JPS6257677A - 非晶質合金薄帯の絶縁被膜形成方法 - 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） この発明は、変圧器用の鉄心材料などの用途に用いて好
適な非晶質合金薄帯の絶縁被膜形成方法に関し、該薄帯
表面に効果的に絶縁被膜を被成することによって鉄損特
性の向上を図ろうとするものである。

Ｆｅ−Ｂ−Ｓｔ系等の溶融合金を超急冷凝固させると、
板厚３０μ涌前後の非晶質合金薄帯（以下単にリボンと
云う）を作ることができる。このようなリボンは軟磁性
に優れ、殊に超低鉄損を示すことから、鉄心材料として
現在多用されている方向性けい素鋼板の有力な競合材料
と云われている。

（従来の技術） 従来かかるリボンは、絶縁被膜を施すことなく、変圧器
の鉄心に用いられていたが、近年のリボン製造技術の進
歩に伴い、その表面が平滑になって占積率が向上する一
方で、眉間抵抗の減少を招き、鉄心に加工した場合に渦
流損が増加する傾向にある。したがってかかるリボンの
占積率を低下させることなく、渦流損ひいては全鉄損を
減少させるために絶縁被膜を被成することが不可欠にな
ってきている。

ところで従来のけい素鋼板用の絶縁被膜は、焼付けに４
００℃前後の加熱を要し、リボンの脆化や結晶化をもた
らす危険があるため、リボンの絶縁被膜としては使用す
ることができない。

この点特開昭５９４７７３７７号公報では、リボンの絶
縁被膜形成法として、エチルシリケートのアルコール溶
液からシリカコロイドを析出させて薄膜を形成させる方
法を提案している。しかし有機溶媒を使用することは、
水溶媒に比較して単に高価につくだけでなく、作業環境
を悪化させる等の欠点があった。

また特開昭５９−２０４９９号公報には、微量のふっ素
イオンを含有する水溶液から、電解法でクロム水和酸化
物被膜を生成させる方法が提案されている。この方法で
は、ふっ素イオンの存在により、超急冷時に形成された
酸化物薄膜を除去し、電解を均一に行なうとするもので
あるが、排水中のふっ素イオン処理など煩雑な後処理が
不可欠なところに問題を残していた。

その他耐熱性有機樹脂を使う方法等も提案されているが
、一般的には４００℃前後で行なわれる磁場焼鈍時に炭
化する他、有機溶媒を使用しなければならない等の点で
問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来の絶縁被膜形成方法にはそれぞれ、
（１）高価すぎて工業的でない、（２）塗布液の濡れ性
改善のため、リボン表面の酸化膜を除去する必要がある
、（３）有機溶媒を必要とするなど、何かしらの問題を
残していた。

（問題点を解決するための手段） この発明は、水溶液系であること、リボン表面の酸化膜
をとくに除去しなくても濡れ性に優れていること、およ
び２００℃程度の低温焼付けで充分な被膜特性が得られ
ること等の要件を満足する表面処理液について、広く模
索、検討した結果得られたものである。

すなわちこの発明は、非晶質合金薄帯の表面に、ＳｉＯ
□／Ｌｉ、０のモル比を５〜８の範囲に調整したけい酸
リチウムを主成分とする水溶液を塗布したのち、１００
〜３００℃の温度範囲で乾燥ついで焼付けることを特徴
とする非晶質合金薄帯の絶縁被膜形成方法である。

まずこの発明の解明経緯について説明する。

けい酸ナトリウムは造膜性には優れているものの、耐水
性に問題があることが知られている。そこで優れた造膜
性を有しながら、また耐水性にも優れたけい酸アルカリ
について検討したところ、けい酸リチウムが表面被膜処
理液として極めて好ましい特性をもつことが見出された
。

そこでさらにかかるけい酸リチウム水溶液をリボンに適
用することについて詳細に検討した。

リボンへの絶縁被膜処理の目的は渦流損の低減であるか
ら、少なくとも被膜処理によって特性の劣化を生じるも
のであってはならない。

さて板厚２５μ■のＦｅｇｙＳｉ＋４Ｂｑ合金リボンに
けい酸リチウム水溶液を塗布し、低温焼付は後、３８０
℃で１時間の焼鈍を施したところ、第１図に示すような
鉄損の５ｉｆｔ／　ＬｉｔＯ比依存性および表面被膜厚
依存性が見出された。この測定はＳＳＴ　　（単板測定
）法で行なったため、眉間絶縁への寄与は萌らかではな
いが、ＳｉＯ＊／ＬｉｚＯのモル比が３．５のものでは
被膜厚が０．１μ鋼と極薄であっても鉄損の劣化が生じ
た。そこでＳｉＯ□／ＬｉｇＯモル比が鉄損特性に及ぼ
す影響について調べたところ、モル比が５に満たない場
合には鉄損特性の劣化が避けがたいことが判った。これ
はＬｉ２Ｏ量が増大するほど、被膜の密着性、および造
膜性は向上するものの、硬質被膜となり、その結果リボ
ンに圧縮応力が付加されることになるためと考えられる
。一方５ｉ０２　　。

／ＬｉｚＯ比が８を超えた場合には、造膜性が著しく低
下して、表面被膜として処理することが困難になること
が判明した。

以上の理由から、この発明において用いるけい酸リチウ
ムのＳｉＯ□／Ｌｉ！０モル比は５〜８の範囲に限定し
た。

また、けい酸リチウム水溶液の乾燥、焼付は温度が１０
０℃に満たないと指触乾燥に長時間を要するばかりでな
く、耐湿性等の被膜特性についても不満足な被膜しかで
きず、一方３００℃を超えた場合には、リボンの脆化が
起り易くなり、その後の鉄心組立て等が困難になるので
、乾燥焼付は処理は１００〜３００℃の温度範囲で行う
必要がある。

なお絶縁被膜を施したリボンをトロイダルコアに巻き回
して磁気特性の測定を行なったところ、被膜厚が０．０
５μｍ未満の場合には層間絶縁効果がほとんどなく、一
方被膜厚が１μｍより大きくなると、５ｉＯｚ／Ｌｔｚ
Ｏモル比は適正ではあっても鉄損劣化が無視できなくな
るとともに、占積率へも悪影響を及ぼすため、リボン上
に被成するけい酸リチウム表面被膜の膜厚は、０．０５
〜１μｍ程度とするのが好ましい。

（実施例） 実施例ｌ Ｆｅ７ｇＳｉ、。Ｂｏｏ組成の合金を溶解して、単ロー
ル法で５　ｃｍ幅、３０μｍ厚のリボンを製造した。次
いでＳｉＯ□／Ｌｉ、０モル比を７．５に調整したけい
酸リチウム水溶液を乾燥膜厚が０．２μｍになるように
塗布し、ついで２００℃で３分間焼付けた。

かくして得られた絶縁被膜付きリボンの占積率は８１．
２％であり、無処理の上記リボンの占積率が８１．３％
であるのと比較しても絶縁被膜を被成したことによる占
積率の低下はほとんど無かった。またこの焼付けによっ
てリボンが脆化することもなかった。

次にこの絶縁被膜を施したリボンを直径６１のトロイダ
ルコアとして、２００Ａ／ｍの磁場下で、３７０℃、１
時間の焼鈍を行ない、そのまま冷却した後の鉄損につい
て調べたところ、このトロイダルコアの５０１１ｚ、１
．３Ｔでの鉄損Ｗ１３八。は　０．１０Ｗ／　ｋｇであ
り、無処理のままのリボンが０．１５Ｗ／ｋｇであった
のと比べ、格段に優れていた。

実施例２ 幅２ｃ１ｍ、厚み２８μ−のＦｅＢＬｓＳｉ＋ｚ組成の
リボンの表面に、５ｉＯ１／Ｌｉ、０モル比７．５のけ
い酸リチウム水溶液を塗布し、２５０℃で２分間焼付け
、０゜２μｍ厚のけい酸リチウム絶縁被膜を形成させた
。

得られた製品の占積率は８０．７％であり、また磁場焼
鈍後の鉄損Ｗ１３八。は０．１０Ｗ／ｋｇであった。

実施例３ 被膜膜厚を０．１μ鋤とする他は実施例２と同様の処理
を施してけい酸リチウム絶縁被膜付きリボンを作製した
。

得られた製品の占積率は８０．８％、またＷＩｆｆ／Ｓ
。

は０．１１Ｗ／ｋｇであった。

比較例１ 実施例２のリボンにＳｉＯ□／Ｌｉ２Ｏモル比７．５の
けい酸リチウム水溶液を用いて２ｐｍ　ＦＪの表面被膜
の被成を試みたが、焼付は時に被膜かは（離してしまい
、表面被膜付きのリボンを得ることはできなかった。

比較例２ 実施例２のリボンに、ＳｉＯ□／Ｌｉ、０モル比３．５
のけい酸リチウム水溶液を用いて膜厚２μｍの絶縁被膜
を施したところ、得られた絶縁被膜付きリボンの磁場焼
鈍後におけるＷ、、、、。は０．２１Ｗハｇであった。

比較例３ 実施例２のリボンに絶縁被膜を処理することなく、同様
の測定を行なったところ、占積率は８０．８％＋　Ｗ１
３／Ｓ。は０．１６Ｗ／ｋｇであった。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、非晶質合金薄帯の表面に効
果的に絶縁被膜を被成することができ、ひいては占積率
を低下させることなしに鉄損特性の著しい改善を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、けい酸リチウム水溶液を用いて絶縁被膜を形
成した場合における、被膜厚と鉄損との関係を５ｉ（ｈ
／ＬｉｔＯモル比をパラメータとして示したグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非晶質合金薄帯の表面に、ＳｉＯ＿２／Ｌｉ＿２Ｏ
   のモル比を５〜８の範囲に調整したけい酸リチウムを主
   成分とする水溶液を塗布したのち、 １００〜３００℃の温度範囲で乾燥ついで焼付けること
   を特徴とする非晶質合金薄帯の絶縁被膜形成方法。 ２、焼付け後の被膜厚が、０．０５〜１μｍである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。