KR20190078209A - 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 일면에 알루미늄을 포함하는 도금층이 형성된 전기강판을 준비하는 단계; 상기 도금층 상에 마그네슘을 진공증착하여 마그네슘 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 알루미늄 도금층 및 마그네슘 코팅층이 형성된 전기강판을 750 내지 950℃에서 열처리하는 단계를 포함하는 전기강판의 표면처리 방법 에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 알루미늄-실리콘 도금 전기강판상에 균일한 산화마그네슘(MgO)층이 형성되어 절연성을 부가한 도금 전기강판이 제공된다. 이에 따라, 고효율의 전기강판이 전기기기에 적용되어 에너지 절감 및 기기 소형화 등에 기여할 수 있다.

Description

절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법{COATED ELECTRICAL STEEL SHEET HAVING EXCELLENT INSULATION PROPERTY AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전기강판, 특히 방향성 전기강판이란 3.1% Si성분을 함유한 결정립 방위가 (110)[001] 방향으로 정열된 집합조직을 가지고 있으며 압연방향으로 극히 우수한 자기적특성을 가지고 있는 강판을 말하는 것으로, 이 특성을 이용하여 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기 등의 철심 재료로 많이 사용된다.
우수한 절연코팅은 기본적으로 외관에 결함이 없는 균일한 색상을 가져야 하지만 기능성을 부여하려는 여러가지 기술의 접목에 의하여 전기절연성을 향상시키고 피막의 밀착성을 강화시키는 것이 주로 이용되는 기술이었다.
최근 고자속밀도급의 방향성 전기강판이 상용화되면서 최종 절연피막의 고장력화를 추구하게 되었고, 실제 고장력 절연피막이 최종제품의 자기적 특성 개선에 크게 기여함이 확인되었다.
장력피막의 특성 향상을 위해서 여러가지 공정인자의 제어기법이 응용되고 있었으며, 현재 상품화되어 있는 방향성 전기강판은 강판과 폴스테라이트계 바탕 피막 위에 형성된 절연피막의 열팽창계수 차이를 이용하는 것에 의해 강판에 인장응력을 부가함으로써 철손감소 효과를 도모하고 있는 것을 들 수 있다.
이러한 대표적인 절연피막 형성방법으로서, 일본특허 특공소 53-28375호 공보에 개시되어 있는 인산 알루미늄(Aluminium)과 콜로이달 실리카(Colloidal silica)와 산화크롬(Chrome)을 주성분으로 하는 코팅액을 이용하는 방법 및 일본특허 특공소 56-52117호 공보에 개시되어 있는 인산 마그네슘(Magnesium)과 콜로이달 실리카와 산화크롬을 주성분으로 하는 코팅액을 이용하는 방법을 들 수 있다.
최근에는 일본특허 제3098691호, 제2688147호에서와 같이, 알루미나 주체의 알루미나 솔(alumina sol)과 붕산 혼합액을 이용하여 전기강판에 고장력의 산화물 피막을 형성하는 기술이 제안된 바 있다.
또한, 한국특허 제0377566호에서와 같이, 폴스테라이트계 바탕 피막 위에 특정 금속원자를 함유한 인산수소염과 실리카로 구성된 제1층을 형성시킴으로써 폴스테라이트계 바탕 피막과 절연피막과의 밀착성 향상을 유도하고, 그 위에 재차 붕산 알루미늄을 주성분으로 하는 제2층을 형성시킴으로써 더욱 강력한 피막장력 효과를 내는 기술이 제안된 바 있다.
그러나, 알루미나 솔과 같은 물질은 산화성 분위기에 매우 민감하게 작용하여 절연코팅 후 강판 표면의 색을 변화시킬 수 있으며, 코팅용액 제조후 안정성 측면에 문제가 있는 것으로 지적되어 오고 있다.
뿐만 아니라, 위에서 제시된 바와 같은 두 층 이상의 절연코팅을 구성할 때 최대의 효과를 얻기 위해서는 1층과 2층의 도포량을 목표수준으로 균일하게 관리하여야 하며, 이를 현장에서 안정적으로 구현하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 습식 코팅 방식이 아닌 진공증착 방식을 이용하여 장력 및 절연성을 부가한 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 일면에 알루미늄을 포함하는 도금층이 형성된 전기강판을 준비하는 단계; 상기 도금층 상에 마그네슘을 진공증착하여 마그네슘 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 알루미늄 도금층 및 마그네슘 코팅층이 형성된 전기강판을 750 내지 950℃에서 열처리하는 단계를 포함하는 전기강판의 표면처리 방법이 제공된다.
상기 알루미늄의 도금량이 10 내지 50g일 수 있다.
상기 도금층의 두께가 5 내지 20㎛일 수 있다.
상기 도금층은 도금층 100중량부에 대하여 12중량부 이하의 실리콘을 더 포함할 수 있다.
상기 마그네슘의 증착량이 0.5 내지 5g일 수 있다.
상기 마그네슘 코팅층의 두께가 0.5 내지 3㎛일 수 있다.
상기 열처리하는 단계가 750 내지 900℃에서는 10분 이상, 900 내지 950℃에서는 5분 이상 수행될 수 있다.
상기 마그네슘을 증착하는 단계 전, 500 내지 700℃에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전기강판; 상기 전기강판의 적어도 일면에 형성된 알루미늄-철 합금층; 및 상기 알루미늄-철 합금층 상에 형성된 산화마그네슘층을 포함하는 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판이 제공된다.
상기 코팅 전기강판의 표면저항이 10×e6 Ω 이상일 수 있다.
상기 산화마그네슘층의 두께가 0.1 내지 3 ㎛일 수 있다.
상기 알루미늄-철 합금층이 실리콘을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 도금 전기강판 상에 균일한 산화마그네슘(MgO)층이 형성되어 절연성을 부가한 도금 전기강판이 제공된다. 이에 따라, 고효율의 전기강판이 전기기기에 적용되어 에너지 절감 및 기기 소형화 등에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코팅층의 두께 및 성분을 글로방전광학분광분석(GDOS)한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 코팅 전기강판의 열처리에 따른 성분 변화를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1의 단면을 주사전자현미경을 이용하여 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 4의 단면을 주사전자현미경을 이용하여 나타낸 것이다.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 열전모듈용 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전기강판의 성능을 향상시키기 위한 특히 와전류 손실 감소를 위해서 재료의 두께를 감소시켜 박물화하여 사용할 수 있다. 이를 위해 적층될 표면이 절연되어 있어야 한다.
또한, 고온에서 코팅층이 생성되어 재료의 표면장력이 부과되어 자구 구조 개선으로 철손을 개선할 수 있다. 이를 위해 전기 강판에 장력을 부여하는 코팅이나, 우수한 절연피막을 형성할 수 있다. 즉 코팅막은 절연성이 우수하고, 소재와 밀착성이 우수해야 한다.
한편, 전기강판의 성능향상을 위한 절연 및 장력코팅기술에 있어서 산화마그네슘을 도포한 방법을 사용한다. 산화마그네슘은 강판의 Sticking을 방지하고, 철 및 실리카의 산화물과 반응하여 피막을 형성한다. 통상적으로 산화마그네슘 분말을 물에 갠 상태의 산화마그네슘 슬러리를 표면에 도포하여 사용한다. 그러나 이와 같은습식 코팅 방식인 경우 장력부여 및 박막의 절연피막형성이 용이하지 않다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 일면에 알루미늄을 포함하는 도금층이 형성된 전기강판을 준비하는 단계; 상기 도금층 상에 마그네슘을 진공증착하여 마그네슘 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 알루미늄 도금층 및 마그네슘 코팅층이 형성된 전기강판을 750 내지 950℃에서 열처리하는 단계를 포함하는 전기강판의 표면처리 방법 이 제공된다.
본 발명의 전기강판은 무방향성 전기강판 또는 방향성 전기강판일 수 있다.
상기 전기강판의 적어도 일면에 알루미늄을 도금하여 알루미늄을 포함하는 도금층을 형성할 수 있다. 이 때 도금층을 형성하는 방법은 특별하게 한정하는 것은 아니며 예를 들어, 용융도금, 전해도금, 진공증착도금 및 클래드 방법 등을 이용하여 도금층을 형성할 수 있다.
상기 알루미늄 도금량은 10 내지 50g/㎡인 것이 바람직하다. 10g/㎡ 미만인 경우 도금층 밀착력이 낮아질 수 있으며, 50g/㎡ 초과인 경우 열처리 후 절연특성이 낮아질 수 있다.
한편, 상기 도금층은 도금층 100중량부에 대하여 12중량부 이하의 실리콘을 더 포함할 수 있다. 후막의 경우 용융 공정을 이용하여, 알루미늄계 도금 강판을 제조하므로, 알루미늄의 도금욕을 증가시키고 기재와 알루미늄 도금층 사이에 생성되는 철-알루미늄 성장을 억제하여, 향후 가공성을 개선할 수 있다.
다음으로, 상기 도금층 상에 마그네슘을 진공증착하여 마그네슘 코팅층을 형성한다. 상기 진공증착은 예를 들어, 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 수행될 수 있다. 보다 상세하게는 진공 장비를 기본 압력인 약 10-4 torr가 될 때까지 배기한 후 마그네트론 스퍼터링 소스를 이용하여 마그네슘을 코팅할 수 있다.
상기 마그네슘의 증착량은 0.5 내지 5g/㎡인 것이 바람직하다. 0.5g/㎡ 미만인 경우 산화마그네슘층 생성이 어려우며, 5g/㎡ 초과인 경우 다공성의 산화마그네슘층이 생성되어 절연 특성이 열위해질 수 있다.
이에 따른 마그네슘 코팅층의 두께는 0.5㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 0.5㎛ 미만인 경우 산화마그네슘층 생성이 어려우며, 반면, 3㎛ 초과인 경우 다공성의 산화마그네슘층이 생성되어 절연 특성이 열위해질 수 있다.
다음으로, 상기 마그네슘 코팅층이 형성된 전기강판을 750 내지 950℃에서 열처리할 수 있다. 상기 열처리 방법은 특별하게 한정하는 것은 아니나, 예를 들어 진공 열처리로를 이용하여 수행될 수 있다. 보다 상세하게는 진공 열처리로는 예열로와 열처리로 그리고 균열로가 연속으로 연결되어 형성된 열처리로를 사용할 수 있다.
이 때 예열로와 열처리로 그리고 균열로는 각 연결부분에 각 로의 공간을 차단하는 차단막과 차단막에는 강판을 이동시키기 위한 문이 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 열처리로는 진공상태로 배기한 다음 불활성 가스 예를 들면 질소 가스를 분위기 가스로 공급할 수 있다. 마그네슘 코팅층이 형성된 강판의 열처리는 먼저 예열로에 상기 강판을 장입한 다음 열처리 온도까지 상기 강판을 가열하여 온도가 안정화 된 상태에서 열처리로로 이동시켜 열처리를 실시할 수 있다.
상기 열처리는 750 내지 950℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 750℃ 미만인 경우 산화마그네슘층뿐만 아니라 마그네슘, 알루미늄(실리콘), 철계 성분이 포함되어 절연특성이 나빠질 수 있으며, 950℃ 초과인 경우 다공성의 산화마그네슘층이 생성될 수 있다.
또한, 상기 열처리는 750 내지 950℃에서, 5분 이상 동안 수행되는 것이 바람직하다. 5분 미만인 경우 마그네슘, 알루미늄(실리콘), 철계 성분이 포함되어 절연 특성이 나빠질 수 있다. 보다 바람직하게는 750℃ 내지 900℃에서는 10분 이상, 900 내지 950℃에서는 5분 이상 수행되는 것이 바람직하다. 상기 열처리 조건을 만족하지 않으면, 알루미늄(실리콘), 철, 마그네슘의 합금화가 완전히 되지 않아 최상층에 치밀한 산화마그네슘상이 형성되지 않을 수 있다.)
한편, 상기 도금층을 형성한 후 마그네슘을 증착하기 전, 상기 전기 강판을 500 내지 700℃에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 도금층 내의 순수 알루미늄 영역을 줄여주는 것으로, 750℃ 내지 950℃에서 수행되는 열처리에 의해 산화마그네슘층을 생성할 때, 순수 알루미늄이 철과 합금화 되면서 산화마그네슘층을 다공성으로 만드는 것을 억제할 수 있다. 상기 열처리는 20분 이상 수행되는 것이 바람직하며, 20분 미만인 경우, 순수알루미늄 영역이 많이 남아 있을 수 있다.
한편, 상술한 전기강판의 표면처리 방법에 의해 본 발명의 전기강판은 전기강판; 상기 전기강판의 적어도 일면에 형성된 알루미늄-철 합금층; 및 상기 알루미늄-철 합금층 상에 형성된 산화마그네슘층을 포함하는 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판 이 제공된다. 또한, 상술한 바와 같이 필요에 따라 알루미늄-철 합금층에는 실리콘이 더 포함되어 있을 수 있다. 알루미늄(실리콘)-철 합금층은 전기강판 내의 철이 도금층으로 확산하여 형성된 것이거나, 또는 상술한 열처리 단계에서 전기강판 내의 철이 도금층 내로 확산하여 형성된 것일 수 있다.
한편, 강판의 최외측에는 상술한 열처리에 의해 산화마그네슘층이 형성된다. 이에 따라 전기강판에 우수한 절연 특성을 부여할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코팅층의 두께 및 성분을 글로방전광학분광분석(GDOS)한 결과를 나타낸 것이다. 도 1의 결과로부터, 도금층 표면에 산화마그네슘층이 구성된 층을 이루고 있으며, 내부는 알루미늄(실리콘)-철계 합금층을 이루고 있음을 확인할 수 있다.
상기 산화마그네슘층의 두께는 0.1㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 0.1㎛ 미만인 경우 산화마그네슘층 생성이 어려우며, 3㎛ 초과인 경우 다공성의 산화마그네슘층이 생성되어 절연 특성이 열위해질 수 있다.
이와 같이 본 발명은 마그네슘, 알루미늄 및 실리콘 산화물 등을 생성시켜 전기강판의 표면저항이 10×e6Ω을 확보함으로써, 절연성 및 장력을 부여할 수 있다. 또한 만들어진 소재의 도금층은 고온 소둔시 소재의 고착(sticking)을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
전기강판을 준비하고, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 도금층의 성분 및 도금량, 마그네슘 코팅층의 도금량을 제어하여 열처리를 수행하였다. 이후 전기강판의 표면저항을 측정하고 표 1에 나타내었다.
구분 도금층 및 코팅층
성분		 Al-Si
도금량(g/㎡)		 Mg
부착량(g/㎡)		 도금층 형성후
열처리(℃)		 코팅층 형성후
열처리		 표면저항(Ω)@10V
발명예1 Mg/Al-Si-Fe 10~20 1~5 x 800~950℃ >10×e7
발명예2 Mg/Al-Si-Fe 50 3~5 500 ~ 700 800~950℃ >10×e7
비교예1 Al-Si-Fe 10~80 x x - < 0.05×10e-3
비교예2 Al-Si-Fe 10~80 x x 800~950℃ < 0.05×10e-3
비교예3 Mg/Al-Si-Fe 10~80 3~10 x - < 0.05×10e-3
비교예4 Mg/Al-Si-Fe 10~80 3~10 x 300~450℃ < 0.05×10e-3
비교예5 Mg/Al-Si-Fe 40~80 3~10 x 800~950℃ < 0.05×10e-3
상기 표 1을 참조하면 발명예 1 및 2의 표면저항은 10×e7Ω 이상의 값을 나타내어 절연 특성이 우수한 것을 확인할 수 있으며 이를 통해 발명예에 따른 코팅 전기강판의 최상부에는 치밀한 산화마그네슘층이 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 3은 실시예 1의 단면을 주사전자현미경을 이용하여 나타낸 것이다. 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 모재 위에 약 10㎛의 알루미늄(실리콘)-철 합금층과 그 상부에 치밀한 산화마그네슘층이 형성되어 있다. 최상부의 치밀한 산화마그네슘층에 의해 절연특성이 부여된다.
비교예 1 내지 3은 산화마그네슘층이 형성되어 있지 않으므로, 절연 특성이 열위하다. 한편, 도 4는 비교예 4의 단면을 주사전자현미경을 이용하여 나타낸 것으로서, 비교예 4 및 5는 열처리 후 형성된 코팅층 구조에 의해 표면저항 측정시 오히려 도전 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 적어도 일면에 알루미늄을 포함하는 도금층이 형성된 전기강판을 준비하는 단계;
    상기 도금층 상에 마그네슘을 진공증착하여 마그네슘 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 알루미늄 도금층 및 마그네슘 코팅층이 형성된 전기강판을 750 내지 950℃에서 열처리하는 단계를 포함하는 전기강판의 표면처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄의 도금량이 10 내지 50g/㎡인 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도금층의 두께가 5 내지 20㎛ 인 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도금층은 도금층 100중량부에 대하여 12중량부 이하의 실리콘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘의 증착량이 0.5 내지 5g/㎡인 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘 코팅층의 두께가 0.5 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열처리하는 단계가 750 내지 900℃에서는 10분 이상, 900 내지 950℃에서는 5분 이상 수행되는 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘을 증착하는 단계 전, 500 내지 700℃에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기강판의 표면처리 방법.
  9. 전기강판;
    상기 전기강판의 적어도 일면에 형성된 알루미늄-철 합금층; 및
    상기 알루미늄-철 합금층 상에 형성된 산화마그네슘층을 포함하는 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코팅 전기강판의 표면저항이 10×e6Ω 이상인 것을 특징으로 하는 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 산화마그네슘층의 두께가 0.1 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 알루미늄-철 합금층이 실리콘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 특성이 우수한 코팅 전기강판.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130074646A (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 재단법인 포항산업과학연구원 도금 강판 및 이의 제조방법
KR20160078118A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 주식회사 포스코 자기적 성질이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20170076234A (ko) * 2015-12-24 2017-07-04 주식회사 포스코 합금 코팅 강판 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101353451B1 (ko) * 2011-12-26 2014-01-21 재단법인 포항산업과학연구원 도금강판 및 이의 제조방법
KR101356066B1 (ko) * 2011-12-28 2014-01-28 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20150073531A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 포스코 내식성 및 용접성이 우수한 열간 프레스 성형용 강판, 성형부재 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130074646A (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 재단법인 포항산업과학연구원 도금 강판 및 이의 제조방법
KR20160078118A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 주식회사 포스코 자기적 성질이 우수한 방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20170076234A (ko) * 2015-12-24 2017-07-04 주식회사 포스코 합금 코팅 강판 및 이의 제조 방법

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