TWI732246B - 附有絕緣被膜的電磁鋼板及其製造方法 - Google Patents

附有絕緣被膜的電磁鋼板及其製造方法 Download PDF

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Abstract

以提供使絕緣被膜的燒付,於進行以有利於生產性提升的急速加熱的場合中,耐鉻溶出性亦優異的附有絕緣被膜的電磁鋼板及其製造方法為目的。 於電磁鋼板表面的至少單面,具備含有Fe、Cr、有機樹脂及有機還原劑的絕緣被膜之附有絕緣被膜的電磁鋼板,且前述絕緣被膜之中,前述Fe之含量與前述Cr之含量的比(Fe/Cr)為,莫耳比0.010~0.6之附有絕緣被膜的電磁鋼板。

Description

附有絕緣被膜的電磁鋼板及其製造方法
本發明為有關附有絕緣被膜的電磁鋼板及其製造方法。
馬達或變壓器等所使用的電磁鋼板的絕緣被膜,不僅只於層間電阻更要求種種之特性。例如,加工成形時的便利性、保管時的耐腐蝕性、外觀安定性、使用時的安定地絕緣性(層間電阻)等。進一步,因電磁鋼板用於多種用途,故因應其用途而進行種種之絕緣被膜的開發。大致分為,(1)半有機系被膜、(2)無機系被膜、(3)有機系被膜的3種類。
電磁鋼板係,通常於衝孔後,被層合・固定而加工為馬達或變壓器的鐵心。在此時為了除去於電磁鋼板產生之加工變形而改善磁氣特性,在700℃以上之溫度施行矯直退火的場合很多。在如此之進行矯直退火之用途的電磁鋼板,因要求具有可耐矯直退火之際的熱的耐熱性,可使用上述之(1)半有機系被膜或(2)無機系被膜。(1)與(2)的被膜之較大差異係為樹脂的有無、因樹脂的有無而於被膜特性的平衡產生差異。因此,因應重視的特性而選擇使用(1)與(2)。
在形成(1)半有機系被膜或(2)無機系被膜之際,使用鉻酸系、磷酸系、無機膠體系等種種之主劑,但因其中鉻酸系為各種特性優異,而被廣泛使用。但是,利用鉻酸系的主劑的場合,因為6價鉻有害性很高,要求於被膜形成時還原為3價鉻而使製品中不含有6價鉻。因此,燒付條件及燒付溫度係成為製造時重要的管理項目。
因此,作為回應這樣的要求,提案使鉻酸含有鋁化合物的同時,將鹼土類金屬抑制於一定量以下的附有絕緣被膜的電磁鋼板(例如專利文獻1、2)。此等之附有絕緣被膜的電磁鋼板係,既使在使用鉻酸系的主劑的場合中,燒付溫度可低溫化,並可對應高速塗裝,有助於生產性的提升及節省能量。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:特開平9-291368號公報 專利文獻2:特開平11-92958號公報
[發明所欲解決之課題]
附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造中,作為為了提升生產性而提高線速率的方法,如於專利文獻1及2所記載般,低溫燒付或高速塗裝為有效。作為此等以外的方法,使用急速加熱而增大燒付時的昇溫速度的方法亦為有效。
然而,低溫燒付或高速塗裝,原本即不為提升耐鉻溶出性的有利的技術。又,因為以低溫燒付或高速塗裝之生產性提升效果並不充分,再進一步以生產性的提升作為目的使絕緣被膜的燒付以急速加熱進行的場合,由6價鉻成為3價鉻的還原反應未充分進行,有於製品中殘存6價鉻的場合,以急速加熱製造的場合中有耐鉻溶出性之課題。
本發明係解決上述課題者,以提供使絕緣被膜的燒付,於進行以有利於生產性提升的急速加熱的場合中,耐鉻溶出性優異之附有絕緣被膜的電磁鋼板及其製造方法為目的。 [用以解決課題之手段]
發明者們為達成上述目的,努力檢討有關經由急速加熱之絕緣被膜的燒付。其結果,新發現如絕緣被膜為含有Fe、Cr、有機樹脂及有機還原劑,且Fe之含量與Cr之含量的比(Fe/Cr)為指定之範圍,則可得到耐鉻溶出性優異之附有絕緣被膜的電磁鋼板。
又,並非如以往已被廣泛使用之如瓦斯爐或電氣爐般由被膜表面側燒付,而由被膜的下層、即以由鋼板側加熱燒付,得到耐鉻溶出性明顯改善的知識。
本發明為基於上述之知識者。即、本發明之要點構成如下。 [1]於電磁鋼板表面的至少單面,具備含有Fe、Cr、有機樹脂及有機還原劑的絕緣被膜之附有絕緣被膜的電磁鋼板,且前述絕緣被膜之中,前述Fe之含量與前述Cr之含量的比(Fe/Cr)為,莫耳比0.010~0.6之附有絕緣被膜的電磁鋼板。 [2]前述有機樹脂之粒子徑為30~1000nm之[1]記載之附有絕緣被膜的電磁鋼板。 [3]於電磁鋼板的至少單面,塗佈含有3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下之鉻化合物、與有機樹脂、與有機還原劑之處理液後,於100~350℃的溫度域中使昇溫速度成為20℃/秒以上般,由鋼板側加熱並燒付前述處理液之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法。 [4]於電磁鋼板的至少單面,塗佈3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下之鉻化合物、與有機樹脂、與有機還原劑所構成的處理液後,於100~350℃的溫度域中使昇溫速度成為20℃/秒以上般,由鋼板側加熱並燒付前述處理液之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法。 [5]前述昇溫速度為超過35℃/秒之[3]或[4]記載之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法。 [發明之效果]
根據本發明,使絕緣被膜的燒付,以有利於生產性提升的急速加熱進行的場合中,亦可得到耐鉻溶出性優異之附有絕緣被膜的電磁鋼板。 [實施發明之最佳形態]
以下、具體的說明本發明。
有關本發明之素材之電磁鋼板未特別限制,但因應必要的特性而進行適宜成分調整為佳。例如在鐵損的改善以提升電阻率為有效,故以添加電阻率提升成分的Si、Al、Mn、Cr、P、Ni等為佳。此等之成分比率可因應必要的磁氣特性而決定為佳。
又,其他微量成分及Sb、Sn等之偏析元素等亦未限定,但C、S為對溶接性不利的元素,又由磁氣特性的觀點亦期望可降低,故以C為0.01mass%以下、S為0.01mass%以下為佳。
又,有關電磁鋼板之製造方法,無任何限制,由以往習知種種之方法可適用。又,電磁鋼板之表面粗度亦不特別限定,但重視占積率時以使三次元表面粗度SRa為0.5μm以下為佳。進一步,有關電磁鋼板的最終板厚未特別限制,可適用種種之板厚者。又,由磁氣特性的觀點,電磁鋼板的最終板厚係以0.8mm以下為佳。
本發明之附有絕緣被膜的電磁鋼板係以於電磁鋼板表面的至少單面,具備含有Fe、Cr、有機樹脂及有機還原劑的絕緣被膜,絕緣被膜之中,Fe之含量與Cr之含量的比(Fe/Cr)係莫耳比0.010~0.6為特徵。以下,說明有關本發明之絕緣被膜。
本發明中,絕緣被膜係含有Fe。含有Fe之絕緣被膜係,藉由在絕緣被膜的形成時使Fe由電磁鋼板擴散至絕緣被膜中,而形成。Fe的擴散量係,可藉由燒付之際的昇溫速度而適宜調整。尤其,作為燒付之際的手段可藉由使用誘導加熱而促進Fe的擴散。認為藉由以誘導加熱由鋼板側對於絕緣被膜(處理液)供予熱,擴散後的Fe與鉻反應,有效果地還原6價鉻。
本發明中,絕緣被膜含有Cr。含有Cr的絕緣被膜係,藉由於絕緣被膜形成時燒付含有鉻化合物的處理液,而形成。作為含有於處理液之鉻化合物,如後述般,為3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下之鉻化合物。存在處理液中的6價鉻,以在燒付時藉由與有機還原劑的還原反應而被還原為3價鉻,可提升絕緣被膜的耐鉻溶出性。
在本發明,絕緣被膜中之Fe之含量與Cr之含量的比(Fe/Cr)係,以莫耳比0.010~0.6為特徵。若比(Fe/Cr)係以莫耳比計為0.010~0.6,則附有絕緣皮膜的電磁鋼板之被膜特性、特別是耐鉻溶出性或耐腐蝕性提升。其理由尚未被明白,但認為因Cr與Fe係以介有O鍵結而強固密著,抑制Cr的溶出的同時,使絕緣被膜緻密化。Fe/Cr比的較佳範圍為0.030~0.6。
又,比(Fe/Cr)係,在如後述般,在燒付處理液之際,在指定的溫度領域中昇溫速度成為指定範圍般,藉由由鋼板側加熱,燒付處理液而可控制,特別是可藉由使用誘導加熱而促進Fe的擴散。
又,比(Fe/Cr)的求出方法,可藉由以熱鹼之被膜溶解而測定。以熱鹼之被膜溶解的場合係例如使附有被膜的鋼板於加熱後之20質量%NaOH水溶液中溶解被膜,使溶解液中之Fe與Cr以ICP分析而可測定。
本發明中,絕緣被膜係含有有機樹脂。有機樹脂之種類未特別限制,丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、酚樹脂、苯乙烯樹脂、醯胺樹脂、醯亞胺樹脂、尿素樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、醇酸樹脂、聚烯烴樹脂及聚酯樹脂等之種種之樹脂可以適用,又此等係,可以單體,亦可作為共聚物、混合物適用。更進一步,如為水系樹脂,形態為任何皆可,可考慮為乳膠樹脂、分散樹脂、懸浮樹脂及粉末樹脂等、種種之形態。為了可抑制燒付後的被膜龜裂,可併用不具粒子徑的水溶性樹脂。
有機樹脂係相對全鉻,以質量比0.05~0.4添加為佳。有機樹脂的量為未滿0.05則無法得到充分的衝孔性。另一方面,超過0.4則耐熱性劣化。
又,有機樹脂的固形分之粒子徑,以30nm以上為佳。因為粒子徑小,則比表面積變大,阻礙絕緣被膜形成所使用之處理液的安定性。上限未特別限制,但重視提高最終製品之馬達或變壓器中電磁鋼板的占積率的場合以1μm(1000nm)以下為佳。
本發明中,為了促進鉻的還原反應,絕緣被膜係含有有機還原劑。有機還原劑的種類未特別限制,但以使用二醇類之中所選出的一種、及/或糖類之中所選出的至少1種為佳。特別是於二醇之中,以使用乙二醇、丙二醇、1,3丙二醇、及1,4-丁二醇,於糖類之中使用甘油、聚乙二醇、蔗糖、乳糖、蔗糖、葡萄糖、及果糖為期望。
有機還原劑量為相對全鉻,以質量比0.1~2添加為佳。還原劑的量未滿0.1則鉻酸/還原劑反應未充分進行,另一方面,超過2則反應達到飽,還原劑殘存於被膜中且招致溶接性的劣化。
本發明之絕緣被膜係,為了進一步提高被膜的性能和均勻性,因應必要以含有添加劑為佳。作為添加劑,可使用以往習知之鉻酸系的絕緣被膜所適用、已知的者,可舉例如所謂界面活性劑(非離子系、陽離子系、陰離子系界面活性劑、矽酮系界面活性劑、乙炔二醇等)、防鏽劑(胺系、非胺系防鏽劑等)、硼酸、矽烷偶合劑(胺基矽烷、環氧基矽烷等)、潤滑劑(蠟等)、氧化鋁溶膠、二氧化矽溶膠、鐵溶膠、二氧化鈦溶膠、錫溶膠、鈰溶膠、銻溶膠、鎢溶膠、鉬溶膠等之氧化物溶膠的有機及無機添加劑。
使用此等之添加劑的場合,為了維持充分的被膜特性,相對於本發明之絕緣被膜的全固形分質量以10質量%以下為佳。
接著,說明本發明之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法。
在本發明,於電磁鋼板的至少單面,塗布含有3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下之鉻化合物、與有機樹脂、與有機還原劑之處理液後,於100~350℃的溫度域中昇溫速度成為20℃/秒以上般,由鋼板側加熱燒付處理液。
絕緣被膜用的處理液係,由3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下的鉻化合物、有機樹脂、有機還原劑所構成。在本發明,3價鉻/全鉻的質量比以0.5以下為必要。於組成物中存在的6價鉻係藉由燒付時與還原劑的還原反應而還原為3價鉻並吸著於鋼板。如處理液中之3價鉻/全鉻的質量比超過0.5,則因為處理液中高分子化的3價鉻的電氣或立體的影響,損害6價鉻的燒付時的反應性,結果被膜的耐Cr溶出性差。又,因為如處理液中之3價鉻/全鉻的質量比超過0.5,則因為處理液中高分子化的3價鉻形成膠體狀的沈澱物而保持作為處理液的性狀變困難。
又,本發明之處理液係,於主劑中作為鉻化合物,使用無水鉻酸、鉻酸鹽、重鉻酸鹽的至少1種之水溶液。作為鉻酸鹽或重鉻酸鹽,例示如含有Ca、Mg、Zn、K、Na、Al等之金屬中所選出的至少1種的鉻酸鹽或重鉻酸鹽。
又,本發明之處理液係,由3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下的鉻化合物、有機樹脂、有機還原劑所構成的處理液,不含有Fe(Fe離子、Fe化合物等)。於處理液與鋼板接觸時鋼板表面溶解而產生Fe離子。在燒付步驟,處理液的溶劑的水乾燥,成為被膜時,以與處理液混合的形態摻入Fe為佳。本發明中,使Fe的供給源限定為由鋼板表面溶出,係因藉由溶解而生成的新生面,於燒付的過程中,藉由在處理液中高分子化的3價鉻之極性基(Cr-O-、Cr-OH-)與Fe強固密著,提升耐腐蝕性或密著性的效果。
作為上述的處理液的塗佈方法,以可於鋼板上塗佈處理液則任何方法皆可,可適用輥塗法、棒塗佈機法、氣刀法及噴塗機法等各種方法。
塗佈處理液後,為了形成絕緣被膜的燒付,係於100~350℃的溫度域中昇溫速度成為20℃/秒以上般,由鋼板側加熱進行。上述溫度域中使昇溫速度為20℃/秒以上之急速加熱的理由係促進Fe由鋼板的溶出,使絕緣被膜中之Fe量與Cr量的比(Fe/Cr)為指定範圍之故。未滿100℃的溫度域中進行急速加熱,則有處理液的溶劑的水之局部產生突沸等,被膜成為不均勻之情形。
又,燒付處理液之際的最高到達板溫係,為塗佈的造膜必要溫度則可,但因作為處理液使用含有有機樹脂的水溶液,為100~350℃。未滿100℃則為溶劑的水容易殘留,另一方面,超過350℃則有機樹脂有開始熱分解之虞。特別是較佳為150~350℃之範圍。
因此,本發明中,於100~350℃的溫度域中昇溫速度為20℃/秒以上。昇溫速度係,較佳為超過35℃/秒。又,昇溫速度的上限不特別限定,但昇溫速度過大時,將招致加熱裝置的大型化及設備成本的增加,故昇溫速度以200℃/秒以下為佳、150℃/秒以下更佳。
關於為了形成絕緣被膜之處理液的燒付方法,以由鋼板側進行加熱為重要。在瓦斯爐或電氣爐等,自以往已被大量使用的由塗佈表面進行加熱的方式中,昇溫速度如為如過快,則最表層將先乾燥,成為於內部低沸點物質(溶劑或反應生成物)殘留而膨脹等之外觀不良的原因。又,有機還原劑未充分反應,於溶出試驗之際溶出於試驗液,而將相同溶出之6價鉻還原,有無法正確評估耐鉻溶出性之虞。因為由鋼板側加熱則由塗佈下層進行燒付,有效果的使6價鉻還原之同時,以昇溫速度為150℃/s程度的超高速燒付亦完全不產生外觀不良。
由鋼板側加熱方式係,沒有必要在全部的燒付步驟進行,部分的亦可。採取部分的由鋼板側加熱方式的場合,燒付步驟中以0.5秒以上為佳。
又,本發明中所謂「由鋼板側加熱」,並非使鋼板由外部加熱,而是藉由使鋼板本身發熱,使鋼板由內部加熱。例示如藉由磁力線的作用使渦電流流通於鋼板,藉此藉由產生之焦耳熱使鋼板本身發熱的誘導加熱,或者使直流電流流通於鋼板本身,藉此以產生之焦耳熱使鋼板本身發熱的直接通電加熱等。但,實生產線中,因為於走行之鋼板使直流電流流通之直接通電加熱係實施困難,藉由外部電流所致之磁力線於走行之鋼板產生渦電流之誘導加熱為適宜。
同上述之所述,作為為了由鋼板側加熱的加熱方式,以利用藉由外部電流所致之磁力線於鋼板產生之渦電流而加熱的誘導加熱方式為特別佳。此際,誘導加熱的頻率或昇溫速度等係未特別限制,對應由設備方面限制的加熱時間或效率、電磁鋼板的性質(板厚、透磁率等)等,而適宜決定。
由以上,藉由由鋼板側加熱,與由塗佈表面加熱的場合比較,耐鉻溶出性有改善。
又,絕緣被膜的單位面積重量以,0.05~ 7.0g/m2 為佳。絕緣被膜的單位面積重量未滿0.05g/m2 的場合,因均勻塗佈困難故被膜性能不安定。另一方面,絕緣被膜的單位面積重量如超過7.0g/m2 則被膜密著性降低。
[實施例]
於以下,為了更理解本發明,使用實施例說明。又,本發明係不被此等之實施例而限定者。
含有C:0.003mass%、S:0.003mass%、Si:0.25mass%、Al:0.25mass%及Mn:0.25mass%,其餘係由Fe及不可避免的雜質所構成的成分組成。使用板厚0.5mm的電磁鋼板,並使用輥式塗佈機塗佈表1所示之水溶液的處理液。又,任一之處理液亦為由鉻化合物、有機樹脂、有機還原劑所構成的處理液,不含Fe(Fe離子、Fe化合物等)。接著,以表1所示之昇溫速度及最高到達板溫而施以燒付處理。
又,為了進行燒付處理的加熱方式係,誘導加熱方式(A)或熱風爐加熱方式(C)、或者兩者併用的方式(B)。又,在誘導加熱方式,以30kHz的頻率,藉由變化投入電流而使昇溫速度有各種變化。藉由進行如此之加熱,於表1所示般,使於100~350℃的溫度域中的昇溫速度有各種變化。
有關獲得的附有絕緣被膜的電磁鋼板,進行了以下的評估。
<耐鉻溶出性> 藉由EPA3060A,進行耐鉻溶出性的評估。將氫氧化鈉20g、碳酸鈉30g(和光純藥工業股份公司製特級試藥)於純水中溶解,定容為1公升,作為溶出液。將此溶出液50ml置入燒杯之中,於液溫成為90~95℃後,添加附有絕緣被膜的電磁鋼板的樣本與MgCl2 (無水)0.4g與添加緩衝液(使K2 HPO4 87g與KH2 PO4 68g溶解於1公升的純水後製作)0.5ml,攪拌5分鐘後,在90~95℃溶出60分鐘。之後,過濾溶出液,於得到的濾液添加5莫耳/公升的HNO3 而調整pH=7.5±0.5定容250ml。此中分取95ml,以10%H2 SO4 溶液調整pH=2.0±0.5,添加0.5%二苯基卡肼溶液2ml後,定容100ml。使此溶液靜止5~10分鐘後測定Cr6+ ,換算為6價鉻的溶出量。用以下的基準判定,△或×為不合格。 ◎:未滿0.2mg/m2 〇:0.2mg/m2 以上未滿0.5mg/m2 △:0.5mg/m2 以上未滿1.0mg/m2 ×:1.0mg/m2 以上 <沸騰水蒸氣曝露試驗> 評估於沸騰水蒸氣暴露30分鐘後的外觀,△或×為不合格。 ◎:無變化 〇:幾乎無變化 △:若干變化(白變、生鏽等) ×:變化大(白變、生鏽等) <耐腐蝕性> 以遵照JIS-Z2371的鹽水噴霧試驗進行了評估。條件為5%NaCl、溫度35℃。目視判定鏽的產生狀況,以5%鏽產生時間而判定。△或×為不合格。 ◎:24Hr以上 〇:12Hr以上未滿24Hr △:7Hr以上未滿12Hr ×:未滿7Hr <藉由SEM評估外觀> 使用SEM(掃描型電子顯微鏡),將絕緣被膜之表面以1000倍進行任意觀察10視野,觀察絕緣被膜中之龜裂。用以下的基準進行判定,△或×為不合格。 ◎:龜裂的觀察個數,以10視野合計為0個 ○:龜裂的觀察個數,以10視野合計為1個以上未滿10個 △:龜裂的觀察個數,以10視野合計為10個以上未滿30個 ×:龜裂的觀察個數,以10視野合計為30個以上 <占積率> 依據JIS C 2550測定占積率。用以下的基準進行判定,×為不合格。 ◎:99%以上 〇:98%以上未滿99% △:97%以上未滿98% ×:未滿97% 結果如表1。
Figure 02_image001
由表1的結果,本發明例皆為被膜性能優異,特別是耐鉻溶出性優異。

Claims (5)

  1. 一種附有絕緣被膜的電磁鋼板,其係於電磁鋼板表面的至少單面,具備含有Fe、Cr、有機樹脂及有機還原劑的絕緣被膜,且前述絕緣被膜之中,前述Fe之含量與前述Cr之含量的比(Fe/Cr)以莫耳比計為0.010~0.6。
  2. 如請求項1記載之附有絕緣被膜的電磁鋼板,其中前述有機樹脂之粒子徑為30~1000nm。
  3. 一種如請求項1記載之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法,其係於電磁鋼板的至少單面,塗布含有3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下之鉻化合物、與有機樹脂、與有機還原劑之處理液後,於100~350℃的溫度域中以昇溫速度成為20℃/秒以上之方式,由鋼板側加熱並燒付前述處理液。
  4. 一種如請求項1記載之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法,其係於電磁鋼板的至少單面,塗佈由3價鉻/全鉻的質量比為0.5以下之鉻化合物、與有機樹脂、與有機還原劑所構成的處理液後,於100~350℃的溫度域中以昇溫速度成為20℃/秒以上之方式,由鋼板側加熱並燒付前述處理液。
  5. 如請求項3或4記載之附有絕緣被膜的電磁鋼板之製造方法,其中前述昇溫速度為超過35℃/秒。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204335A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Jfe Steel Kk 高周波誘導加熱による塗膜の焼付け方法
CN101946024A (zh) * 2008-03-13 2011-01-12 新日本制铁株式会社 具有热传导性优良的绝缘覆盖膜的电磁钢板及其制造方法
TWI451453B (zh) * 2010-07-23 2014-09-01 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Electromagnetic steel plate and manufacturing method thereof

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1229206B (it) * 1988-03-30 1991-07-25 Nihon Parkerizing Metodo per formare un rivestimento di colore nero sulla superficie di materiale.
JPH06104905B2 (ja) * 1989-06-30 1994-12-21 住友金属工業株式会社 歪取焼鈍後の耐置錆性に優れた電気絶縁皮膜の形成方法
JP3194338B2 (ja) * 1994-05-27 2001-07-30 日本鋼管株式会社 無方向性珪素鋼板の耐熱性に優れた絶縁被膜用コ−テイング剤、およびその絶縁被膜の形成方法
JP3335840B2 (ja) 1996-04-26 2002-10-21 川崎製鉄株式会社 低温焼き付けで製造でき溶接性に優れる絶縁被膜付き電磁鋼板
JP3370261B2 (ja) 1997-09-22 2003-01-27 川崎製鉄株式会社 高速塗装、低温焼付で製造でき、tig溶接性及び焼鈍後性能に優れた絶縁被膜付き電磁鋼板
JP3471642B2 (ja) * 1999-01-12 2003-12-02 住友金属工業株式会社 絶縁皮膜形成用処理液と絶縁皮膜形成方法
KR100406419B1 (ko) * 1999-12-27 2003-11-20 주식회사 포스코 용접성 및 내지문성이 우수한 도포형 크로메이트-수지용액 및 이를 이용한 내지문강판 제조 방법
JP3718638B2 (ja) * 2001-02-23 2005-11-24 住友金属工業株式会社 絶縁皮膜付き電磁鋼板およびその製造方法。
JP2003213445A (ja) * 2002-01-28 2003-07-30 Jfe Steel Kk 被膜劣化がなくかつ歪取焼鈍後の磁気特性に優れるセミプロセス無方向性電磁鋼板の製造方法
JP4433825B2 (ja) * 2004-02-26 2010-03-17 Jfeスチール株式会社 電磁鋼板用クロム酸系絶縁被膜処理液およびクロム酸系絶縁被膜付き電磁鋼板
PL2366810T3 (pl) * 2008-11-27 2019-12-31 Nippon Steel Corporation Blacha elektrotechniczna i sposób jej wytwarzania
JP5811285B2 (ja) * 2013-05-23 2015-11-11 Jfeスチール株式会社 絶縁被膜付き電磁鋼板
BR112017015665B1 (pt) * 2015-02-26 2022-05-03 Nippon Steel Corporation Revestimento isolante e método para revestir uma chapa de aço elétrico com o mesmo

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204335A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Jfe Steel Kk 高周波誘導加熱による塗膜の焼付け方法
CN101946024A (zh) * 2008-03-13 2011-01-12 新日本制铁株式会社 具有热传导性优良的绝缘覆盖膜的电磁钢板及其制造方法
TWI451453B (zh) * 2010-07-23 2014-09-01 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Electromagnetic steel plate and manufacturing method thereof

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