JPH01116085A - 打抜性および溶接性の優れた電磁鋼板の絶縁皮膜の形成方法 - Google Patents

打抜性および溶接性の優れた電磁鋼板の絶縁皮膜の形成方法

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JPH01116085A
JPH01116085A JP27040887A JP27040887A JPH01116085A JP H01116085 A JPH01116085 A JP H01116085A JP 27040887 A JP27040887 A JP 27040887A JP 27040887 A JP27040887 A JP 27040887A JP H01116085 A JPH01116085 A JP H01116085A
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JP
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steel sheet
resin
welding
roll
electrical steel
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JP27040887A
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Tomoyuki Ichi
智之 市
Yoshinari Muro
室 吉成
Yoshiaki Iida
飯田 嘉明
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電磁鋼板の表面に打抜性、溶接性および電気
絶縁性の優れた絶縁皮膜を形成する方法に関するもので
ある。
〈従来の技術〉 家電用のモーターやトランスの鉄心は、電磁鋼板を所定
の形状に連続打抜し、ついでそれらを多数積層してその
側面をTIG溶接し組立てられる。
従って、電磁調板には打抜性と溶接性が優れていること
が同時に要求される。
電磁鋼板の打抜性および溶接性は鋼板自体の材質もさる
ことながら、その表面に処理した絶縁皮膜の組成や膜厚
に大きく左右されることが知られている。
現在実用化されている絶縁皮膜を組成的に大別すると、 (A)無機質系(リン酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩
等) (B)半有機賞系(クロム酸塩、樹脂系等)および (C)有機質系(樹脂、フェス等)の3種類になる。
ところで無機質系(A)の皮膜を施した電磁鋼板はTI
G溶接溶接ロブローホール生がなく、溶接性がすぐれて
いるが、打抜金型の1回研磨当りの打抜回数は約10万
回程度で、打抜性が悪い。
一方、半有機賞系(B)および有機質系(C)の皮膜の
場合は、約150万回ものすぐれた打抜が得られる反面
、溶接時に樹脂等の分解によりガスを発生し、ブローホ
ールを生じ易く溶接性が劣る。
このような半有機賞系および有機質系皮膜の溶接性を向
上させるため、皮膜表面に粗度を与える技術思想が特公
昭49−19078号に提示されている。
その粗度の与え方として、有機皮膜を均一に塗布し、焼
付中の未硬化皮膜にあらさを有するロールで処理する方
法、ミゾ切り塗布ロールで鋼板表面に縦ミゾ皮膜を形成
し、次いでは焼付中の未硬化皮膜にミゾ切りスチールロ
ールで横ミゾを入れる方法、処理液中に約2μm以上の
有機物粒子を添加して塗布焼付る方法などが開示されて
いる。
この中で、最も工業的に有効な方法は最後の有機物粒子
を処理液中に添加し、塗布焼付る方法であるが、有機物
粒子を添加するのみでは分散性や鋼板への付着性(密着
性)に問題があった。
この有機物粒子の処理液中での分散に問題があると、長
時間安定して所定の表面粗さを有する絶縁皮膜が形成さ
れず、また有機物粒子が凝集した2次粒子状となって有
機物粒子の鋼板への付着性(密着性)が悪くなり、絶縁
皮膜を有する!磁鋼板をスリットするさい、テンツシ町
ンバット等での鋼板の締付けによって有機物粒子が剥離
する欠点を有していた。
この欠点を解決し、有機物粒子の分散性および鋼板への
付着性向上を図る技術が特公昭55−21111号公報
で提案された。
これは有機樹脂粒子を予めエマルジ四ン樹脂溶液に添加
し、均一分散させた後に塗布液へ混合する方法であるが
、未だ有機樹脂粒子の処理液中での分散状態が完全でな
いことから、その改善法が特公昭61−183479号
で提案されている。
これは、有機樹脂粒子をエマルジョン樹脂溶液へ添加す
る前に分散性向上剤で表面処理することを特徴としてい
るが、未だ処理液中での有機樹脂の分散性は不十分なも
のであった。
この分散性が悪いと、前記した如く、有機樹脂粒子が2
次粒子状となり有機物粒子の鋼板への付着性(密着性)
を劣化させる。さらに、有機樹脂粒子と処理液は異質の
ものであ°す、処理液中へ充分に分散しても、鋼板への
塗布作業中は浮上あるいは沈降を防止するため常に撹拌
が必要となる。
また、有機樹脂粒子混合処理液を配管輸送すると、有機
樹脂粒子の浮上あるいは沈降により配管づまりを起こし
、作業上大きな問題となっている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は有機樹脂の分散性を改善し、打抜性および溶接
性の優れた半有機賞系ないし有機質系の電磁鋼板の絶縁
皮膜の形成方法を提供するのである。
〈問題解決のための手段〉 本発明は、電磁鋼板の表面に夫々の粘度を300゜〜5
000cpに調整した、リン酸塩系、クロム酸塩系、お
よび重クロム酸塩系の一種以上の処理液と有機樹脂とを
混合した処理液、あるいは水溶性樹脂、あるいはエマル
ジ四ン樹脂のいずれかの皮膜処理液をグラビアロールを
ピックアップロールとしたナチュラル・リバース方式で
塗布し、次いで焼付は処理を行ない表面粗さをRaで0
.5〜1.5μmとすることを特徴とする打抜性および
溶接性の優れた電磁鋼板の絶縁皮膜の形成方法である。
〈作 用〉 本発明において用いる皮膜処理液は、リン酸塩系、クロ
ム酸塩系、重クロム酸塩系の1種以上の処理液と有機樹
脂とを混合した処理液、あるいは水溶性樹脂、あるいは
エマルジョン樹脂の処理液である。
リン酸塩系、クロム酸塩系あるいは重クロム酸塩系の塩
としては、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシ
ウムのリン酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩、または亜
鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウムの酸化物
、水酸化物、炭酸塩をリン酸、無水クロム酸に溶解した
ものなどがあり、これらの2種以上を混合したものであ
ってもよい、この液に配合する有機樹脂としては、水溶
性またはエマルジョンタイプのアクリル樹脂およびその
共重合物、酢酸ビニル樹脂およびその共重合物、ブダジ
エンースチレン共重合物、アルキッド樹脂、エポキシ樹
脂またはその変性物等の1種または2種以上を用いる。
還元剤として、エチレングリコールや、グリセリンなど
の多価アルコールを添加し、さらにコロイド状シリカ、
コロイド状アルミナ、硼酸等、耐熱性向上剤を添加して
も良い。
これら成分の添加量としては、リン酸塩、クロム酸塩等
の無機成分100111部に対して有a樹脂成分は5重
量部以上が好ましい、5重量部より少ないと充分な打抜
性が得られない。
次にエチレングリコール等の還元剤は0.5〜30重量
部、硼酸等の耐熱性向上剤は0.5〜30重量部が適当
である。
上記水溶性混合物の粘度は1.2〜3cpであり、塗布
方法としてピックアップロールにグラビアロールを用い
たナチュラルリバース方式を採用しても鋼板表面には、
均一に塗布され表面粗度Raはせいぜい0.15μm程
度までであり、本発明の目的である溶接性向上は認めら
れない。
溶接性向上には表面粗度Raは0.5〜1.5 μmで
なくてはならない、0.5Brn未満では溶接性が劣り
、また1、5μm以上ではスリット時のテンションパッ
トの接触で皮膜剥離が起こりやすく、さらに占積率が劣
化するため好ましくない0表面粗度Raを0.5μm以
上とするためには、上記処理液の粘度を上げる必要があ
る。
この粘度上昇のためには、カルボキシルメチルセルロー
スや、ヒドロキシエチルセルロースを配合すれば良い、
この配合量は、先の無機成分100部に対して、1〜3
0部が良い、1部より少ないと増粘硬化がなく30部よ
り多(配合すると、皮膜の密着性が劣化するためである
− この増粘剤を配合することにより処理液粘度を300〜
5000cpに調整する。粘度が300cpより小さい
と所期の目的である表面粗度RaO,5,gmを確保す
ることが困難である。また、5000cp以上ではナチ
ュラルリバース方式の塗布方法では作業性が劣り経済的
でない。
一方、分散系皮膜を処理液として用いる水溶性有機樹脂
としては、エポキシエステル、ポリエステル、メラミン
、ポリエチレン、ポリアクリル、アルキッド等の1種以
上が好適に使用でき、またエマルジョン樹脂としては、
アクリル樹脂およびその共電化合物、酢酸ビニルおよび
その共電化合物、ブタジェン−スチレン共重合物アルキ
ッド、エポキシまたはその変性物等の1種以上が好適に
使用できる。これらの水溶性有機樹脂、エマルジテン樹
脂は、増粘剤や界面活性剤などで粘度を300〜500
0cpに調整したものを用いる。
他方、塗布方法は、グラビアロールをピックアップロー
ルとしたナチュラル・リバースロール方式とする。
グラビアロールとしては、そのグラビアの形状はピラミ
ッド型、格子型、斜線型など、いずれでも良い、これら
の線数や深度は処理液の濃度・粘度により選定される。
ナチュラルallをグラビアロールとゴムロールで行な
い、グラビアロールの形状およびサイズで塗布量が制限
される。このグラビアの凹部に入っている処理液の約半
分がゴムロール上に点状に転写される。ナチュラル・リ
バースクール方式とするためには、このゴムロール、す
なわちアプリケ−クロールを鋼板の進行方向とは逆回転
として、鋼板表面に点状処理液を転写すれば良い。
この状態をもって、通常の乾燥、焼付を施すことにより
、鋼板表面にRaが0.5〜1.5 μmの絶縁皮膜を
得ることができる。
〈実 施 例〉 実施例 1 電磁調板(Sf j 0.35%、板厚0.5mm、板
幅1G25am、表面粗さRaO,18μm)の表面に
後記の処理液A(粘度320cρ)をピックアップロー
ルに格子型のグラビアロール(I35メツシュ、線数3
5、深度0.22m−)を用いナチユラル・リバース方
式にて塗布し、500℃で60秒間焼付けた。得られた
皮膜の目付量は6.5g/rdで皮膜の表面粗度Raは
0.62mmであった。
本皮膜を有する鋼板を積層し、TIG溶接したところ、
電流120Aで100cm/分の溶接速度でもブローホ
ールの発生はなく、美麗なビードが得られた0本材料を
20−l−のスチールダイス(クリアランス6%)で打
抜いたところ、カエリ高さ50μmまでに180万回打
抜けた。
比較例 l 比較材として、実施例1と同一材種の綱板に処理液Aを
ピックアップロールにフラットロールを用いナチュラル
・リバース方式にて塗布し、500℃で60秒間焼付け
た。得られた皮膜の目付量は、6.2g/ldで皮膜の
表面粗度Raは0.211℃mであった。
この皮膜を有する鋼板の打抜きは、上記同様の条件で実
施したところ、カエリ高さ50μmまでに210万回打
抜けた。しかし、実施例1と同様の条件でTIG溶接し
たところ、ブローホールがビード全体に多数発生した。
比較例 2 さらに比較材として処理液B(粘度1.8cp)を実施
例1と同様にピックアップロールに格子型グラビアロー
ル(I35メッシェ、線数35、深度0.22■)を用
いナチュラル・リバース方式にて塗布し、500℃で6
0秒間焼付けた。得られた皮膜の目付量は6.6g/M
で皮膜の表面粗度Raは0.24μmであった。
この皮膜を有する鋼板を積層し、TIG溶接したところ
、電流120Aで20C11/分の溶接速度でブローホ
ールの発生は認められなかったが、それ以上の溶接速度
ではブーローホールの発生がある。
〔処理液A〕
・30%重クロム酸マグネシウム溶液  130部(無
機成分      41部) ・アクリル−酢酸ビニル樹脂エマルジョン(樹脂固形分
 50%)30部 ・エチレングリコール         10部・カル
ボキシルメチルセルロース    10部〔処理液B〕 処理[Aのカルボキシルメチルセルロースを除いたもの
(従来のクロム酸塩−有機樹脂系処理液)他の皮膜緒特
性は表1に示す。
実施例2 電磁鋼板(St:3.1%、板厚0.5m+e、板幅9
401、表面粗さRa O,23μm)の表面に処理液
C(粘度1800cp )をピックアップロールにピラ
ミッド型のグラビアロール(#32メッシェ、線数32
、深度0.26m5+)を用いナチュラル・リバース方
式にて塗布し、450℃で60秒間焼付けた。得られた
皮膜の目付量は7.2g/n(で皮膜の表面粗度Raは
0.76μmであった。
本皮膜を有する鋼板を積層し、TIG溶接したところ、
電流12OAで120CI/分の溶接速度でもブローホ
ールの発生はなく美しいビード得られた。
この材料の打抜性(2〇−霞φのスチールダイス、クリ
アランス6%)は、カエリ高さ50μまでの打抜数で7
2%回であった。
比較例3 比較材として、実施例2と同一材種の鋼板に処理液D(
粘度160cp )を実施例2と同一条件で塗布したと
ころ、得られた皮膜の目付量は6.8 g/イであり、
表面粗度Raは0.38μmであった。
この材料を710℃接したところ、ブローホールの発生
しない溶接速度は30C11/分であり、205mφの
スチールダイスでの打抜性(カエリ高さ50部mまでの
打抜数)は65万回であった。
比較例4 比較材として、実施例2と同一材種の鋼板に処理液E(
粘度8200cp )を実施例2と同一条件で塗布した
ところ、得られた皮膜の目付量は6.3 g/ポであり
、表面粗度Raは0.81μmであった。
この材料をTIG溶接による、ブローホールの発生しな
い溶接速度は120cm/分であり、20■φのスチー
ルダイスでの打抜性(カエリ高さ50μmまでの打抜数
)は70%回であり、良好な結果を得た。
しかし、塗布作業時にロール周辺に処理液が付着し、ロ
ールの清掃に長時間を要し、作業性が非常に悪かった。
〔処理液C〕
水溶性アルキッド/メラミン系樹脂 (混合比 70 : 30)   (不揮発分50%)
表   1 (ml)JIS第2法 (傘2)屈曲して皮膜のmしない直径 (4)塩水噴霧試験7時間後 (祠)TIG溶接、加圧100kg/ca  120A
でプローホールの発生しない最大溶接速度 (心加閤φスチールダイス、クリアランス6%でカエリ
高さ団μmまでの打抜数 (s6)塗布ロールの清掃に要する時間〔処理液D〕 水分散エマルジョン樹脂 アクリル−酢酸ビニル系 (混合比 80 j 20)   (不揮発分50%)
〔処理液E] 水溶性エポキシ/メラミン系樹脂 (混合比 70:30)   (不揮発分50%)なお
、他の皮膜緒特性は表1に示す。
〈発明の効果〉 かくして、本発明によれば、電磁鋼板の表面に絶縁皮膜
を形成する際に、粘度が300〜5000cpの分散系
処理後を用いて、塗布方法にグラビアロールを用いたピ
ックアップロールを用いナチュラルリバース方式を採用
することに゛より表面粗さがRaで0.5〜1.5μm
の絶縁皮膜が得られ、従来相反する性質とされていた打
抜性と溶接性を同時に満足する絶縁皮膜を得ることがで
きた。
特許出願人    川崎製鉄株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電磁鋼板の表面に夫々の粘度を300〜5000cpに
    調整した、リン酸塩系、クロム酸塩系、および重クロム
    酸塩系の一種以上の処理液と有機樹脂とを混合した処理
    液、あるいは水溶性樹脂、あるいはエマルジョン樹脂の
    いずれかの皮膜処理液をグラビアロールをピックアップ
    ロールとしたナチュラル・リバース方式で塗布し、次い
    で焼付け処理を行ない表面粗さをRaで0.5〜1.5
    μmとすることを特徴とする打抜性および溶接性の優れ
    た電磁鋼板の絶縁皮膜の形成方法。
JP27040887A 1987-10-28 1987-10-28 打抜性および溶接性の優れた電磁鋼板の絶縁皮膜の形成方法 Pending JPH01116085A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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