JPS6386894A - 非晶質合金材料の表面処理方法 - 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〕 本発明は、変圧器１回転機等の鉄心として使用される非
晶質合金材料の表面処理方法に関する。

〔従来の技術〕

変圧器１回転機等の電気機器に使用される鉄心材料とし
ては、励磁特性が良好であり、鉄損の低いことが要求さ
れる。この鉄損を低下させるためには、材料の欠陥を少
なくし、内部応力を下げることにより、ヒステリシス損
を低減させ、また電気抵抗を裔め、板厚を薄くすること
により、渦電流損を低減させることが必要である。この
ような条件を満たす材料として、珪素鋼板がこれまで用
いられている。

珪素鋼板は、鋳造、熱延、冷延、焼鈍等の工程を経る従
来の方法により製造されるものである。

これに対して、合金を高温の溶融状態から超急冷するご
とにより、液体と同様な構造をもつ非晶質合金の薄帯を
製造する方法が最近開発された。

この非晶質合金の製造方法によるとき、薄帯を圧延等の
工程を経ず直接的に製造することができる。また、得ら
れた非晶質合金薄帯の電気抵（には高く、非晶質構造の
ため鉄）員が著しく低減され、異方性もない、更に、こ
の非晶質合金薄帯は、励磁特性も優れているので、鉄心
材料として大いに朋待される材料である。

この非晶質合金薄帯を加工して電気機器の鉄心等として
使用する場合、層間抵抗、耐食性等が問題となる。

しかし、表面に絶縁被膜を設けることにより層間抵抗を
増加させ、渦７：Ｌ流撰に起因する鉄１員の悪化を防止
しようとすると、非晶質合金薄帯の表面にある凹凸のた
めに、そのｋｆｉ　Ｉ＆被被膜厚みが不均一になる。た
とえば、通常の浸漬法、ロールコートバーコード、スプ
レーコート等の塗布方法によって絶縁被膜を非晶質合金
薄帯の表面に設けようとすると、凸部における絶♀（被
膜の厚みが小さくなり、凹部においてはそれが大きくな
る。その結果、被覆された非晶質合金薄帯を焼鈍すると
、非晶質合金薄帯に加わる力が不均一になり、磁束に対
して抵抗となるような６ｆ１区が発生し、鉄ｔｉの劣化
を招く。

このような欠点を解消すべく、本発明者は、陽極処理に
よって酸化物系絶縁被膜を設けることを開発し、これを
特願昭６０−６７２１５号として先に出願した。

この酸化物系絶縁被膜は、陽極処理によって施されたも
のであるから、被処理対象である非晶質合金薄帯の表面
形状に倣って均一に設けられる。

したがって、酸化物系絶縁被膜によりコーティングされ
た非晶質合金薄帯に不均一な応力が加わることなく眉間
抵抗の増加及び耐食性の向上を図ることが可能となった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、非晶質合金薄帯の表面性状は、製造時におけ
る種々の条件によって影響され、均一なものではない。

たとえば、絶縁層として働く酸化被膜が生成されるが、
この酸化被膜は雰囲気の影響を強く受け、その厚みが均
一なものではない。

また、特に冷却ロールとは反対側の非晶質合金薄帯表面
、及び冷却ロール側であっても冷却ロール表面にある四
部に接する非晶質合金薄帯表面は、冷却速度が比較的遅
いため結晶化し易い。

このような表面層をもつ非晶質合金薄帯に一定の電解条
件で陽極処理を行った場合、処理後の非晶質合金薄帯は
−様な表面抵抗をもつものとはならない。また、表面抵
抗の変動等に起因して電解用電流が変動することから、
１Ｑｆｆｉ処理により生成される酸化物系絶縁被膜自体
もバラツキのあるものとなる。

そのため、これを鉄心に積層したときに、眉間抵抗が局
部的に変動し、Ａ電流損の改善が充分に図れない、また
、局部的に酸化物系絶縁被膜の付着層に差が生じ、板内
の不均一応力を誘発する原因となる。その結果、鉄損が
劣化する。

そこで、本発明は、非晶質合金材料の表面抵抗を均一に
すると共に、良好な絶縁液Ｉｔ９を形成することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明の表面処理方法は、その目的を達成するため、非
晶質合金材料を陽極として電解液に接触させて電解を行
うことにより、酸化物系絶縁被膜を前記非晶質合金材料
の表面に形成する際、被膜形成前の非晶質合金材料の表
面にある酸化石又は結晶化層をアルカリ；容液により化
学研磨により除去することを特徴とする。

以下、本発明を、その作用と共に具体的に説明する。な
お、本朝明細書でいう非晶質合金材料とは、１帯、薄板
、線材専の種々の形態をもつものを指すが、以下の説明
では、薄帯を例にとってい高絶縁抵抗の酸化物は、陽極
処理によって非晶質合金薄帯の表面に形成される。すな
わち、非晶質合金薄帯を陽極として電解液中に浸清し、
或いは電解液を非晶質合金薄帯表面に塗布し、陰極との
間に電圧を印加することにより、電解液から析出する酸
化物を非晶質合金薄帯の表面に付着させる。ここで使用
される酸化物としては、溶液電解法により陽極上に付着
する全ての酸化物を使用することができる。具体的には
、Ａｌ　ｚｏｘ、　Ｚｒ０ｚ、　ＴａＯｘ等がある。

このとき、非晶質合金薄帯の表面状態を観察すると、鋳
造時の溶湯とロールとの接触状態、その後の冷却過程に
おける酸化被膜又は結晶化層の形成状態等に原因して、
物性的及び形状的に−様なものとはいえない、この表面
の不均一性が、非晶質合金薄帯を陽極処理する際に、局
部的な電解条件の変動をもたらす、その結果、処理され
た非晶質合金薄帯の表面抵抗が局部的に異なるものとな
り、前述したような問題が生しる。

そこで、本発明にあっては、非晶賞金８ｉ’ｉｌ帯の表
面にある酸化層又は結晶化層を、陽極処理に先立って除
去することにより、陽極処理条件を安定させると共に、
陽極処理そのものをも迅速に行うものである。

この酸化層又は結晶化層の除去として、化学研磨を採用
している。この化学研磨によるとき、非晶質合金薄帯に
応力を与えずに、非晶η合金表面が研磨される。また、
化学研磨液として陽極処理に使用する電解液を用いてい
るので、素地を研磨することなく、非晶質合金薄帯表面
の酸化層や結晶化層のみを除去できる。これらの点で、
化学研磨は、機械研磨等の他の手段に比べて有）１１で
ある。

このときに使用する化学研磨液としては、アルカリ溶液
が効果的であり、たとえばｐＨ１１〜１３の苛性ソーダ
ｉ８Ｍ又はアルミン酸ソーダがある。アルミン酸溶液を
化学研磨液として使用する場合、この化学研磨液を次工
程の陽極処理で使用する電解液と同一のものとすること
ができるので、たとえば第１図に示すように設計した装
置により化学研磨及び陽極処理を行うことができる。

ずなわら、化学研磨槽１を陽極処理［２のｉｉ＋に配置
し、両者の間を導管３で接続する。これにより、陽極処
理槽２内の電解液は、導管３を介して化学研磨槽ｌ内に
流入する。そして、処理されるＪＶ晶質賞金薄帯Ａは、
化学研磨槽１内で化学研磨された後、陽極処理槽２内で
陰極４に対面する位置を搬送される。このように、同一
の溶液を使用して化学研磨及び陽極処理を行うことがで
きる、なお、第１図の装置は、非晶質合金薄帯Ａの両面
に酸化物系絶縁被膜を設けるように設計されたものであ
るが、適宜のマスキング手段を採用することにより、片
面のみを化学研磨し酸化物系晩！（被膜を設けるように
しても良い。また、化学研磨槽１を第１図のように陽極
処理槽２から独立して設けることなく、一つの槽内を化
学研磨部及び陽極処理部に区分して使用することもでき
る。この場合には、処理される非晶質合金薄帯〕〜に対
向する陰ｐｉ４を槽内後方に配置し、槽内前方を化学研
磨のために）受用する。

この化学研磨は、非晶ｎ合金薄帯の表面状態の如何にも
よるが、通常の場合には０．１〜２秒程度化学研磨液と
接触させることによって行う。これにより、非晶ｎ合金
薄帯から酸化物２拮晶化層等の表面層が６針去される。

このように前処理された非晶質合金薄帯に対して陽極処
理が行われるものであるから、その陽極処理の条件は安
定化する。また、前処理によって非晶質合金薄帯の表面
が活性度の高い状聾とされているので、陽極処理も迅速
なものとなる。この陽極処理された非晶質合金薄帯に対
して、磁性劣化を抑制する目的でクロム酸等のコーティ
ング被膜をこの後に更に施すこともできる。

〔実り敞例］ 以下、実施例により、本発明の効果を具体的に説明する
。

単ロール法で製造されたＦｅｔ、、　ｓＢ＋　＊、　＋
Ｓｉ＊、　ｑｃｏ、　ｓ（原子％）の組成を持ち板厚が
２５　ｐｍの非晶質合金薄帯を、ｐＨ１２のアルミン酸
ソーダ溶液に０．５秒浸漬することにより、化学研磨し
た。

次いで、この化学研磨された非晶質合金薄帯をＩＷｆｆ
ｉとして、アルミン酸ソーダ２５ｇ／ｌを含む電解液中
において電流密度６Ａ／ｄｍ”で１秒電解を行った。そ
の結果、アルミナ被膜が付着量６０■／ｍ′の割合で形
成された。

第２図に示す曲線ｉｌｌは、このようにして陽極処理さ
れた非晶質合金薄帯の表面に形成された酸化物系絶縁破
膜の厚みを、その長手方向に７合って示した６のである
。なお、第２図には、陽極処理する簡の非晶質合金薄帯
表面にある酸化膜及び前処理なしに同一条件下で陽極処
理した場合の表面風抗酸化物系絶縁被膜の厚みを、それ
ぞれ曲線（２）及び曲線（３）で示している。

また、第３図は、第２図の曲線ｆｉｌ〜（３）で示した
非晶質合金薄帯の表面抵抗を、それぞれ曲線（１）〜（
３）で示したちのごある。

これらの図から明らかなように、本実ｂ（例によるとき
、処理前の表面抵抗の変動に拘らず、陽極処理された後
の非晶質合金薄帯は、その長手方向ζこ沿って均一な酸
化物系絶縁被膜及び表面抵抗をもつものとなる、しかも
、短時間に所定の表面抵抗をもつ酸化物系絶縁被膜を形
成することができる。

これに対して、前処理なしで陽極処理した非晶質合金薄
帯にあっては、処理前の表面状態の変動に影響されて、
陽極処理によって生成した酸化物系絶縁被膜及び表面抵
抗が長手方向に沿って変動している。また、比較例（３
）の場合にあっては、生成した酸化物系絶縁被膜の付着
Ｉが少ないため、表面抵抗も本実施例（１１と比較して
小さなものとなっている。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の表面処理方法において
は、素材である非晶質合金材料の表面にある酸化層又は
結晶化層を化学研磨により除去した後で陽極処理を行う
ことにより、膜厚が一定の酸化物系絶縁被膜をもつ非晶
質合金材料を安定した電解条件下で迅速に製造すること
ができる。また、この被覆された非晶質合金材料は、鋳
造時に生成した酸化層又は結晶化層等の影響を受けるこ
とがないので、均一な表面抵抗をもつものとなる。

したがって、この処理された非晶質合金材料を鉄心とし
て積層するとき、眉間抵抗のバラツキに起因する／＋！
？ｌ電流ｔｉの増大、板間の焼付き等の種々の問題を解
ン肖することができる。このようにして、本発明による
とき、優れた性質をもつ磁性材料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する！Ａ置の一例を示し、第２図
及び第３図は、本発明の効果を具体的に示したグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、非晶質合金材料を陽極として電解液に接触させて電
   解を行うことにより、酸化物系絶縁被膜を前記非晶質合
   金材料の表面に形成する際、被膜形成前の非晶質合金材
   料の表面にある酸化層又は結晶化層をアルカリ溶液によ
   り除去することを特徴とする非晶質合金材料の表面処理
   方法。