SE460910B - Vaermebestaendig belaeggning foer metallplaat samt belaeggningsbad haerfoer - Google Patents

Description

460 910 2 sen ökas genom användning av hårda legeringar innehållande volframkarbid eller kobolt för stansverktygen, i stället för vanligt stål, eller också kan man påverka metallplåten genom att göra denna något lättare att stansa och kortfattat genom att förbättra smörjningsegenskaperna hos den isolerande be- läggningen på de stansade föremålen.

Det sistnämnda tillvägagångssättet har fört till de oorganiska fosfatbaserade beläggningarna, som säkerställde en livslängd av 50-70.000 stansningar för stålverktyg, och har ersatts med helt organiska beläggningar, som tillåter så mycket som 300.000 stansningar med en stålstans. Dessa har emellertid haft olägenheter, såsom stabilitet vid temperaturer högre än 350-400°C, som har förhindrat spänningsutlösande behandling av de stansade föremålen eller svetsning av ytterkanterna hos kärnor till statorer till roterande elektriska maskiner.

Därefter har följt oorganiska eller blandat oorganisk-orga- niska beläggningar baserade på kromsyra eller dess derivat.

Dessa säkerställde tydliga fördelar vad beträffar stansbarhet men vissa allvarliga problem har återstått. På grund av den grad av förorening som krom orsakar, är det oundgängligt att använda en dyrbar anläggning för behandling av beläggnings- badsåterstoder och att skydda arbetsmiljön. Den höga oxida- tionsförmågan hos kromsyra och dess derivat motverkar även stabiliteten hos beläggningsbad innehållande organiska hartser och kan i det långa loppet även hota stabiliteten hos de fram- ställda beläggningarna.

Den goda stansbarheten hos beläggningar innehållande kromater, vilka, ifråga om de nya enskiktstyperna i synnerhet, tillåter en stanslivslängd av mer än en million stansningar, ett värde som hittills icke uppnåtts med någon annan typ av beläggning, medför att tillverkare tolererar de höga kostnaderna och de större svårigheter som är förenade med användning av sådana 5 beläggningar. 4 Ändamålet med denna uppfinning är att förbättra denna situa- v 3 460 910 tion genom att föreslå en ny typ av beläggning för stålplåt för elektriska användningsändamål, som ger mycket god elekt- risk isolering och stansbarhet, är förhållandevis prisbillig, värmebeständig och mycket lätt kan påföras på plåten samt även är stabil under lång tidrymd, svetsbar, icke förorenande och ogiftig.

Dessa ändamål uppnås med denna nya typ av oorganisk-organisk beläggning, vari den oorganiska delen av badet utgöres av minst en förening vald från fosforsyra och dess vattenlösliga derivat, under det att den organiska delen utgöres av ett syn- tetiskt harts, som är kompatibelt med fosforsyrajonerna.

Hartset är av den typ som bildar stabila suspensioner eller vattenemulsioner och kan lämpligen väljas från gruppen inklu- derande akrylhartser och dessas polymerer, sampolymerer och jonomerer, eten-vinylacetatsampolymerer samt termohärdande epoxihartser av den typ som användes såsom bas för målning av bilkarosser.

Sammansättningen av beläggningsbadet, på torr basis, väljes enligt uppfinningen inom följande område: Oorganisk del 60-95 viktprocent, organisk del 5-40 viktprocent. Dessa sammansätt- ningsgränser ger en god kompromiss mellan stansbarhet och svetsbarhet och i realiteten medför en ökning av den organiska delen en ökning av den förstnämnda och en minskning av den sistnämnda. Sammansättningsområdet som angivits kan emeller- tid icke anses vara det enda möjliga. I realiteten kan exem- pelvis speciella områden för användning av hartser och/eller nya kompositioner av hartser och/eller speciella komponent- kostnadsbetingelser och/eller intressebegränsningar till endast ett fåtal egenskaper hos beläggningen, etc. göra det möjligt eller även lämpligt att modifiera sammansättnings- området som angivits ovan på ett föredraget sätt.

Beläggningen påföres med ett bad av den vattenbaserande typen, vars innehåll av aktiva komponenter företrädesvis varierar mellan S och 30 viktprocent. Emellertid kan även dessa gränser modifieras, exempelvis beroende pâ typen av 46Û 910 4 beläggningsanläggning som användes. I en anläggning, i vilken band föres mellan tryckvalsar, gäller att ju större det av dessa utövade trycket är desto högre kan koncentrationen av aktiva komponenter i badet vara.

Det bör emellertid observeras att tjockleken hos den färdiga beläggningen måste vara mindre än 2 pm och företrädesvis mellan 0,5 och l pm, eftersom inom detta område en god stap- lingsfaktor i kärnor kan uppnås med säkerställande av att be- läggningen har mycket gott ytutseende, vidhäftning, stansbar- het, elektrisk isoleringsförmåga och svetsbarhet.

Såsom redan nämnts måste hartset som väljes vara kompatibelt med en lösning av fosforsyra eller dess vattenlösliga derivat.

Detta innebär att när vattensuspensionen eller emulsionen av harts blandas med den oorganiska delen av beläggningsbadet får det icke förekomma några väsentliga förändringar av dess fysi- kaliska egenskaper antingen omedelbart eller under längre tid- rymd. Detta kan icke lätt uppnås, eftersom många hartser separerar ut eller bringar hela badet att bilda gel, när be- läggningsbadet beredes.

Såsom ett sätt att ytterligare karakterisera de hartser som anges ovan såsom användbara enligt föreliggande uppfinning kan anges att de akrylbaserade hartsemulsionerna måste vara av den typ som är stabiliserad med nonjoniska ytaktiva medel, under det att vid användning av eten-vinylacetatsampolymerer emul- sionen icke får vara stabiliserad med polyvinylalkohol eller också får den icke ge någon reaktion med borax. Termohärdande epoxihartser måste vara av den typ som neutraliseras med fos- forsyra.

De ovan angivna hartserna har provats med gott resultat.

Emellertid kan även andra typer, såsom polyvinylkloridbaserade hartser, användas, varvid det enda kravet är att de måste vara stabila mot fosforsyra och dess vattenlösliga derivat.

I realiteten spelar hartset en tvåfaldig roll i beläggningen: 5 460 910 Det verkar såsom smörjmedel på grund av dess organiska samman- sättning och såsom ett bindemedel för den oorganiska delen för att förhindra lösbrytníng av oorganiska partiklar i den stan- sade zonen, som skulle utöva en nötande verkan på stansverk- tygen.

Typen eller klassen av hartser som kan användas har icke någon signifikant inverkan på slutegenskaperna hos beläggningen.

Beläggningsprovningsförsök i halvstor skala har gett de resul- tat som är sammanställda i följande tabell: Beläggnings- Antal Isole- tjocklek stans- Svets- ring Beläggníngsbad pm ningar barnet Jïxcmz a3Po4 10 % Kg 211 6 0,9 1,3 10 1 10-20 Harts A Kg 8 H3P0¿ 10 8 Kg 211 6 1 1,8 10 0.76 30-50 Harts A Kg 16 n3Po4 1o s xg 211 6 - 0,6 1,1 10 1 10-20 Harts B Kg 8 Al(H PO ) 10 % Kg 203 2 4 3 o,a s 105 1 1o-1s Harts B Kg 6 HBPO4 10 % Kg 211 6 0,6 1,3 10 0,9 15-30 Harts C Kg 11 A1(H Po ) 1o_% Kg 203 2 4 3 0,8 9 105 1 10-15 Harts C Kg 6 460 910 6 Nyckel till tabellen: - H3PO4 10 % är en vattenlösning innehållande 10 viktprocent 3 4 - Al(H2PO4)3 l0 S är en vattenlösning innehållande 10 viktpro- cent Al(H2PO4)3.

- Harts A är ett polyakrylharts av metyl-metakrylattypen i vattenemulsion innehållande 50 viktprocent (handelsnamn: Crilat 2454, Montedison).

- Harts B är ett eten-vinvlacetatharts i vattenemulsion inne- hållande 55 viktprocent (handelsnamn: Airflex 410, Air Products and Chemical Inc.).

- Harts C är ett termohärdande, icke-pigmenterat epoxiharts för katafores, neutraliserat med H3P04, i vattenemulsion innehållande 50 viktprocent (handelsnamn: Type 779205, IVI).

- Antal stansningar är antalet som kan genomföras med en stål- stans med 2xl cm rektangulär profil, innan stansskägg som är mer än 50 um högt bildas på den stansade plåten. H - Svetsbarhet är förhållandet mellan svetshastighet på en stapel av stansade föremål belagda enligt föreliggande upp- finning och en identisk stapel av stansade föremål som endast har fosfaterats: svetsningen genomföres med den maxi- mala hastighet som ger en svetssöm fri från blåshål.

- Isolering är isoleringsvärdet uppmätt enligt ASTM Franklin Test.

De beläggningar som beskrivas ovan erhölls genom doppning av plåten (icke-orienterat Si-stål innehållande 0,5-3,1 viktpro- cent Si) i beläggningsbadet vid rumstemperatur, följt av bak- ning i luft vid 260°C-15 s. De motstår även spänningsutlösan- de behandling av de stansade föremålen vid 830°C i neutral , 460 910 atmosfär.

Beläggningen enligt föreliggande uppfinning kan påföras på godtyckligt stål, företrädesvis av stansningstyp. Den utgöres av en komplicerad blandning, ännu icke fastställd, av fosfater (av järn och andra element, såsom A1, Ca, Mg, etc., härrörande från vattenlösliga salter av fosforsyra) och av hartser, som är kombinerbara med fosforsyrajoner.

Claims (9)

1. 460 910 PATENTKRAV l. . Värmebeständig beläggning för metallplåt med god stansbarhet och svetsbarhet, innehållande fosfater och hartser som är kompatibla med sura fosfatjoner, varvid beläggningen erhållits genom påföring på plåten av en blandning i vatten innehållande fosfater och hartser, k ä n n e t e c k n a d därav, att beläggningen påförts med en vattenblandning, vars oorganiska del utgör 60-95 viktprocent och vars organiska del utgör 40-5 viktprocent av blandningen, räknat på torr basis, samt vars halt av aktiva komponenter företrädesvis varierar mellan 5 och 30 viktprocent samt att beläggningen har en tjocklek understigande 2 um.

2. Beläggning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den har en tjocklek av 0,5-l pm.

3. Vattenbaserat beläggningsbad för påföring på metall- plåt av en värmebeständig beläggning med god stansbarhet och svetsbarhet, k ä n n e t e c k n a t därav, att badets halt av aktiva komponenter är mellan 5 och 30 viktprocent av en blandning av sura fosfatjoner och hartser som är kompatibla med sura fosfatjoner, varvid mängden av den oorganiska delen är 60-95 viktprocent och mängden av den organiska delen är 40-5 viktprocent av blandningen, räknat på torr basis.

4. Beläggningsbad enligt patentkrav 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att hartset är ett akrylharts.

5. Beläggningsbad enligt patentkrav 4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att akrylhartset utgöres av en vatten- emulsion stabiliserad med nonjoniskt ytaktivt medel.

6. Beläggningsbad enligt patentkrav 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att hartset utgöres av ett eten-vinylacetat-sampolymerharts. 460 910

7. Beläggníngsbad enligt patentkrav 6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att eten-vinylacetat-sampolymerhartset utgöres av en vattenemulsion som icke reagerar med borax.

8. Beläggningsbad enligt patentkrav 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att hartset är ett termohärdande epoxidharts.

9. Beläggningsbad enligt patentkrav 8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det termchärdande epoxidhartset utgöres av en vattenemulsion och är av den typ som är neutra- liserad med fosforsyra.