BRPI0712594A2

BRPI0712594A2 - chapa de aço elétrica com grão orientado tendo uma pelìcula de isolamento de alta resistência à tração e método de tratamento de tal pelìcula de isolamento.

Info

Publication number: BRPI0712594A2
Application number: BRPI0712594-1A
Authority: BR
Inventors: Kazutoshi Takeda; Fumiaki Takahashi; Suuichi Yamazaki; Fumikazu Andou; Hiroyasu Fujii
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2012-07-03
Also published as: US7998284B2; CN101443479B; BRPI0712594B1; WO2007136115A1; RU2008150392A; US20090233114A1; KR20090009873A; RU2407818C2; EP2022874A1; EP2022874A4; CN101443479A; JPWO2007136115A1; KR101061288B1; JP5026414B2; EP2022874B1; PL2022874T3

Abstract

CHAPA DE AçO ELéTRICA COM GRãO ORIENTADO TENDO UMA PELìCULA DE ISOLAMENTO DE ALTA RESISTêNCIA à TRAçãO E MéTODO DE TRATAMENTO DE TAL PELìCULA DE ISOLAMENTO. A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico com grãos orientados tendo uma película de isolamento de alta resistência à tração livre de cromo caracterizada por compreender uma chapa de aço em cuja superfície é formada uma película de isolamento contendo um fosfato e sílica coloidal como principais ingredientes e contendo fosfato de magnésio cristalino disperso uniformemente sobre toda a superfície.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO ELÉTRICA COM GRÃO ORIENTADO TENDO UMA PELÍCULA DE ISOLAMENTO DE ALTA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E MÉTODO DE TRA- TAMENTO DE TAL PELÍCULA DE ISOLAMENTO".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrica de grão orientado tendo uma película de isolamento de alta resistência à tração livre de cromo e a um método de tratamento de uma película de isolamento que forma uma película de isolamento de alta resistência à tração livre de cromo.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

A superfície da chapa de aço elétrica com grãos orientados é formada com uma película de isolamento compreendida das duas camadas de uma película de forsterita chamada de "camada primária" formada após a laminação a frio e o recozimento de descarburização durante o recozimento final à alta temperatura e uma película de fosfato formada pelo revestimento e cozimento de uma solução de tratamento compreendida principalmente de um fosfato, etc. após o recozimento final ao mesmo momento do aplaina- mento.

A película de forsterita desempenha um papel importante na me- lhoria da adesão da chapa de aço e da película de fosfato.

A película de fosfato é uma película necessária para transmitir uma alta capacidade de isolamento elétrico à chapa de aço elétrica de grãos orientados e reduzir a perda por corrente de Foucault para melhorar a perda de energia. A película acima está sendo solicitada a fornecer, além de uma capacidade de isolamento, várias propriedades tais como adesão, resistên- cia ao calor, deslizamento e resistência à corrosão.

Quando se trabalha uma chapa de aço elétrica com grãos orien- tados para produzir um núcleo de transformador, etc., se a película for de- gradada na adesão, na resistência ao calor ou no deslizamento, a película descascará no momento do recozimento para alívio de tensões enquanto a performance inerente à película não será expressa ou a chapa de aço não será capaz de ser empilhada diretamente e a eficiência do trabalho será de- gradada.

Se usar-se uma película de isolamento para transmitir resistên- cia à tração à superfície da chapa de aço elétrica, o movimento do domínio magnético das paredes torna-se mais fácil e como resultado a perda de e- nergia é reduzida e as propriedades magnéticas são melhoradas. Transmitir resistência à tração é também eficaz para reduzir a magnetoestricção - que é uma das principais causas de ruído no transformador.

A Publicação de Patente Japonesa (B2) nQ 53-28375 descreve um método de revestimento de uma película de forsterita formada na super- fície da chapa de aço após o recozimento final com uma solução de trata- mento da película de isolamento compreendida principalmente de um fosfa- to, cromato, e sílica coloidal e cozendo-se a mesma para formar uma pelícu- la de isolamento de alta resistência à tração e assim reduzir a perda de e- nergia e a magnetoestricção.

Além disso, a Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 61-41778 descreve um método de revestimento de uma solução de tratamento con- tendo partículas superfinas de sílica coloidal tendo um tamanho de partícula de 8 μm ou menos, um fosfato primário, e um cromato em razões específi- cas e cozendo-se a mesma para manter a resistência à tração da película de isolamento em um alto nível de resistência à tração e melhorar a capacidade de lubrificação da película.

Além disso, a Publicação de Patente Japonesa (A) n° 11-71683 descreve a tecnologia relacionada a uma chapa de aço elétrica de grãos ori- entados tendo uma alta resistência à tração compreendida principalmente de um fosfato, cromato, e sílica coloidal tendo um ponto de transição de vidro de 950 a 1200°C.

De acordo com a tecnologia descrita nas publicações acima, vários tipos de propriedades de película são notavelmente melhoradas e, além disso, a resistência à tração da película é também melhorada, mas a película de isolamento contém o composto cromo de um cromato.

Em anos recentes, assuntos ambientais entraram em evidência. O uso de compostos de chumbo, cromo, cádmio, etc. está sendo proibido ou restrito. Portanto, está sendo buscada uma tecnologia que não use cromo.

Como a técnica acima, a Publicação de Patente Japonesa (B2) n9 57-9631 descreve o método de cozimento de uma solução de tratamento contendo sílica coloidal em, uma quantidade, por SiO2, de 20 partes em pe- so, fosfato de alumínio em uma quantidade de 10 a 120 partes em peso, á- cido bórico em uma quantidade de 2 a 10 partes em peso, e um ou mais sul- fatos de Mg, Al, Fe, Co, Ni e Zn em uma quantidade de 4 a 40 partes em peso a uma temperatura de 300°C ou mais para formar uma película isolan- te.

Além disso, a Publicação de Patente Japonesa (A) n- 2000- 178760 descreve uma tecnologia referente ao agente de tratamento de su- perfície para chapa de aço elétrica com grãos orientados contendo, como um sal de ácido orgânico selecionado entre Ca, Mn, Fe, Zn, Co, Ni, Cu, B e Al, um ou mais sais de ácidos orgânicos selecionados entre formiatos, aceta- tos, oxalatos, tartaratos, lactatos, citratos, succinatos, e salicilatos.

Entretanto, o método descrito na Publicação de Patente Japone- sa (B2) nQ 57-9631 tem o problema de uma queda na resistência à corrosão devido aos íons sulfato nos sulfatos. Além disso, a tecnologia descrita na Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 2000-178760 tem um problema rela- tivo à estabilização da solução, isto é, descoloração devido aos ácidos orgâ- nicos nos sais de ácidos orgânicos. Outra melhoria é necessária.

Também a Publicação de Patente Japonesa (A) ne 1-147074 descreve uma chapa de aço elétrica com grãos orientados fornecida com uma película isolante compreendida principalmente de um fosfato e sílica coloidal no qual são formadas regiões locais com grandes graus de cristali- nidade.

A película isolante da chapa de aço de silício com grãos orienta- dos descrita na Publicação de Patente Japonesa (A) n9 1-147074 tem regi- ões com grandes graus de cristalinidade formadas localmente na película, então dá efetivamente resistência à tração à chapa de aço e como resultado alcança uma redução na perda de energia. Entretanto, nas publicações acima, a adesão da película de iso- lamento não é avaliada. Acredita-se que a adesão da película de isolamento seja aquela do nível convencional. A esse respeito, a película de isolamento descrita na publicação acima deixa espaço para melhorias.

A Patente Japonesa nQ 348237 descreve a ajuda ao ácido fosfó- rico liberado do fosfato de hidrogênio na primeira camada pela adição de ácido fosfórico livre àquela primeira camada e, quando se adiciona ácido fosfórico em excesso e a quantidade de ácido fosfórico na primeira camada se torna excessiva, usando-se juntamente óxido de cromo, portanto melho- rando não apenas a resistência à corrosão, mas também evitando a adesão no momento do recozimento de alívio de tensões pelo excesso de ácido fos- fórico.

Entretanto, a tecnologia descrita na publicação acima requer uma segunda camada compreendida principalmente de borato de alumínio e anota a afinidade química entre o ácido fosfórico livre e a segunda camada. Ela requer uma estrutura em camadas compreendida de uma pluralidade de camadas (primeira camada e segunda camada), então existe o problema de industrialmente o custo tornar-se maior.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção tem como seu objetivo a melhoria das pro- priedades de uma película de isolamento formada na superfície de uma cha- pa de aço elétrica com grãos orientados na etapa final da produção de tal chapa.

Isto é, a presente invenção tem como seu objetivo obter uma chapa de aço elétrica com grãos orientados tendo uma película de isolamen- to com alta resistência à tração notavelmente superior em adesão e várias outras propriedades da película independentemente de não conter qualquer composto de cromo.

A essência da presente invenção é como segue:

(1) Chapa de aço elétrico com grãos orientados tendo uma pelí- cula de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo caracterizada por compreender uma chapa de aço em cuja superfície é formada uma pelí- cula de isolamento contendo um fosfato e uma sílica coloidal como principais ingredientes e contendo fosfato de magnésio cristalino disperso uniforme- mente sobre toda a superfície.

(2) Chapa de aço elétrico com grãos orientados tendo uma pelí- cuia de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo como apre- sentado no item (1) caracterizado pelo fato de que o mencionado fosfato de magnésio cristalino contém um ou ambos entre fosfato de magnésio mono- clínico e fosfato de magnésio ortorrômbico e pelo fato de que a quantidade de deposição é de 2 a 7 g/m2.

(3) Chapa de aço elétrico com grãos orientados tendo uma pelí- cula de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo como apre- sentado no item (1) ou (2) caracterizado pelo fato de que o mencionado fos- fato é compreendido de um ou mais fosfatos de Ni, Co, Mn, Zn, Fe, Al e Ba.

(4) Chapa de aço elétrico com grãos orientados tendo uma pelí- cuia de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo como apre- sentado nos itens (1) a (3) caracterizado pelo fato de que a mencionada chapa de aço é uma chapa de aço elétrica com grãos orientados contendo C: 0,005% ou menos e Si: 2,5 a 7,0%, tendo um tamanho médio de grão de cristal de 1 a 10 mm, e tendo um desvio da orientação do cristal em relação a uma orientação ideal de (110)[001] na direção de laminação de uma média de 8o ou menos.

(5) Um método de tratamento de uma película de isolamen- to de uma chapa de aço elétrica com grãos orientados caracterizado pelo revestimento, secagem, e então cozimento na superfície da chapa de aço elétrica com grãos orientados de um agente de tratamento contendo, em relação a 100 partes em peso de fosfato, 40 a 67 partes em peso de sílica coloidal e 2 a 50 partes em peso de ácido fosfórico e tendo um total de teor de sólidos de 15 a 35%.

(6) Um método de tratamento de uma película de isolamento de

uma chapa de aço elétrica com grãos orientados conforme apresentado no item (5) caracterizado pelo fato de que o mencionado fosfato compreende um ou mais fosfatos entre Ni, Co, Mn, Zn, Fe, Al e Ba. (7) Um método de tratamento de uma película de isolamento de uma chapa de aço elétrica com grãos orientados conforme apresentado no item (5) ou (6) caracterizado pelo fato de que a mencionada chapa de aço é uma chapa de aço elétrica com grãos orientados contendo C: 0,005% ou menos e Si: 2,5 a 7,0%, tendo um tamanho de grão de cristal de 1 a 10 mm, e tendo um desvio da orientação do cristal em relação a uma orientação ide- al de (110)[001 ] na direção de laminação de uma média de 8o ou menos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista mostrando o gráfico da difração de raios X de uma película de isolamento formada no Exemplo 1.

A figura 2 é uma vista mostrando o gráfico da difração de raios X de uma película de isolamento formada no Exemplo 2.

A figura 3 é uma vista mostrando o gráfico da difração de raios X de uma película de isolamento formada no Exemplo 3.

A figura 4 é uma vista mostrando o gráfico da difração de raios X de uma película de isolamento formada no Exemplo Comparativo 1.

MELHOR MODO DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção será explicada abaixo em mais detalhes. Na presente invenção, como chapa de aço elétrica com grãos orientados após o recozimento final, é usada uma chapa de aço elétrica com grãos orientados tendo uma película de forsterita usual.

A chapa de aço elétrica com grãos orientados após o recozimen- to final é lavada, o excesso de separador de recozimento é retido, e então decapada em um banho de ácido sulfúrico etc., é ainda lavada para limpar e ativar a superfície, e então é revestida pela solução de tratamento da pre- sente invenção e secada e cozida para formar a película isolante.

A película isolante da presente invenção contém fosfato de magnésio cristalino disperso uniformemente sobre toda a superfície da pelí- cula. Esse ponto é uma característica marcante da presente invenção.

O fosfato de magnésio cristalino é fosfato de magnésio e hidro- geno fosfato de magnésio presente em forma ortorrômbica, monoclínica, ou outra forma de cristal. É expresso pela fórmula química Mg2P207 ou Mg2P207 . H2O e pode ser facilmente medido pela espectroanálise de raios X.

O magnésio no fosfato de magnésio contido pela película isolan- te da presente invenção não é fornecido pelo agente de tratamento, mas é fornecido pela película de forsterita chamada de "película primária" formada na superfície da chapa de aço elétrica com grãos orientados. Esse ponto é também uma característica marcante da presente invenção.

Uma película de forsterita é uma película de um composto bási- co compreendido principalmente de uma substância inorgânica expressa como Mg2SiO4 e é formada na superfície da chapa de aço em um estado com cristais finos agrupados.

A presente invenção alcança uma melhoria nas propriedades da película dispersando uniformemente e formando fosfato de magnésio crista- lino entre essa película de forsterita e uma película isolante compreendida de um fosfato e uma sílica coloidal.

O fosfato de magnésio é produzido em vários sistemas de cris- tais, mas na presente invenção são preferidos o sistema monoclínico, o sis- tema ortorrômbico, e o sistema hexagonal. Entre esses, o sistema monoclí- nico é particularmente preferido.

A razão não é clara, mas acredita-se ser como segue:

A forsterita formada na superfície da chapa de aço elétrica com grãos orientados cai principalmente sob a categoria de um sistema ortor- rômbico. Quando se forma o fosfato de magnésio na superfície da forsterita, o assim chamado "efeito de fusão" resulta na formação fácil do mesmo sis- tema de cristais, mas quando a película de isolamento é formada em um tempo relativamente curto, o fosfato de magnésio toma facilmente a forma de um sistema monoclínico de baixa simetria.

O fosfato usado para a película de isolamento da presente in- venção é preferivelmente ortofosfato, metafosfato ou pirofosfato. Ultrafosfa- 30 to, trifosfato ou tripolifosfato são também possíveis, mas outros fosfatos são fracos na condição de impermeabilização, então a resistência à corrosão da película isolante é degradada. Portanto, é necessário cuidado. O tipo de metal do fosfato é preferivelmente um ou mais selecio- nado entre Ni, Co, Mn, Zn, Fe, Ba, e Al. O composto adicionado ao agente de tratamento da película isolante é preferivelmente um fosfato de hidrogê- nio, um carbonato, um oxido, ou um hidróxido dos metais acima. Em particu- lar, no caso de um oxido, a solubilidade é baixa, então uma dissolução com- pleta não é necessariamente requerida. Mesmo um estado de dispersão ou de suspensão tal como uma emulsão ou um colóide não é problema.

Na presente invenção, na adição ao fosfato acima, um agente de prevenção contra a ferrugem, um conservante, um agente de brilho, ou ou- tros apoios à película e, também, aditivos tais como silicatos e sais de lítio podem ser incluídos na película de isolamento. Como tais aditivos, podem ser usados fosfatos. Além disso, como fosfato, o fosfato de magnésio pode ser adicionado.

Entretanto, na presente invenção, a formação de fosfato de magnésio cristalino é essencial. Com apenas a adição de fosfato de magné- sio, os efeitos vantajosos da presente invenção não podem ser obtidos.

A formação do fosfato de magnésio cristalino pode ser confirma- da usando-se um equipamento de difração de raios X para analisar a pelícu- la de isolamento. A película de isolamento é uma película fina de vários μιη de espessura, então com um tipo simples de equipamento de difração de raios X, o fosfato de magnésio cristalino algumas vezes não pode ser detec- tado, mas um equipamento de difração de raios X, por exemplo, RINT-2000 produzido pela Rigaku etc. pode detectá-lo. O equipamento não precisa ter uma fonte poderosa de raios X.

Na presente invenção, o agente de tratamento da película de isolamento usado é caracterizado por conter não apenas um fosfato e sílica coloidal, mas também um ácido fosfórico em uma quantidade específica.

O tipo ou a variedade do ácido fosfórico usado na presente in- venção não é particularmente limitado, mas ácido ortofosfórico, ácido meta- fosfórico ou ácido polifosfórico são preferíveis. Dependendo da combinação com o fosfato, um fosfonato ou fosfato ácido pode ser usado.

O "fosfato ácido" referido na presente invenção é compreendido de ácido fosfórico e soda cáustica ou outra substância alcalina. A solução está na região ácida. Pelo aquecimento no momento do cozimento, a subs- tância alcalina tem sua temperatura aumentada ou se estabiliza e é produzi- do apenas ácido fosfórico. Este pode ser usado para substituir o ácido fosfó- rico usado na presente invenção.

Especificamente, pode ser usado fosfato primário de sódio, etc., apresentando acidez. Fosfato secundário de sódio na região substancial- mente neutra pode ser algumas vezes usado dependendo da combinação com o fosfato usado, mas fosfato terciário de sódio dissolvido em água e apresentando uma alcalinidade, etc., não pode ser usado.

A quantidade de adição de ácido fosfórico é limitada a 2 a 50 partes em peso em relação a 100 partes em peso do fosfato. A razão é que se a quantidade de adição for menor que 2 partes em peso, o efeito vantajo- so da presente invenção não é expresso suficientemente e a resistência à corrosão pode ser degradada, enquanto se for acima de 50 partes em peso, a estabilidade da solução de tratamento será degradada.

O agente de tratamento da película de isolamento usado na pre- sente invenção tem preferivelmente um pH na faixa de 1 a 4. A razão é que se o pH for menor que 1, a acidez é muito alta e a chapa de aço é capaz de ser degradada na resistência à corrosão, enquanto se for acima de 4, a rea- tividade com a forsterita torna-se muito baixa e a resistência à absorção de umidade é degradada. Uma faixa mais preferível de pH é de 1 a 2.

O pH pode ser ajustado apenas pelo reparo e pela quantidade de adição do ácido fosfórico, mas pode também ser ajustado usando-se áci- do sulfúrico ou outro ácido inorgânico, ácido cítrico ou outro ácido orgânico, ácido tartárico, uma solução compensadora de tartarato de sódio, etc.

A sílica coloidal usada na presente invenção não é particular- mente limitada quanto ao tamanho de partícula, mas um tamanho de 5 a 50 nm é preferível, enquanto um tamanho de partícula de 10 a 30 nm é mais preferível.

Uma vez que o agente de tratamento está na região ácida de um pH de 1 a 4, a sílica coloidal adicionada é preferivelmente do tipo ácida, mais particularmente é preferivelmente uma tratada com Al na sua superfície.

A quantidade de película isolante formada é limitada para 2 a 7 g/m2. Se a quantidade formada for menor que 2 g/m2, é difícil obter-se uma alta resistência à tração e, também, a capacidade de isolamento, a resistên- cia à corrosão, etc., também caem. Por outro lado, se for acima de 7 g/m2, a taxa de cobertura cai.

A seguir, serão explicadas as razões para limitação no método de tratamento da película de isolamento.

A taxa de mistura da sílica coloidal e fosfato no agente de trata- mento usado na presente invenção é, convertida em teor sólido, 40 a 67 par- tes em peso da sílica coloidal para 100 partes em peso do fosfato.

Se a quantidade misturada for menor que 40 partes em peso, a razão da sílica coloidal é muito pequena e o efeito de resistência à tração é inferior, enquanto se acima de 67 partes em peso, o efeito do fosfato como aglutinador é pequeno e a capacidade de formação de película se deteriora.

A razão de mistura do ácido fosfórico é limitada a 2 a 50 partes em peso em relação a 100 partes em peso do fosfato. Se a razão da mistura for menor que 2 partes em peso, os efeitos vantajosos da presente invenção não são obtidos e a adesão e a capacidade de conformação da película são degradados, enquanto se for acima de 50 partes em peso, o ácido fosfórico torna-se muito grande e a capacidade higroscópica torna-se degradada.

Na presente invenção, enquanto se reveste e faz o cozimento do agente de tratamento, o ácido fosfórico adicionado tem que sofrer uma rea- ção química com a forsterita para formar fosfato de magnésio, então o teor de sólidos no agente de tratamento é limitado a 15 a 35%.

Se o teor de sólidos é de menos de 15%, a reatividade entre o ácido fosfórico e a forsterita tornar-se-á insuficiente, enquanto se cobrir 35%, a concentração do ácido fosfórico tornar-se-á muito alta, a chapa de aço se- rá corroída, e a resistência à corrosão será degradada. Preferivelmente o teor é de 20 a 25%.

Se o tratamento da película de isolamento acima for aplicado à chapa de aço elétrica com grãos orientados contendo C: 0,005% ou menos e Si: 2,5 a 7,0%, tendo um tamanho médio de grão de cristal de 1 a 10 mm, e tendo um desvio da orientação do cristal em relação à orientação ideal de (110)[001] na direção de laminação de um valor médio de 8o ou menos pro- duzida usando-se a tecnologia descrita na Publicação de Patente Japonesa (A) n- 7-268567, o efeito de também reduzir a perda de energia é obtido.

Acredita-se que as ações e os efeitos vantajosos da presente invenção sejam como segue, embora os detalhes não sejam claros.

Em geral, o ácido fosfórico e o ácido crômico reagem quimi- camente para ligar e produzir um composto insolúvel, então em uma película isolante de uma chapa de aço elétrica de grãos orientados compreendida de um fosfato, cromato, e sílica coloidal, o composto cromato reage com o ácido fosfórico para produzir um composto insolúvel que torna a película isolante insolúvel e melhora a capacidade de impermeabilização da película.

Os inventores se engajaram em estudos repetidos e como resul- tado descobriram que, mesmo sem ácido crômico, se também adicionar áci- do fosfórico em excesso separado do fosfato, é possível melhorar a imper- meabilização e a capacidade de formação de película da película de isola- mento.

Isto é, se limitar a quantidade de ácido fosfórico misturado e a concentração do teor sólido para faixas específicas,o ácido fosfórico e a fors- terita reagirão para formar fosfato de magnésio e formar uma película isolan- te com uma alta impermeabilização.

O fosfato de magnésio é produzido pela reação do magnésio derivado da forsterita e o ácido fosfórico derivado do agente de tratamento, então está presente entre a forsterita e o agente de tratamento e age para melhorar a adesão da película isolante formada e a forsterita.

De acordo com a presente invenção, é possível obter uma chapa de aço elétrica com grãos orientados excelente em propriedades magnéticas tendo uma película de isolamento de alta resistência à tração livre de cromo tendo uma grande resistência à tração da película aplicada à superfície da chapa de aço e excelente em adesão e resistência à corrosão. EXEMPLOS

A seguir, a presente invenção será explicada mais especifica- mente com base em exemplos.

(1) Exemplos 1 a 3 e Exemplo Comparativo 1

De uma bobina de chapa de aço elétrica com grãos orientados com 0,23 mm de espessura após o recozimento final, foram cortadas peças de amostra com uma largura de 7 cm e comprimento de 30 cm. Essas amos- tras foram lavadas e levemente decapadas para remover o separador de recozimento remanescente na superfície e deixar a película vítrea, e então as peças de amostra foram recozidas por recozimento de alívio de tensões.

A seguir, as peças de amostra foram revestidas com as soluções de ácido fosfórico das fórmulas mostradas na Tabela 1 (agentes de trata- mento da película isolante) para revestir quantidades de 4 g/m2, cozidas, e então verificadas quanto à formação de fosfato de magnésio cristalino por difração de raios X.

A Tabela 2 mostra os resultados da avaliação das propriedades da película e das propriedades magnéticas.

No Exemplo Comparativo 1, o fosfato de magnésio cristalino não é observado e a adesão e a resistência à corrosão são inferiores.

A figura 1 mostra o gráfico de difração de raios X do Exemplo 1, a figura 2 mostra o gráfico de difração de raios X do Exemplo 2, a figura 3 mostra o gráfico de difração de raios X do Exemplo 3, e a figura 4 mostra o gráfico de difração de raios X do Exemplo Comparativo 1.

Os agentes de tratamento de película de isolamento usados nos Exemplos 1, 2 e 3 não contêm fosfato de magnésio. Apesar disso, nos gráfi- cos de difração de raios X, os picos de fosfato de magnésio aparecem, então foi confirmado que foi produzido fosfato de magnésio cristalino.

Além disso, no Exemplo Comparativo 1, apesar de conter fosfato de magnésio como um fosfato, no diagrama de difração de raios X o pico de fosfato de magnésio não aparece, então o fosfato de magnésio cristalino não é obtido. Tabela 1

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Tabela 2

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(2) Exemplos 4 a 10 e Exemplos Comparativos 2 a 8

De uma bobina de chapa de aço elétrica com grãos orientados com espessura de 0,23 mm após o recozimento final, foram cortadas peças de amostra com uma largura de 7 cm e um comprimento de 30 cm. Essas amostras foram lavadas e levemente decapadas para remover o separador do recozimento remanescente na superfície e deixar a superfície vítrea, en- tão as peças de amostra foram recozidas pelo recozimento para alívio de tensões.

A seguir, as mesmas peças de amostra foram revestidas com as soluções de ácido fosfórico das fórmulas mostradas na Tabela 3 (agentes de tratamento da película de isolamento) para quantidades de revestimento de 4 g/m2, cozidas, e então avaliadas quanto às propriedades da película e às propriedades magnéticas.

O mesmo método que nos Exemplos 1 a 3 foi usado para verifi- car a presença de fosfato de magnésio cristalino. Os resultados estão mos- trados na Tabela 4.

No Exemplo Comparativo 2, a quantidade de sílica coloidal mis- turada é muito pequena, então a resistência à tração da película é inferior, enquanto no Exemplo Comparativo 3, reciprocamente a quantidade de sílica coloidal misturada é muito grande, então a adesão é inferior.

No Exemplo Comparativo 4, a quantidade de ácido fosfórico mis- turada é muito pequena, então os efeitos vantajosos da presente invenção não são obtidos e a resistência à corrosão é inferior, enquanto no Exemplo Comparativo 5 a quantidade de ácido fosfórico misturada é muito grande, então é provocada gordura e a resistência à corrosão torna-se extremamen- te pobre.

No Exemplo Comparativo 6, o ácido fosfórico não é adicionado e a solução de tratamento é muito alta quanto ao pH, então os efeitos vantajo- sos da presente invenção não são obtidos e a adesão é inferior, enquanto no exemplo Comparativo 7, o teor de sólidos da solução de tratamento é muito pequena, então novamente os efeitos vantajosos da presente invenção não são obtidos e a adesão é baixa.

No Exemplo Comparativo 8, reciprocamente o teor de sólidos da solução de tratamento é muito alto, ocorre a corrosão da chapa de aço, re- sultam irregularidades, e a resistência à corrosão é degradada. Tabela 3

<table>table see original document page 16</column></row><table> Tabela 4

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(3) Exemplos 11 a 15 e Exemplos Comparativos 9 a 12

Usando a tecnologia descrita na Publicação de Patente Japone- sa (A) ns 7-268567, um aço fundido contendo Si: 3,25% foi lingotado, a placa resultante foi aquecida, e então laminada a quente, a chapa laminada a quente foi recozida a 1100°C por 5 minutos, então a chapa foi laminada a frio para se obter uma espessura de chapa de 0,22 mm.

Essa chapa de aço foi aquecida por uma taxa de aquecimento de 400°C/s a 850°C, então foi recozida para descarburização, então foi re- vestida com um separador de recozimento e sofreu recozimento final a 1200°C por 20 horas.

Da bobina assim obtida da chapa de aço elétrica com grãos ori- entados tendo um tamanho médio de partícula de 7,5 mm e uma orientação de cristais desviado por uma média de 6,5° da orientação ideal de (110)[001], foram preparadas pela mesma operação como nos Exemplos 1 a 3.

A seguir, as peças de teste foram revestidas pelas soluções de fosfato das fórmulas mostradas na Tabela 5 (agentes de tratamento da pelí- cuia de isolamento) para quantidades de revestimento de 4 g/m2 e cozidas, então foram examinadas quanto à presença de fosfato de magnésio cristali- no pelo mesmo método dos Exemplos 1 a 3 e avaliadas quanto às proprie- dades da película e às propriedades magnéticas. Os resultados estão mos- trados na Tabela 6.

No Exemplo Comparativo 9, a solução de tratamento é muito baixa em pH, a chapa de aço é corroída, e a resistência à corrosão é degra- dada, no Exemplo Comparativo 10, a sílica coloidal é adicionada em quanti- dade muito grande, e também, no Exemplo Comparativo 11, o ácido fosfóri- co não é adicionado, então os efeitos vantajosos da presente invenção não são exibidos e cada um foi inferior em adesão.

No Exemplo Comparativo 12, o ácido fosfórico é liberado no momento do cozimento resultando em composto de ácido fosfórico fora da faixa ácida, então os efeitos vantajosos da presente invenção não são obti- dos e a adesão é inferior. Tabela 5

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Tabela 6

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Note que o método de avaliação da adesão, da resistência à corrosão, e da resistência à tração da película no exemplo acima e nos e- xemplos comparativos foram como segue:

(1) Adesão

Cellotape® foi aderido à superfície das chapas de aço, as chapas foram enroladas em volta de tubos de diâmetros de 10 mm, 20 mm, e 30 mm, e a cellotape® foi descascada. O menor diâmetro (mm) pelo qual a pelí- cula não aderiu naquele momento foi usado para a avaliação.

(2) Resistência à corrosão

Foi pulverizada água salgada a 5% e 35°C. Após decorridas 5 horas, a superfície foi visualmente avaliada por um sistema de contagem de pontos. 7 pontos ou mais foram considerados aceitáveis.

(3) Resistência à tração da película

Um lado de uma chapa de aço foi coberto por uma tira adesiva, então a película foi descascada pelo tratamento alcalino. A resistência à tra- ção da película foi calculada a partir do grau de dobramento da chapa de aço.

Como resultado dos testes acima, foi aprendido que as películas de isolamento contendo fosfato de magnésio cristalino formado usando-se um agente de tratamento de película obtido adicionando-se 40 a 67 partes em peso de sílica coloidal e 2 a 50 partes em peso de ácido fosfórico a 100 partes em peso de fosfato para obter um teor total de sólidos de 15 a 30% são maiores em resistência à tração e superiores em adesão e resistência à corrosão comparado às películas de isolamento dos exemplos comparativos e são notáveis no efeito de melhoria das propriedades magnéticas.

Conforme explicado acima, de acordo com a presente invenção, é possível obter-se chapa de aço elétrica com grãos orientados superior em propriedades magnéticas tendo uma película de isolamento livre de cromo com uma grande resistência à tração da película e superior adesão e resis- tência à corrosão.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Conforme explicado acima, de acordo com a presente invenção, é possível obter-se uma chapa de aço elétrica com grãos orientados superior em propriedades magnéticas tendo uma película de isolamento de alta resis- tência à tração livre de cromo tendo uma grande resistência à tração aplica- da à superfície da chapa de aço e excelente em adesão e resistência à cor- rosão.

Conseqüentemente, a presente invenção expande as aplicações para a chapa de aço elétrica de grãos orientados e tem uma grande aplicabi- lidade industrial.

Claims

1. Chapa de aço elétrica com grãos orientados tendo uma pelí- cula de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo caracterizada por compreender uma chapa de aço em cuja superfície é formada uma pelí- cuia de isolamento contendo um fosfato e sílica coloidal como ingredientes principais e contendo fosfato de magnésio cristalino disperso uniformemente sobre toda a superfície.

2. Chapa de aço elétrica com grãos orientados tendo uma pelí- cula de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mencionado fosfato de magnésio cristalino contém um ou ambos entre fosfato de magnésio mo- noclínico e fosfato de magnésio ortorrômbico e pelo fato de que a quantida- de de deposição é de 2 a 7 g/m2.

3. Chapa de aço elétrica com grãos orientados tendo uma pelí- cuia de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado fosfato é compreendido de um ou mais fosfatos de Ni, Co, Mn, Zn, Fe, Al, e Ba.

4. Chapa de aço elétrica com grãos orientados tendo uma pelí- cula de isolamento de alta resistência à tração e livre de cromo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a mencionada chapa de aço é uma chapa de aço elétrica com grãos orienta- dos contendo C: 0,005% ou menos e Si: 2,5 a 7,0%, tendo um tamanho mé- dio de grão de cristal de 1 a 10 mm, e tendo um desvio da orientação de cristal em relação a uma orientação ideal de (110)[001 ] na direção de Iami- nação de uma média de 8o ou menos.

5. Método de tratamento de uma película de isolamento de uma chapa de aço elétrica com grãos orientados caracterizado por revestir, secar, e então cozer na superfície da chapa de aço elétrica com grãos orientados um agente de tratamento contendo, em relação a 100 partes em peso de fosfato, 40 a 67 partes em peso de sílica coloidal e 2 a 50 partes em peso de ácido fosfórico e tendo um teor total de sólidos de 15 a 35%.

6. Método de tratamento de uma película isolante de uma chapa de aço elétrica com grãos orientados de acordo com a reivindicação 5, ca- racterizado pelo fato de que o mencionado fosfato compreende um ou mais entre fosfatos de Ni, Co, Mn, Zn, Fe, Al, e Ba.

7. Método de tratamento de uma película de isolamento de uma chapa de aço elétrica com grãos orientados de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a mencionada chapa de aço é uma chapa de aço elétrica com grãos orientados contendo C: 0,005% ou menos e Si: 2,5 a 7,0%, tendo um tamanho médio de cristal de 1 a 10 mm, e tendo um desvio da orientação do cristal em relação a uma orientação ideal de (110)[001 ] na direção de laminação de uma média de 8o ou menos.