KR101356066B1 - 방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

방향성 전기강판 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101356066B1
KR101356066B1 KR1020110145307A KR20110145307A KR101356066B1 KR 101356066 B1 KR101356066 B1 KR 101356066B1 KR 1020110145307 A KR1020110145307 A KR 1020110145307A KR 20110145307 A KR20110145307 A KR 20110145307A KR 101356066 B1 KR101356066 B1 KR 101356066B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
electrical steel
grain
oriented electrical
nickel
Prior art date
Application number
KR1020110145307A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130076643A (ko
Inventor
권민석
한민수
박순복
손병관
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110145307A priority Critical patent/KR101356066B1/ko
Publication of KR20130076643A publication Critical patent/KR20130076643A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101356066B1 publication Critical patent/KR101356066B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/36—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment

Abstract

방향성 전기강판의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성이 억제된 방향성 전기강판을 제공하는 단계, 상기 전기강판의 표면에 니켈 도금층을 형성하는 단계, 및 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

방향성 전기강판 및 그 제조방법{ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEETS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 방향성 전기강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판표면에 니켈 도금층을 형성하고, 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막을 형성한 방향성 전기강판에 관한 것이다.
방향성 전기강판은 압연방향으로 자기적 성질이 우수하여 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심 재료로 사용되고 있다.
특히, 변압기용 철심재료로는 에너지 손실을 줄이기 위하여, 철손이 적은 재료가 요구되고 있다. 철손이 적은 전기강판을 제조하기 위해서는 강판에 장력을 부여하는 것이 유효하므로, 강판에 비하여 열팽창 계수가 적은 재질로 이루어지는 피막을 고온에서 형성함으로써 강판에 장력을 부여하고, 철손을 저감하는 방법들이 시도되고 있다.
종래의 경우, 포스테라이트계 바탕 피막 위에 절연코팅을 부여하는 기술로, 일본특허 특개평 11-71683호는 고온의 유리전이온도를 가진 콜로이드 실리카를 사용하여 피막장력을 향상시킨 방법과 일본특허 제3098691호, 일본특허 제26881147호는 알루미나 주체의 알루미나 졸(Alumina sol)과 붕산 혼합액을 이용, 전기강판에 고장력의 산화물 피막을 형성하는 기술이 제안되었다. 또한, 대한민국특허 제10-2010-0019226호, 제10-2011-0010483호, 제10-2011-0015167호는 콜로이달 실리카와 헤마타이트졸 혹은 니켈을 주성분으로 하는 피막을 형성시킴으로써 더욱 강력한 피막장력 효과를 내는 환경친화형 코팅 기술이 제안되었다.
상기 종래의 기술들은 포스테라이트계 피막위에 장력을 부여하는 방법이며, 철손 개선효과가 약 3~4 % 수준으로 고급 전기강판을 제조하기에는 부족한 문제점이 있다.
최근 방향성 전기강판 포스테라이트 피막을 산세 등의 수단에 의하여 제거하거나, 혹은 그 생성을 의도적으로 방지하여 제조하는 경면 방향성 전기강판이 제안되었다. 경면 방향성 전기강판은 자구이동을 방해하는 표면의 Pinning site를 제거해 줌으로써 자구이동을 원활히 하여 자기이력손을 낮추어 주는 장점이 있다.
또한, 방향성 전기강판 고온소둔 공정 후, 강판 표면에 비정질 실리카 산화막을 형성하는 방법으로 대한민국특허 제10-2004-0000301호, 일본특허 특개평 7-278833호, 일본특허 특개평 8-191010호가 제안되어 피막 밀착성이 다소 개선되었으나, 소지철과 장력코팅 사이에 형성된 불규칙한 두께의 비정질 실리카가 오히려 자구이동을 방해하여 자기적 특성이 나빠지는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 일본특허 2001-279460호에서는 포스테라이트 피막의 생성을 억제한 방향성 전기강판의 표면에 유기 결합기를 가지는 유기금속 화합물을 첨가하는 방법이 제안되었으나, 고온에서 열처리하면 유기 결합기가 분해되어 표면에 색상편차 결함을 유발하고, 피막박리가 발생되는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 포스테라이트 피막이 없는 강판의 표면에 니켈 도금층을 형성하고, 상기 니켈 도금층 상에 콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 도포 후 건조시켜 장력부여를 위한 절연피막을 형성시킨 방향성 전기강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판은 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성이 억제된 방향성 전기강판에 있어서, 강판의 표면에 니켈 도금층이 형성되며, 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 니켈 도금층의 평균 두께는 2nm~700nm일 수 있다.
상기 절연피막은 콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 상기 니켈 도금층이 형성된 전기강판의 표면에 도포 후 건조시켜 이루어질 수 있다.
상기 금속 인산염은 알루미나, 마그네슘, 망간 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속의 인산염일 수 있다.
상기 수산화물은 Cu(OH)2, Ba(OH)2 및 Sr(OH)2 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 방향성 전기강판은, 중량 %로 Si: 1.0~7.0%, Sn: 0.01~0.6%, 산가용성 Al: 0.02~0.04%, Mn: 0.01~0.30%, C: 0.02~0.10%, S: 0.001~0.01%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성이 억제된 방향성 전기강판을 제공하는 단계, 상기 전기강판의 표면에 니켈 도금층을 형성하는 단계, 및 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 니켈 도금층의 평균 두께는 2nm~700nm 일 수 있다.
상기 니켈 도금층의 형성은, 상기 전기강판을 염화니켈염, 황산니켈염, 질산니켈염, 초산니켈염 및 산화니켈염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 니켈염이 존재하는 도금욕에 담근 후 전기도금에 의해 이루어질 수 있다.
상기 도금욕은 염화칼륨, 염화나트륨, 염화암모늄및 황산암모늄 중 선택된 적어도 하나의 전도도 보조재를 더 포함할 수 있다.
상기 도금욕은 pH 완충제로 붕산나트륨을 더 포함할 수 있다.
상기 절연피막의 형성은, 콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 상기 니켈 도금층이 형성된 전기강판의 표면에 도포한 후, 열처리하여 이루어질 수 있다.
상기 금속 인산염은 알루미나, 마그네슘, 망간 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속의 인산염일 수 있다.
상기 수산화물은 Cu(OH)2, Sr(OH)2, Zn(OH)2, Ni(OH)2, Fe(OH)2,Co(OH)2, Al(OH)3 및 Ca(OH)2 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 열처리는 상기 코팅제가 도포된 전기강판을 700℃ 이상에서 5초 내지 10분 동안 가열하여 이루어질 수 있다.
상기 방향성 전기강판은, 중량 %로 Si: 1.0~7.0%, Sn: 0.01~0.6%, 산가용성 Al: 0.02~0.04%, Mn: 0.01~0.30%, C: 0.02~0.10%, S: 0.001~0.01%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 방향성 전기강판의 강판 표면에 니켈 도금층을 형성함으로써 절연피막의 밀착성이 향상된 방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 방향성 전기강판은 철손 특성이 우수하고, 피막장력이 높아 자기적 특성이 매우 우수하다.
또한, 본 발명에 의한 제조방법에 따르면, 절연특성 및 내식성이 우수한 방향성 전기강판을 제조할 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 방향성 전기강판에 형성된 니켈 도금층의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 방향성 전기강판에 형성된 니켈 도금층, 절연피막의 단면을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향성 전기강판에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향성 전기강판은 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성이 억제된 방향성 전기강판으로서, 강판의 표면에 니켈 도금층이 형성되며, 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 질화물층의 평균 두께는 2nm~700nm인 것을 특징으로 한다.
상기 절연피막은 콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 상기 니켈 도금층이 형성된 전기강판의 표면에 도포 후 건조시켜 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 인산염은 알루미나, 마그네슘, 망간 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속의 인산염인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수산화물은 Cu(OH)2, Ba(OH)2 및 Sr(OH)2 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판 제조방법의 공정도이다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 방향성 전기강판의 제조방법은 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성이 억제된 방향성 전기강판을 제공하는 단계(S10), 상기 전기강판의 표면에 니켈 도금층을 형성하는 단계(S20), 및 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막을 형성하는 단계(S30)를 포함한다.
방향성 전기강판은 압연방향에 대하여 강편의 집합조직이 {110}<001>인 고스집합조직(GOSS texture)을 나타내고 있어 일방향 혹은 압연방향으로 자기적 특성이 우수한 연자성 재료이다.
포스테라이트 피막은 방향성 전기강판의 제조공정 중에 탈탄 및 질화소둔을 한 다음 2차 재결정 형성을 위한 고온 소둔시 소재간의 상호 융착(sticking) 방지를 위해 소둔 분리재를 도포하는 과정에서 도포제의 주성분인 산화마그네슘(MgO)이 강재에 함유된 실리콘과 반응하여 형성되게 된다. 이러한 포스테라이트는 전기강판의 자구 이동을 저해하는 역할을 한다.
포스테라이트(forsterite; Mg2SiO4) 피막이 없는 방향성 전기강판은 전기강판의 자구이동을 원활히 하여 자기이력손실을 낮출 수 있다.
상기 포스테라이트 피막이 없는 방향성 전기강판은 전기강판의 표면에 형성된 포스테라이트 피막을 산세 등의 수단에 의하여 제거하거나, 혹은 전기강판의 고온 소둔시 강판의 표면에 도포하는 소둔분리재를 산화마그네슘(MgO) 대신에 알루미나(Al2O3)를 사용함으로써 그 생성을 의도적으로 방지할 수 있다.
한편, 포스테라이트 피막이 제거된 방향성 전기강판은 표면이 미려하고 조도가 낮기 때문에 콜로이달 실리카와 인산염으로 구성된 종래의 코팅재로는 충분한 밀착성을 얻기가 어렵고 피막장력에 의한 철손개선 효과가 미미할 수 있다.
상기 포스테라이트가 없는 강판의 표면에 절연피막을 잘 밀착될 수 있도록, 강판의 표면에 니켈 도금층을 형성한다.
상기 니켈 도금층의 평균 두께는 2nm~700nm 인 것을 특징으로 한다. 상기 도금층의 두께가 2 nm 미만일 경우에는 장력부여를 위한 코팅제와 계면과의 밀착성이 양호하지 못하여 열처리시 절연피막이 박리되는 문제점이 있고, 도금층의 두께가 700 nm 이상일 경우에는 코팅제와 소지철 계면과의 밀착성은 우수하나 고온으로 열처리시 도금 화합물이 소재 내부로 확산하여 자기적 특성이 나빠질 수 있다.
또한, 본 발명의 니켈 도금층의 형성은 니켈염으로부터 제조가 가능하며, 바람직하게는 염화니켈염, 황산니켈염, 질산니켈염, 초산니켈염 및 산화니켈염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 니켈염으로 이루어진 도금욕에서 전기도금에 의해 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 황산니켈염으로 이루어진 도금욕에서 니켈 도금층을 형성하는 것이, 얇은 피막의 형성이 용이하고 표면품질이 우수하기 때문에 적합하다.
한편, 본 발명의 도금특성을 개선하기 위하여 전도도 보조제를 니켈염 용액에 혼합하여 사용이 가능하다. 바람직하게는 염화칼륨, 염화나트륨, 염화암모늄, 황산암모늄이 사용될 수 있으며 더욱 바람직하게는 염화암모늄이 황산니켈과 상용성이 우수하기 때문에 적합하다.
본 발명의 니켈도금 두께 및 도금량을 제어하기 위하여 1A/dm2 에서 5A/dm2 범위에서 도금하는 것이 바람직하다. 1A/dm2 미만의 조건에서는 도금층의 형성이 용이하지 못하고 5A/dm2 이상에서는 두터운 도금층이 형성되어, 고온으로 열처리시 도금 화합물이 내부로 확산하여 자기특성을 저해하는 문제점이 있다.
또한, 니켈 도금층의 색상 및 균일성을 확보하기 위하여 pH 완충제로 붕산나트륨을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 절연피막의 형성은, 콜로이달 실리카와 금속 인산염을 주성분으로 하는 장력부여를 위한 코팅 용액에 Mg(OH)2, Ba(OH)2, Cu(OH)2, Sr(OH)2, Zn(OH)2, Ni(OH)2, Fe(OH)2, Co(OH)2, Al(OH)3 및 Ca(OH)2로 이루어진 수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 첨가한 코팅제를 강판표면에 균일하게 도포하고, 700℃ 이상에서 고온 열처리하여 절연특성 및 내식성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는 상기 코팅제의 첨가제는 Ba(OH)2, Cu(OH)2, Sr(OH)2의 수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 첨가되는 것을 특징으로 한다.
상기 수산화물은 표면에 수산화기로 구성되어 있어 물에 분산이 용이하고, 금속 인산염 및 니켈 도금 표면과 강한 결합을 형성하여 밀착성이 우수하다.
또한, 상기 코팅제가 도포된 전기강판을 700℃ 이상에서 고온 열처리하면 조밀한 세라믹 피막을 형성하고, 절연특성 및 내식성을 향상되지만, 700℃ 미만의 온도에서 열처리하면 코팅피막 내부에 공극의 붕괴가 발생하여 다공성 피막이 형성되기 때문에 내식성이 불량하고 피막박리가 발생될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 방향성 전기강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
방향성 전기강판에 있어서 포스테라이트 피막을 산세 등의 수단에 의하여 제거하거나, 혹은 그 생성을 방지하여 제조한 0.23mm 두께의 방향성 전기강판(300X60mm)을 공시재로 하였다. 상기 방향성 전기강판 소재 표면에 질화층을 형성한 후, 수산화 알루미늄 나노섬유와 인산염으로 구성된 코팅제를 도포하여 하기와 같은 방법으로 표면 및 자기적 특성을 평가하였다.
본 발명의 실시예에서, 사용된 방향성 전기강판의 성분함량은, 중량%로 Si: 1.0~7.0%, Sn: 0.01~0.6%, 산가용성 Al: 0.02~0.04%, Mn: 0.01~0.30%, C: 0.02~0.10%, S: 0.001~0.01%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물(제선, 제강공정에서 강에 포함되는 미량의 불순물)로 구성되어 있다.
SRA는 건조한 100% N2 가스분위기에 750℃, 2시간 열처리하였으며, 절연성은 300PSI 압력하에서 입력 0.5V, 1.0A의 전류를 통과하였을 때의 수납 전류 값으로 나타낸 것이고, 밀착성은 SRA 전, 후 시편을 10, 20, 30~100 mmφ인 원호에 접하여 180ㅀ 구부릴 때 피막박리가 없는 최소원호직경으로 나타낸 것이며, 피막외관은 줄무늬, 광택 유무 등을 관찰하여 평가한 것이다.
내식성은 5%, 35℃, NaCl 용액에 8시간 동안 시편의 녹 발생 유무를 평가하는 것으로서 본 시험에서는 녹 발생 면적이 5% 이하일 경우 우수, 20% 이하일 경우 양호, 20~50% 약간 불량, 50% 이상에서는 불량으로 표시하였다.
피막장력은 소재 한쪽 면에 코팅제를 도포하여, 인장응력에 의한 휨의 정도(Hㅄ)를 측정하여 평가하였다.
방향성 전기강판 슬라브를 온도 1,150℃에서 210분 가열한 후 열간 압연하여 2.3mm 두께의 열연강판을 제조하였다. 이후에, 열연강판을 1,120℃까지 가열한 후 920℃에서 90초간 유지하고 물에 급냉하여 산세한 후 0.23mm 두께로 냉간압연하고, 탈탄소둔 및 고온소둔을 행한 후, 포스테라이트 피막을 산세하여 제거하였다.
이 후, 도 2에 도시된 바와 같이, 소재(강판) 표면에 니켈 도금층의 형성을 유도하고, 콜로이달 실리카와 금속 인산염을 주성분으로 하는 장력코팅 용액에 Cu(OH)2가 첨가된 코팅제를 강판 표면에 도포하였다.
또한, 피막특성 평가를 위해 상기 코팅제의 도포량은 4.0 g/m2으로 조절하였고, 850℃로 설정된 건조로에서 120초 동안 처리하였다.
도 3은 전기강판에 형성된 니켈 도금층 및 절연피막층을 나타낸 사진이다.
표 1은 시험조건에 따른 표면 및 자기특성을 측정하여 비교한 것이다. 하기 결과로부터 소재 표면에 니켈 도금층을 형성한 후 장력코팅제를 도포하면 우수한 표면품질과 자성품질을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
구분 니켈염 보조제 표면품질1 ) 밀착성
(mmΦ)		 자기특성
W17/502) B83)
실시예1 염화니켈 황산암모늄 △ 50 0.86 1.90
실시예2 황산니켈 황산암모늄 ◎ 10 0.64 1.92
실시예3 질산니켈 황산암모늄 △ 25 0.88 1.89
실시예4 초산니켈 황산암모늄 ○ 20 0.72 1.91
실시예5 산화니켈 황산암모늄 △ 28 0.88 1.89
실시예6 황산니켈 염화칼륨 ▽ 45 0.94 1.88
실시예7 황산니켈 염화나트륨 ▽ 47 0.97 1.87
실시예8 황산니켈 염화암모늄 ○ 23 0.75 1.90
비교예 - - X X 1.43 1.82
주) 1) 물성판정(표면품질) / 우수: ◎, 양호: ○, 보통: △, 약간불량: ▽, 불량: X
2) 철손(W17/50)은 50Hz주파수에서 1.7Tesla의 자속밀도가 유기되었을 때의 압연방향과 압연방향 수직방향의 평균 손실(W/kg)을 의미함.
3) 자속밀도(B8)은 800A/m의 자기장을 부가하였을 때 유도되는 자속밀도의 크기(Tesla)를 의미함.
표 2는 니켈 도금층의 두께를 분위기를 변경하여 제어한 후, 콜로이달 실리카와 Cu(OH)2가 첨가된 인산염을 혼합하여 도포하고, 건조피막에 대한 표면품질, 밀착성 및 자기특성을 평가한 결과이다. 하기 결과로부터 소재 표면에 니켈 도금층이 너무 얇을 경우에는 충분한 밀착성을 확보하기가 어렵고, 니켈 도금층이 너무 두꺼울 경우에는 자기특성이 열위해짐을 확인할 수 있다.
구분 도금 두께(nm) 표면품질 밀착성(mmΦ) 자기특성
W17/50 B8
실시예1 1 X 72 1.02 1.87
실시예2 2 ▽ 34 0.98 1.88
실시예3 20 ◎ 10 0.64 1.92
실시예4 200 ○ 17 0.72 1.91
실시예5 500 ○ 22 0.71 1.91
실시예6 700 △ 27 0.82 1.90
실시예7 900 ▽ 28 0.94 1.88
표 3은 소재 표면에 20nm 두께의 니켈 도금층을 형성한 후, 10nm 크기의 콜로이달 실리카, 금속 인산염(알루미늄계:마그네슘계 인산염, 1:1 혼합용액), Cu(OH)2를 각각 무게비로 52:45:3으로 혼합하여 상온에서 1시간 동안 교반한 용액을 도포하고, 건조피막에 대해 표면특성을 평가한 결과이다.
하기 결과로부터 첨가제로 Cu(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2를 사용하였을 경우 밀착성 및 절연특성이 가장 우수함을 확인할 수 있다.
구분 첨가제 밀착성
(mmΦ)		 절연성(mA) 표면특성
실시예1 Mg(OH)2 30 105 광택우수
실시예2 Ba(OH)2 25 124 광택우수
실시예3 Cu(OH)2 10 78 광택우수, 표면균일
실시예4 Sr(OH)2 22 80 광택우수
실시예5 Zn(OH)2 32 177 색상편차
실시예6 Ni(OH)2 37 220 광택우수
실시예7 Fe(OH)2 32 520 색삭편차
실시예8 Co(OH)2 42 240 표면균일
실시예9 Al(OH)3 35 50 광택불량
실시예10 Ca(OH)2 42 160 피막석출
비교예 - X 990 피막박리, 색상편차
본 발명에 의한 방향성 전기강판은 포스테라이트(Forsterite) 피막을 산세 등의 수단에 의하여 제거하거나, 혹은 그 생성을 방지하여 제조된 전기강판에 장력 부여성 절연 피막을 형성한 것이다.
또한, 상기 장력 부여성 절연 피막과 강판과의 계면에, 평균 2 nm 이상 700nm 이하인 니켈 도금층을 형성함으로써 피막 내열성 및 자기적 특성을 향상시킬 수 있다.
포스테라이트 피막이 없는 방향성 전기강판을 전기도금에 의해 니켈 도금층을 형성한 후 콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 상기 니켈 도금층이 형성된 전기강판의 표면에 도포한 후, 열처리하여 절연피막을 형성함으로써 자성이 우수한 방향성 전기강판을 제공할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 중량 %로 Si: 1.0~7.0%, Sn: 0.01~0.6%, 산가용성 Al: 0.02~0.04%, Mn: 0.01~0.30%, C: 0.02~0.10%, S: 0.001~0.01%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 방향성 전기강판으로,
    상기 전기강판의 표면에 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성이 억제되며, 상기 전기강판의 표면에 2nm~700nm 평균 두께의 니켈 도금층이 형성되고, 상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막이 형성된 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연피막은 콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 상기 니켈 도금층이 형성된 전기강판의 표면에 도포 후 건조시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속 인산염은 알루미나, 마그네슘, 망간 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속의 인산염인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수산화물은 Cu(OH)2, Ba(OH)2 및 Sr(OH)2 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판.
  6. 삭제
  7. 중량 %로 Si: 1.0~7.0%, Sn: 0.01~0.6%, 산가용성 Al: 0.02~0.04%, Mn: 0.01~0.30%, C: 0.02~0.10%, S: 0.001~0.01%, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 방향성 전기강판을 준비하는 단계;
    상기 전기강판의 표면에 포스테라이트(Forsterite, Mg2SiO4) 피막이 제거되거나 그 생성을 억제하는 단계;
    상기 전기강판을 염화니켈염, 황산니켈염, 질산니켈염, 초산니켈염 및 산화니켈염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 니켈염이 존재하고, 염화칼륨, 염화나트륨, 염화암모늄및 황산암모늄 중 선택된 적어도 하나의 전도도 보조재가 첨가되며, pH 완충제로 붕산나트륨을 포함하는 도금욕에 담근 후 전기도금에 의해 상기 전기강판의 표면에 2nm~700nm 평균 두께를 갖는 니켈 도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈 도금층 상에 장력부여를 위한 절연피막을 형성하는 단계를 포함하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 절연피막의 형성은,
    콜로이달 실리카, 금속 인산염 및 수산화물을 포함하는 코팅제를 상기 니켈 도금층이 형성된 전기강판의 표면에 도포한 후, 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속 인산염은 알루미나, 마그네슘, 망간 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속의 인산염인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 수산화물은 Cu(OH)2, Sr(OH)2, Zn(OH)2, Ni(OH)2, Fe(OH)2,Co(OH)2, Al(OH)3 및 Ca(OH)2 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 열처리는 상기 코팅제가 도포된 전기강판을 700℃ 이상에서 5초 내지 10분 동안 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방향성 전기강판의 제조방법.
  16. 삭제
KR1020110145307A 2011-12-28 2011-12-28 방향성 전기강판 및 그 제조방법 KR101356066B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110145307A KR101356066B1 (ko) 2011-12-28 2011-12-28 방향성 전기강판 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110145307A KR101356066B1 (ko) 2011-12-28 2011-12-28 방향성 전기강판 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130076643A KR20130076643A (ko) 2013-07-08
KR101356066B1 true KR101356066B1 (ko) 2014-01-28

Family

ID=48990186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110145307A KR101356066B1 (ko) 2011-12-28 2011-12-28 방향성 전기강판 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101356066B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9982141B2 (en) 2016-01-06 2018-05-29 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Corrosion resistant coating composition of Ni and a phosphate corrosion inhibitor and an electrodeposition method for the manufacture thereof

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102020423B1 (ko) * 2017-12-26 2019-09-10 주식회사 포스코 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법
JP6856080B2 (ja) * 2018-01-12 2021-04-07 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
CN115725906B (zh) * 2021-08-30 2024-02-13 宝山钢铁股份有限公司 一种用于高压直流继电器的镀覆锌铝镁的免磁化退火电磁纯铁钢板及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1180909A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Kawasaki Steel Corp 張力付加型被膜の密着性の良い低鉄損方向性珪素鋼板 およびその製造方法
JP2002194564A (ja) * 2000-12-22 2002-07-10 Kawasaki Steel Corp 低鉄損電磁鋼板およびその製造方法
KR100447048B1 (ko) * 1997-10-28 2004-11-16 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 피막밀착성이우수하고철손이매우낮은방향성전기강판및그제조방법
KR20080025733A (ko) * 2005-07-14 2008-03-21 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 크롬을 함유하지 않는 절연 피막을 가진 방향성 전자강판및 그 절연 피막제

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1180909A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Kawasaki Steel Corp 張力付加型被膜の密着性の良い低鉄損方向性珪素鋼板 およびその製造方法
KR100447048B1 (ko) * 1997-10-28 2004-11-16 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 피막밀착성이우수하고철손이매우낮은방향성전기강판및그제조방법
JP2002194564A (ja) * 2000-12-22 2002-07-10 Kawasaki Steel Corp 低鉄損電磁鋼板およびその製造方法
KR20080025733A (ko) * 2005-07-14 2008-03-21 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 크롬을 함유하지 않는 절연 피막을 가진 방향성 전자강판및 그 절연 피막제

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9982141B2 (en) 2016-01-06 2018-05-29 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Corrosion resistant coating composition of Ni and a phosphate corrosion inhibitor and an electrodeposition method for the manufacture thereof
US10457818B2 (en) 2016-01-06 2019-10-29 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Corrosion-resistant metal substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130076643A (ko) 2013-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101448596B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
US8231739B2 (en) Method for producing grain-oriented silicon steel containing copper
JP6463458B2 (ja) 方向性電磁鋼板用予備コーティング剤組成物、これを含む方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR20140092467A (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2019508577A (ja) 方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板の製造方法
JP3539028B2 (ja) 高磁束密度一方向性けい素鋼板のフォルステライト被膜とその形成方法
KR101651431B1 (ko) 방향성 전기강판의 제조방법
KR101356066B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101296131B1 (ko) 글라스피막 밀착성과 자기적 특성이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP4192822B2 (ja) 磁気特性および被膜特性に優れる方向性電磁鋼板の製造方法
KR101356053B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2000144249A (ja) 被膜特性および磁気特性に優れる方向性けい素鋼板の製造方法
KR101410474B1 (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2006503189A (ja) 浸珪拡散被覆組成物及びこれを利用した高珪素電気鋼板の製造方法
JP7329049B2 (ja) 電磁鋼板およびその製造方法
KR101632871B1 (ko) 방향성 전기강판의 제조방법
CN114106593A (zh) 一种用于取向硅钢表面涂层的涂料、取向硅钢板及其制造方法
KR20140131790A (ko) 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102180816B1 (ko) 저철손 방향성 전기강판 제조방법
JP3336142B2 (ja) 磁気特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法
KR100482205B1 (ko) 고타발성 방향성 전기강판용 내태키성 절연 코팅제
JPS6396218A (ja) 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法
JP3456869B2 (ja) 一方向性電磁鋼板の製造方法
JP4239454B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JPS62133021A (ja) グラス皮膜の密着性がよくかつ鉄損の低い方向性電磁鋼板およびその製造法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170118

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180118

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181128

Year of fee payment: 6