KR900005378B1 - 고자속밀도 방향성 전기강판의 소둔분리도포제 - Google Patents

고자속밀도 방향성 전기강판의 소둔분리도포제 Download PDF

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정명식
재단법인 산업과학기술연구소
박태준
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Abstract

내용 없음.

Description

고자속밀도 방향성 전기강판의 소둔분리도포제
제1도는 5% TiO2및 Ti(SO4)2수용액을 탈탄판에 도포후 건조된 상태를 나타낸 사진 및 그의 Ti 면분석사진.
제2도는 MgO 100g당 TiO2및 Ti(SO4)25g을 첨가하여 도포후 고온수돈에 의하여 형성된 절연피막 형상사진 및 그의 Ti 면분석사진.
본 발명은 자성이 양호하고 표면품질 특성이 우수한 고자속 밀도 방향성 전기강판을 제조하기 위하여 최종 고온소둔 전 소둔분리제로 도포되는 도포제에 관한 것이다.
방향성 전기강판에서 소둔분리제 도포는 고온소둔시 코일간의 접착방지, 유리질 절연피막형성, 소재의 탈황촉진 등의 목적으로 탈탄 소둔직후 도포되며 이때 MgO는 소재표면의 SiO2및 일부 FeO 계통의 산화물과 반응하여 소지금속과의 사이에 다소 불균일한 형상을 갖는 포스테라이트(Forsterite, 2MgO, SiO2)의 유리질 절연피막을 형성하고 이때 형성된 피막의 성상은 최종제품의 자성 및 표면품질 즉 절연성, 밀착성 표면조도, 외관형상 등에 큰 영향을 미친다. 따라서 최적특성을 갖는 유리질피막형성을 위하여 공지의 많은 기술이 있으며 그중 도포제에 관한 것으로서는 특정한 특성을 갖는 MgO 선정과 여기에 특정성분을 첨가하는 보조첨가제에 관한 것이 많으며 MgO는 활성화도, 불순물 및 입도를 제어하는 기술, 보조첨가제로는 2차재결정 안정화를 위하여 초기의 정상 입정상 억제제로 S,B,N의 화합물을 첨가하거나 피막층과 소지와의 결합부위에 계면형상을 조절하기 위하여 AI2O 등의 비활성산화물을 첨가하거나 표면산화물과의 결합력을 향상시키기 위하여 TiO2,MnO2등의 결합안정제 등을 첨가하는 기술이 있고 기타 현장작업시 도포특성을 향상하거나 공정중 휘발분관리, 고온소둔치의 적정분위기제어 등이 있다.
소둔분리도포제의 성분검토에 있어서는 고자속밀도 방향성 전기강판을 제조시 어떤 정상입성장 억제제를 갖는 공정을 채택하느냐에 따라서 달라지며 통상 AIN 계와 MnS,Se,B,N 계로 대별할 수 있는데 여기서는 본 발명의 대상이되는 AIN 계를 중심으로 설명한다.
이계는 소강후 실기공정에 의하여 탈탄소둔시까지 소재표면 부근에는 초기정상 입성장 억제제의 역할을 하는 N, S 등이 내부에 비하여 다소낮게 분포되어 있어서 재결정성장이 약화되므로 고온소둔시 이차 재결정의 안정화를 위하여 소둔분리도포제중에 N 함유화합물이나 S 함유화합물을 첨가하며 특히 TiO2나 MnO의 미세분말을 첨가하여 탈탄소둔시 소재에 함유한 AI 성분이 표면에 AI2O3로 산화되면서 석출되어 후 스테라이트피막형성을 약화시킴을 방지하는 것이 공지기술의 근간을 이루고 있으나 이것들은 대부분 자향상만을 위한 검토로 이에 따른 현장 작업성이나 피막품질 특성의 열화가 문제가되며 통상 적용기술 TiO2분말 첨가시 이 성분이 MgO에 비하여 밀도가 커서 혼합액에서 쉽게 침강하여 균일한 분산액을 만들 수 없으므로 도포작업성이 나쁘고 또한 도포성분의 균일화가 어렵고 수율도 낮아지며 특히, 저활성 Mg 사용시 작업상의 문제가 더욱 심하다.
또한 고온소둔후 형성 포스테라이트피막에 미반응된 검은색의 분말로 섞여 있어서 외관형상도 불량하며 특히 밀착성 및 표면조도가 나빠 표면이 거칠어진다.
따라서, 본 발명은 우수한 표면품질 특성을 갖는 소둔분리도포제를 제공하고자 하는 것으로서, 중량% Si : 2.8-3.5, C : 0.020-0.060 Mn : 0.040-0.120, S : 0.010-0.035, N : 0.002-0.020, AI : 0.010-0.050, Cu : 0.090-0.150 및 잔부 Fe로 조성되는 고자속밀도를 방향성 전기강판을 대상으로 이것을 공지기에 의해 열간압연 및 냉간압연을 거쳐 탈탄소둔처리한 탈탄소둔판에 소둔분리제로 도포되는 도포제에 있서, MgO 100g당 수용성의 Ti(SO4)2를 0.5-15g 첨가하여 조성되는 소둔 분리도포제에 관한 것이다.
상기 Ti(SO4)2는 소둔분리제 혼합액에 첨가시 액성을 산성화시키며 이때 혼합액의 점성이 증가되어 소에 도포작업시 부착력을 향상시키며 특히 저활성급의 MgO를 소둔분리제로 사용시 도포액의 점성은 상당히 나빠지는데 여기에 Ti(SO4)2첨가시 부착성 향상에 큰 효과가 있으며 이후 소재 표면에 도포후 가열시 (SO4)2는 다음과 같이 변화한다.
Figure kpo00002
Ti(SO4)2는 200℃에서 부터 2개의 SO4이온이 분해하여 SO3을 방출하여 1개의 SO4이온이 존재후 500이상에서부터 분해되어 SO3을 방출하면서 TiO2만이 잔존하게 되는데 여기서 SO2는 탈탄소둔공정 및 고온소둔공정에서 소재중의 S의 외부 확산으로인한 표면근처의 S량을 보충하거나 확산방출을 억제함으로 900-950℃에서 2차재결정의 안정생성을 도우며 TiO2는 800℃부터 고온소둔로의 분위기 가스인 H2에 의하여 환원되어 TiXO2X-1로 변하면서 O2를 방출하여 분위기 가스에 의하여 환원된 소재표면을 일부 산화시켜 1000℃경부터 생성되는 포스테라이트 피막생성을 촉진시키는 역할을 한다. 이것을 5% Ti(SO4)2수용액 5% TiO2을 탈탄판표면에 도포후 건조된 시편을 주사형 전자현미경으로 4000배 확대하여 촬영한 형상 그의 Ti 성분에 대한 면분석결과를 제1도에 나타내고 있는데, Ti(SO4)2를 첨가한 경우 피막형상 사진(a) 및 Ti 성분의 면분석사진(b)에서 알 수 있는 바와 같이, 균일한 형상에 Ti성분이 균일하게 분포되어 있는 반면 TiO2분말을 첨가한 경우 피막형상사진(c) 및 Ti 성분의 면분석사진(d)에 나타난 바와 같이, 말이 분산되어 있어 성분이 부분적으로 분포되어 있음을 볼 수 있고 소둔분리도포제로 MgO 100g당 (SO4)2및 TiO2분말을 5g 첨가후 시편에 도포하여 고온소둔후 형성된 포스테라이트의 형상 및 이때의 성분에 대한 면분석결과를 제2도에 나타내고 있는데 Ti(SO4)2를 첨가한 시편(피막형상사진(a)) 및 Ti 분의 면분석사진(b)참조)에는 입자가 작고 치밀한 포스테라이트가 관찰되고 Ti 성분 또한 균일하게 분리되어 있지만 TiO2분말을 첨가한 시편(피막형상사진(c) 및 Ti 성분의 면분석사진(d)참조)에서는 입자가 다소 크고 불균일하면 일부 노출될 소지가 보이며 Ti 성분이 부분적으로 덩어리져 나타나므로 수용성의 (SO4)2를 첨가시 피막특성의 향상을 설명할 수 있다.
도포 작업성, 소재의 자기력특성 및 표면피막특성 향상을 위한 Ti(SO4)2첨가 범위는 소둔 분리제의 MgO 100g당 0.5-15g가 적정한데 0.5g 이하 첨가시 작업성 및 피막특성향상에 미흡하며 15g 이상 첨가시 자성 및 표면특성이 악화될 수가 있어 본 발명의 범위에서 제외하여 MgO 100g당 0.5-1.5g로 한정한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예 1]
[표 1]
Figure kpo00003
상기 표 1의 소강성분을 공지의 방법을 거쳐 제조된 0.30mm 두께의 고자속밀도 방향성 탈탄소둔판에 소둔분리도포제 처리시 비교재를 일본특허인 특공소 56-15466호에서의 실시한 도포제 625ml당 MgO 100g에 TiO25g을 첨가한것과 본 발명의 Ti(SO4)20-20g 첨가한 도포제를 탈탄소둔판에 도포, 건조후 1200℃, H2분위기에서 20시간 고온소둔처리를 행하여 포스테라이트 피막을 형성시켰는데 이때 도포 작업성을 나타내는 도포액의 점도 및 형성피막의 표면품질을 표 2에 나타내었는데 도포액의 점도는 cps로 피막의 절연성은 ASTM A715-15에 따른 Franklin 절연치 Amp로, 표면조도 Ra는 ㎛로, 밀착성은 180°굴곡시 피막 박리가 없는 최소직경 mmΦ로 나타내었다.
[표 2]
Figure kpo00004
상기 표 2에서 알수 있는 바와 같이 Ti(SO4)2첨가량이 증가할수록 도포액 점도가 증가하고 본 발명재의 도포액특성 및 표면특성이 비교재 및 종래재에 비하여 우수하다.
한편, 자기적특성인 자속밀도 B10값 및 철손 W17/50 값을 측정하여 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure kpo00005
상기 표 3에서 보면 Ti(SO4)25-10g 첨가시 최고의 자성값을 나타내고 0.5g을 첨가시 종래재의 경우 거의 동일한 값을 갖는다.
MgO에 Ti(SO4)2첨가시 도포액에 점도가 증가하여 작업성이 향상되었고 자성특정 및 표면품질이 우수하였는데 0.5g 미만시 첨가효과가 적어 절연치, 표면조도 및 외관형상이 열세이고 15g을 넘으면 절연체 표면조도, 자성치가 약화된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 도포작업성 및 제피막특성이 우수한 고자속밀도 방향성 전기강판 제조에 큰 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 중량%로 Si : 2.8-3.5, C : 0.020-0.060, Mn : 0.040-0.120, S : 0.010-0.035, N : 0.002-0.02 AI : 0.010-0.050, C : 0.090-0.150 및 잔부 Fe로 조성된 고자속밀도급 방향성 전기강판을 통상의 방법에 의해 열간압연 및 냉간압연을 거쳐 탈탄소둔처리한 탈탄소둔판에 소둔분리제로 도포되는 도포제에 있어서, MgO 100g당 수용성의 Ti(SO4)2를 0.5-15g 첨가하여 조성됨을 특징으로 하는 고자속밀도 방향성 전기장판의 소둔분리도포제.
KR1019870015109A 1987-12-28 1987-12-28 고자속밀도 방향성 전기강판의 소둔분리도포제 KR900005378B1 (ko)

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