０Ｗ／ｋｇ以下を
達成するけい素鋼板が実現される。

まずこの発明の素材について述べると、この発明ではＳ
ｉを２．０〜４．０％含有する一方向性けい素鋼用素材
を用いることが好ましい。

Ｓｉは鋼の電気抵抗を高めて鉄損を低減するのに極めて
有効な元素でるが、２％より少ないとその効果に乏しく
、一方４％より多いと加工性が著しく劣化して工業的規
模での加工が事実上不可能になるのでＳｉｌは２．０〜
４．０％の範囲が望ましい。

この発明において成分的には、上記したＳｉの他は方向
性けい素鋼として通常含有される元素を適宜に添加する
ことができるが、参考までにその代表組織を示すと次の
とおりである。

Ｃ５０，０６％ Ｓｉ　：　２．０　〜４．０％ Ｍｎ　：　０．０１〜０．２０％ Ｓ、Ｓｅ；単独あるいは複合で０．００５〜０．１％Ｓ
ｂ　：　０．００５〜０．２０％ 残部Ｆｅ。

素材は絶縁性皮膜をその表面に有していなければならな
い。絶縁性がない時は積層の効果が全くない。

接着剤の選択に関しては貼り合わせた技術の成否がかか
っている。貼り合わせ面において均質、均厚な接着層を
形成すること、高温において変質して磁気特性を劣化さ
せないことが必要である。

５００℃以上の焼鈍（望ましくは８００″Ｃ以上）に耐
えうる接着剤であれば素材のせん新酸のひずみ取り焼鈍
に耐えうるのでさらに良好な特性が得られる。

これらの接着層を形成するための接着剤としてはボロシ
ロキサン樹脂を主成分とする接着剤（例えばボロシロキ
サン樹脂、シリコーン樹脂および無機質フィラーより成
る接着剤など）が最適であることが多くの実験の結果判
明した。

ここに好適配合はボロシロキサン樹脂 １００　ｔｆｉ部に対しシリローン樹脂５０〜１００重
量部、無機質フィラーとしてのカオリナイトを１０〜１
００重量部 ポロシロキサン１００重量部十シリコーン樹脂８０重量
部十フィラー８０重量部 であり、シリコーン樹脂の代替としてはシリコーンアル
キッド、シリコーンウレタン、シリコーンポリエステル
が適合し、無機質フィラーはアスベスト、タルク、アル
ミナが何れも好適である。

（実施例） 以上この発明の実施例を比較例と対比して説明する。

Ｓｉ　：　３．３５％、Ｍｎ　：　０．０６％、Ｓ　＋
　Ｓｅ　＋　Ｓｂ　＝　０．０５％をインヒビターとし
て含有する方向性けい素鋼スラブを熱間圧延した。

熱延鋼板は中間焼鈍を含む２回冷延法により０．１７５
ｍｍの板厚として脱炭焼鈍を行なった。

その後、該焼鈍板にＭｇＯを主成分とする分離剤を塗布
し、２次再結晶を目的とする１２００℃の焼鈍を行なっ
た。

ついで得られたコイルから多数板の試験片をコイルの相
隣接する位置から採取した。

これらの各試験片につき２枚１．１で表１に示す接着剤
を塗布し、接着後、磁気特性等を比較した。

この発明になる重ね合せ鋼板の密着性は非常に良かった
。

表　　１ ※１　低融点ガラス ＰｂＯ−８，０４−５ｉＯａ−Ｚｎ０ ７５　；　１０　：　５　：　１０ ※２　ボロシロキサン系樹脂： ※３０　可とう住良 ×　可とう性不良 （発明の効果） この発明により重ね合わせによって厚手にして工程生産
に有利な、しかも著しく低鉄損の方向性けい素鋼板とし
て有用状顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は接着の可とう性の良否と鉄損特性差の比較グラ
フ 第２図はひずみ取り焼鈍に至る工程推移の依存性の比較
ぐらふでありまた、 第３図は応力状態の影響を示すグラフである。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に絶縁性の被膜を有する複数の方向性けい素鋼
   板の積層接着に成り、接着層が素材表面に対して、圧縮
   応力を付加せずかつ可とう性に富むものであることを特
   徴とする、重ね合わせ方向性けい素鋼板。