JPH0151043B2 - - Google Patents
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- JPH0151043B2 JPH0151043B2 JP55170204A JP17020480A JPH0151043B2 JP H0151043 B2 JPH0151043 B2 JP H0151043B2 JP 55170204 A JP55170204 A JP 55170204A JP 17020480 A JP17020480 A JP 17020480A JP H0151043 B2 JPH0151043 B2 JP H0151043B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
- H01F1/18—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets with insulating coating
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電気機器の積層鉄芯材料として用
いられる電磁薄帯に良好な絶縁性、耐食性、張力
付与性および曲げ密着性を有する被膜を形成する
方法に関するものである。
いられる電磁薄帯に良好な絶縁性、耐食性、張力
付与性および曲げ密着性を有する被膜を形成する
方法に関するものである。
最近のエネルギーコストの高騰のために電気機
器の鉄芯で消費されるエネルギー、鉄損をさらに
大きく切り下げることが要請されている。このた
めに鉄系の非晶質合金薄帯が軟磁性材料として注
目を集めている。とくに、Feを70at％以上含有
し、Ｂ、Si、Ｐ、Ｃなどのガラス化元素あるいは
Ti、ZrやときにNbなどのａ、Va族元素とCo
を含む非晶質合金は、鉄損が従来の材料に比べて
格段に低く、しかも飽和磁束密度が約1.5T以上
と、それ程低くはないので、電気機器の鉄芯、特
に配電トランスの巻きコアー材料として応用が考
えられている。また、最近、非晶質合金薄帯と同
様に、液体からの超急冷法によつて２〜8wt％の
Siを含む高けい素鋼薄板が作成されるようになり
新しい軟磁性材料として脚光を浴びている。特に
6.5wt％Si−Feあたりの組成では、磁歪がほぼ消
失するので、高温焼鈍によつて（100）面立方組
織などの適当な集合組織を形成させると、従来の
材料に比べて格段に低い鉄損特性が得られるよう
になる。このような新しい材料は実際に積層鉄芯
材料として応用されるためには、薄帯自身の透磁
率、鉄損などの特性が優れている他に、薄帯表面
に良好な被膜が形成されている必要がある。この
被膜に要求される性質は、使用される機器の種類
によつて異なるが、一般に、絶縁性（層間短絡お
よび層間渦電流損を防ぐために電気抵抗が高いの
が望ましい。特に大型変圧器、大型回転機の積層
鉄芯ならびに巻鉄芯は必須である。）曲げ密着性
（曲げた時に被膜が鉄表面から剥離を生じないこ
と、つまり剥離しない最小曲げ半径がより小さい
のが望ましく、とくに、巻いて用いられる巻鉄芯
には重要である。）耐食性（電磁材料においても
錆びの発生は好ましくない。）さらには耐熱性
（打抜きや剪断加工後あるいは巻き成形後に歪取
り焼鈍を行なう場合に、被膜の変質劣化や剥離が
焼鈍によつて生じないことが肝要である。とく
に、配電用トランスの巻きコアーに使われる場合
には重要である。）などが挙げられる。
器の鉄芯で消費されるエネルギー、鉄損をさらに
大きく切り下げることが要請されている。このた
めに鉄系の非晶質合金薄帯が軟磁性材料として注
目を集めている。とくに、Feを70at％以上含有
し、Ｂ、Si、Ｐ、Ｃなどのガラス化元素あるいは
Ti、ZrやときにNbなどのａ、Va族元素とCo
を含む非晶質合金は、鉄損が従来の材料に比べて
格段に低く、しかも飽和磁束密度が約1.5T以上
と、それ程低くはないので、電気機器の鉄芯、特
に配電トランスの巻きコアー材料として応用が考
えられている。また、最近、非晶質合金薄帯と同
様に、液体からの超急冷法によつて２〜8wt％の
Siを含む高けい素鋼薄板が作成されるようになり
新しい軟磁性材料として脚光を浴びている。特に
6.5wt％Si−Feあたりの組成では、磁歪がほぼ消
失するので、高温焼鈍によつて（100）面立方組
織などの適当な集合組織を形成させると、従来の
材料に比べて格段に低い鉄損特性が得られるよう
になる。このような新しい材料は実際に積層鉄芯
材料として応用されるためには、薄帯自身の透磁
率、鉄損などの特性が優れている他に、薄帯表面
に良好な被膜が形成されている必要がある。この
被膜に要求される性質は、使用される機器の種類
によつて異なるが、一般に、絶縁性（層間短絡お
よび層間渦電流損を防ぐために電気抵抗が高いの
が望ましい。特に大型変圧器、大型回転機の積層
鉄芯ならびに巻鉄芯は必須である。）曲げ密着性
（曲げた時に被膜が鉄表面から剥離を生じないこ
と、つまり剥離しない最小曲げ半径がより小さい
のが望ましく、とくに、巻いて用いられる巻鉄芯
には重要である。）耐食性（電磁材料においても
錆びの発生は好ましくない。）さらには耐熱性
（打抜きや剪断加工後あるいは巻き成形後に歪取
り焼鈍を行なう場合に、被膜の変質劣化や剥離が
焼鈍によつて生じないことが肝要である。とく
に、配電用トランスの巻きコアーに使われる場合
には重要である。）などが挙げられる。
このほか張力付与性（被膜と地鉄の熱膨脹差に
より、地鉄に張力がかかるようにすること。鉄芯
成形時に鋼板面に締めつけ圧力や、長手方向に圧
縮力がかかり、一般にλ100が正で大きな値をも
つている時には、これによつて特性の劣化（鉄損
と磁歪振動）を生じるのに対し、あらかじめ被膜
によつて張力をかけておくと、この圧力による特
性劣化が減少防止できる。）も、磁歪が無視でき
ない材料においては望まれる。
より、地鉄に張力がかかるようにすること。鉄芯
成形時に鋼板面に締めつけ圧力や、長手方向に圧
縮力がかかり、一般にλ100が正で大きな値をも
つている時には、これによつて特性の劣化（鉄損
と磁歪振動）を生じるのに対し、あらかじめ被膜
によつて張力をかけておくと、この圧力による特
性劣化が減少防止できる。）も、磁歪が無視でき
ない材料においては望まれる。
電気機器の積層鉄芯材料として今日約3wt％ま
でのSiを含有するけい素鋼板が大量に用いられて
いる。この内、（110）＜001＞方位に集積した集合
組織をもつ方向性けい素鋼板は、磁束が一方向の
みにかかる変圧器の鉄芯などに用いられ、必らず
しも特定の集合組織をもたず、あらゆる方向に相
応の特性を示す無方向性けい素鋼板は、回転機器
の鉄芯などに用いられる。方向性けい素鋼板にお
いては、MgOを主成分とする剥離剤を塗布した
あとの1000℃以上の高温焼鈍によつて生じる表面
酸化膜・フオルステライト（2MgO・SiO2）によ
つて、基本的な絶縁被膜を形成し、さらに、張力
付加性、耐食性を付け加えるために耐熱性のある
リン酸塩を主成分とするコーチング液を焼付けて
いる。これによつて層間絶縁抵抗は（例えば
JISC2550で規定される方法で測定すると）50〜
200（Ω−cm2／枚）になる。また、850℃程度の歪
取り焼鈍を行なつても密着性は劣化しない。
でのSiを含有するけい素鋼板が大量に用いられて
いる。この内、（110）＜001＞方位に集積した集合
組織をもつ方向性けい素鋼板は、磁束が一方向の
みにかかる変圧器の鉄芯などに用いられ、必らず
しも特定の集合組織をもたず、あらゆる方向に相
応の特性を示す無方向性けい素鋼板は、回転機器
の鉄芯などに用いられる。方向性けい素鋼板にお
いては、MgOを主成分とする剥離剤を塗布した
あとの1000℃以上の高温焼鈍によつて生じる表面
酸化膜・フオルステライト（2MgO・SiO2）によ
つて、基本的な絶縁被膜を形成し、さらに、張力
付加性、耐食性を付け加えるために耐熱性のある
リン酸塩を主成分とするコーチング液を焼付けて
いる。これによつて層間絶縁抵抗は（例えば
JISC2550で規定される方法で測定すると）50〜
200（Ω−cm2／枚）になる。また、850℃程度の歪
取り焼鈍を行なつても密着性は劣化しない。
一方、無方向けい素鋼板には、地鉄面に直接リ
ン酸塩系無機質コーチングを、あるいはそれに樹
脂成分を加えたコーチング液を焼付けている。こ
の場合には一般に耐熱性は劣る。
ン酸塩系無機質コーチングを、あるいはそれに樹
脂成分を加えたコーチング液を焼付けている。こ
の場合には一般に耐熱性は劣る。
以上に述べたような従来技術として公知である
被膜の形成方法は、この発明の対象である非晶質
合金薄帯あるいは高けい素鋼急冷薄帯には不向き
であるのみならず、実施困難な点も少なくない。
すなわち、下地被膜としてのフオルステライトを
形成させるためには、1000℃以上の高温焼鈍を必
要とするが非晶質合金は結晶化のためにこの焼鈍
ができない。また、高けい素鋼急冷薄帯において
は、特願昭54−164693号で示されているように、
（100）面内立方組織が高度に発達し、優れた磁気
特性を有するようにするためには、表面の地鉄面
を雰囲気に裸出して10-2〜10-7Torrの真空下で
焼鈍しなければならないが、このような焼鈍にお
いては先述したフオルステライトを形成させるこ
とは困難である。また、この真空焼鈍のあとに、
表面を酸化させてMgOを塗布したあと、さらに、
高温焼鈍を施す方法をとればフオルステライトを
形成させることができるが製造コストが高くなる
ので実用的ではない。
被膜の形成方法は、この発明の対象である非晶質
合金薄帯あるいは高けい素鋼急冷薄帯には不向き
であるのみならず、実施困難な点も少なくない。
すなわち、下地被膜としてのフオルステライトを
形成させるためには、1000℃以上の高温焼鈍を必
要とするが非晶質合金は結晶化のためにこの焼鈍
ができない。また、高けい素鋼急冷薄帯において
は、特願昭54−164693号で示されているように、
（100）面内立方組織が高度に発達し、優れた磁気
特性を有するようにするためには、表面の地鉄面
を雰囲気に裸出して10-2〜10-7Torrの真空下で
焼鈍しなければならないが、このような焼鈍にお
いては先述したフオルステライトを形成させるこ
とは困難である。また、この真空焼鈍のあとに、
表面を酸化させてMgOを塗布したあと、さらに、
高温焼鈍を施す方法をとればフオルステライトを
形成させることができるが製造コストが高くなる
ので実用的ではない。
発明者らは、非晶質合金薄帯および高けい素鋼
急冷薄帯に良好な特性を有する被膜を形成させる
べく、種々の実験を行なつたが、これらの薄帯の
表面に真空蒸着、化学蒸着あるいはスパツタリン
グによつて、セラミツクス薄膜を施こすと良好な
特性を有する被膜が形成されることを見出し、こ
の発明を完成させたものである。
急冷薄帯に良好な特性を有する被膜を形成させる
べく、種々の実験を行なつたが、これらの薄帯の
表面に真空蒸着、化学蒸着あるいはスパツタリン
グによつて、セラミツクス薄膜を施こすと良好な
特性を有する被膜が形成されることを見出し、こ
の発明を完成させたものである。
この発明においては、被膜を形成させる対象の
電磁材料として、Feを70at％以上含有する非晶
質合金薄帯と液体からの超急冷法によつて作成さ
れた２〜8wt％のSiを含有する高けい素鋼急冷薄
帯を用いることとする。Feを70at％以上含有す
る非晶質合金薄帯は通常、室温での飽和磁束密度
が約1.5T以上の値をもつので電力用トランスな
どのコアー材料として用いることができる。これ
らは、FeaXbYc（添字は原子％）であらわされる
組成から成ることが知られ、ここで、ａ75、ｂ
＋ｃ25、Ｘ＝Co、Ni、Mn、Cu、Crの内の一
種以上、Ｙ＝Ｂ、Si、Ｃ、Ｐ、Geの内の一種以
上である。代表的には、Fe81B13Si4C2、
Fe78B20P1Ge1、Fe78Co3Si5B14などが、比較的に
飽和磁束密度が大きく、かつ熱的に安定で磁気特
性が優れていることが知られている。また、この
発明では上記のような非晶質合金薄帯のほかに
も、FeaCob（Ti、Zr）c（但し、ａ＞70、ｂ＜15、
５＜ｃ＜20）であらわされる非晶質合金薄帯を用
いることができる。
電磁材料として、Feを70at％以上含有する非晶
質合金薄帯と液体からの超急冷法によつて作成さ
れた２〜8wt％のSiを含有する高けい素鋼急冷薄
帯を用いることとする。Feを70at％以上含有す
る非晶質合金薄帯は通常、室温での飽和磁束密度
が約1.5T以上の値をもつので電力用トランスな
どのコアー材料として用いることができる。これ
らは、FeaXbYc（添字は原子％）であらわされる
組成から成ることが知られ、ここで、ａ75、ｂ
＋ｃ25、Ｘ＝Co、Ni、Mn、Cu、Crの内の一
種以上、Ｙ＝Ｂ、Si、Ｃ、Ｐ、Geの内の一種以
上である。代表的には、Fe81B13Si4C2、
Fe78B20P1Ge1、Fe78Co3Si5B14などが、比較的に
飽和磁束密度が大きく、かつ熱的に安定で磁気特
性が優れていることが知られている。また、この
発明では上記のような非晶質合金薄帯のほかに
も、FeaCob（Ti、Zr）c（但し、ａ＞70、ｂ＜15、
５＜ｃ＜20）であらわされる非晶質合金薄帯を用
いることができる。
一方、Siを２〜8wt％含有する高けい素鋼急冷
薄帯、なかでも（100）〔OKl〕方位に集積した面
内無方向組織を有する急冷薄帯においては、優れ
た励磁、鉄損特性を有し、電力用トランスのみな
らず回転機などのコアー材料として用いることが
できる。
薄帯、なかでも（100）〔OKl〕方位に集積した面
内無方向組織を有する急冷薄帯においては、優れ
た励磁、鉄損特性を有し、電力用トランスのみな
らず回転機などのコアー材料として用いることが
できる。
この発明においては薄帯の表面に、SiO2、
MgO、Al2O3、TiO2、Ce2O3、SrO2、Ta2O5、
ThO2およびZrO2などの耐食性セラミツクスを真
空蒸着、化学蒸着あるいはスパツタリングによつ
て薄膜被覆を形成する。
MgO、Al2O3、TiO2、Ce2O3、SrO2、Ta2O5、
ThO2およびZrO2などの耐食性セラミツクスを真
空蒸着、化学蒸着あるいはスパツタリングによつ
て薄膜被覆を形成する。
真空蒸着においては、通常10-2程度のあるいは
さらに高度の真空下で、前記のセラミツクスを電
子線照射などによつて加熱し、基盤（薄帯）の表
面にセラミツクス薄膜を形成させる。基盤（薄
帯）は、特に加熱しなくても良好な薄膜が形成さ
れるが、一般に200〜400℃に加熱しておくと、よ
り高密度で密着性の優れた薄膜が形成される。こ
の場合、結晶質である高けい素鋼薄帯においては
任意の温度に加熱してセラミツクスを蒸着させ得
るが、非晶質合金薄帯の場合には加熱温度をその
合金の結晶化温度以下にすることが必要とされ
る。Fe75〜85（Ｂ、Si、Ｃ、Ｐ）25〜15の非晶質合
金はその結晶化温度が300〜500℃にわたつてい
る。一般に非晶質合金薄帯は液体から急冷して作
成したままの状態では磁気特性が悪いので、キユ
リー点以上結晶化温度で焼鈍して特性を向上させ
る。この際、薄帯の長手方向に磁場をかけて冷却
すると長手方向に一軸異方性が生じ、特に長手方
向に優れた磁気特性が得られる。
さらに高度の真空下で、前記のセラミツクスを電
子線照射などによつて加熱し、基盤（薄帯）の表
面にセラミツクス薄膜を形成させる。基盤（薄
帯）は、特に加熱しなくても良好な薄膜が形成さ
れるが、一般に200〜400℃に加熱しておくと、よ
り高密度で密着性の優れた薄膜が形成される。こ
の場合、結晶質である高けい素鋼薄帯においては
任意の温度に加熱してセラミツクスを蒸着させ得
るが、非晶質合金薄帯の場合には加熱温度をその
合金の結晶化温度以下にすることが必要とされ
る。Fe75〜85（Ｂ、Si、Ｃ、Ｐ）25〜15の非晶質合
金はその結晶化温度が300〜500℃にわたつてい
る。一般に非晶質合金薄帯は液体から急冷して作
成したままの状態では磁気特性が悪いので、キユ
リー点以上結晶化温度で焼鈍して特性を向上させ
る。この際、薄帯の長手方向に磁場をかけて冷却
すると長手方向に一軸異方性が生じ、特に長手方
向に優れた磁気特性が得られる。
この発明においては、非晶質合金薄帯の場合
に、この磁気向上のための熱処理とセラミツクス
薄膜形成を同時に同一工程で行なうのが望まし
い。
に、この磁気向上のための熱処理とセラミツクス
薄膜形成を同時に同一工程で行なうのが望まし
い。
また、発明者らは真空蒸着において連続的にセ
ラミツクス蒸着を施す際に、薄帯の長手方向に張
力をかけると、最終成品での薄帯の磁気特性は向
上し、特に湾曲などによる圧縮応力がかかつた場
合にも磁気特性の劣化が少なくなることを見出し
た。
ラミツクス蒸着を施す際に、薄帯の長手方向に張
力をかけると、最終成品での薄帯の磁気特性は向
上し、特に湾曲などによる圧縮応力がかかつた場
合にも磁気特性の劣化が少なくなることを見出し
た。
第１図に特性の一例を示す。単ロール法で作成
した25μｍ厚のFe80B20非晶質薄帯を10-2Torrの
真空槽内で電子線照射加熱によるSiO2とMgOの
蒸着を行なつた。この際、薄帯を290℃に加熱し
た。このあと、さらに325℃で50Oeの磁場中焼鈍
を施したあと、平板状で、又、種々の曲率のトロ
イダル状でHc値（直流、Ｂｍ＝1.2T）を測定し
た。第１図に示すようにトロイダルの径を小さく
してゆくとHc値は劣化し、軟磁性材料としての
メリツトは失なわれてゆく。これは湾曲によつて
板に部分的に圧縮力が生じたためと考えられる。
特にこの実施例のようにFe含有量の高く、磁歪
λ100が正の大きな値をもつ材料では著しい。し
かし、第１図に示すようにSiO2やMgOを約1μｍ
蒸着すると、湾曲によるHcの劣化は、はるかに
小さくなる。Fe80B20非晶質薄帯の熱膨脹率は約
10×10-6K-1であるのに対して、SiO2とMgOのそ
れは、１×10-6K-1程度あるいはそれ以下である
ので、蒸着時に加熱したあとの冷却で熱膨脹率の
差によつて薄帯に張力が働らく。このために湾曲
による圧縮力が緩和され第１図のようなHc値の
劣化の抑制が生じたと考えられる。
した25μｍ厚のFe80B20非晶質薄帯を10-2Torrの
真空槽内で電子線照射加熱によるSiO2とMgOの
蒸着を行なつた。この際、薄帯を290℃に加熱し
た。このあと、さらに325℃で50Oeの磁場中焼鈍
を施したあと、平板状で、又、種々の曲率のトロ
イダル状でHc値（直流、Ｂｍ＝1.2T）を測定し
た。第１図に示すようにトロイダルの径を小さく
してゆくとHc値は劣化し、軟磁性材料としての
メリツトは失なわれてゆく。これは湾曲によつて
板に部分的に圧縮力が生じたためと考えられる。
特にこの実施例のようにFe含有量の高く、磁歪
λ100が正の大きな値をもつ材料では著しい。し
かし、第１図に示すようにSiO2やMgOを約1μｍ
蒸着すると、湾曲によるHcの劣化は、はるかに
小さくなる。Fe80B20非晶質薄帯の熱膨脹率は約
10×10-6K-1であるのに対して、SiO2とMgOのそ
れは、１×10-6K-1程度あるいはそれ以下である
ので、蒸着時に加熱したあとの冷却で熱膨脹率の
差によつて薄帯に張力が働らく。このために湾曲
による圧縮力が緩和され第１図のようなHc値の
劣化の抑制が生じたと考えられる。
さらに4.5wt％珪素鋼における同様な例を第２
図に示す。双ロール法で作成した4.5wt％Siを含
む珪素鋼薄帯を1000℃で連続焼鈍した。この薄帯
の表面粗度は平均粗さRa＝1.0μｍであつた。こ
の薄膜には第１図の場合と同様にしてSiO2と
MgOの蒸着を行い、種々の曲率によるトロイダ
ル状でHc値（直流、Ｂｍ＝1.2T）を測定した。
第２図に示すように彎曲によりHc値は劣化する
が、SiO2やMgOを蒸着したものは、その劣化が
小さくなる。
図に示す。双ロール法で作成した4.5wt％Siを含
む珪素鋼薄帯を1000℃で連続焼鈍した。この薄帯
の表面粗度は平均粗さRa＝1.0μｍであつた。こ
の薄膜には第１図の場合と同様にしてSiO2と
MgOの蒸着を行い、種々の曲率によるトロイダ
ル状でHc値（直流、Ｂｍ＝1.2T）を測定した。
第２図に示すように彎曲によりHc値は劣化する
が、SiO2やMgOを蒸着したものは、その劣化が
小さくなる。
以上のようなセラミツクス薄膜形成による磁器
特性劣化の抑制は実用的には大きな効果をもつ。
特性劣化の抑制は実用的には大きな効果をもつ。
この発明で対象とするアモルフアス合金や高珪
素鋼急冷薄帯は、通常、トロイダル状に巻いて鉄
芯とし、電力変圧器や電子機器に用いられるの
で、彎曲による磁気特性の劣化が大きい場合に
は、平板状で、優れた特性を示しても実用に耐え
られない。この発明は彎曲による劣化を抑える効
果を有するので特に実機における特性を充分に改
良するものである。
素鋼急冷薄帯は、通常、トロイダル状に巻いて鉄
芯とし、電力変圧器や電子機器に用いられるの
で、彎曲による磁気特性の劣化が大きい場合に
は、平板状で、優れた特性を示しても実用に耐え
られない。この発明は彎曲による劣化を抑える効
果を有するので特に実機における特性を充分に改
良するものである。
次に、第３図に同じ非晶質薄帯サンプルを用い
て、SiO2を0.8μｍの厚さに真空蒸着したあとの平
板状および35mmφのトロイダル状で測定した鉄損
W12/50（1.2T励磁で50Hzでの鉄損）を示す。真空
蒸着においては、薄帯の加熱を行なわない場合と
350℃に加熱した場合のそれぞれで張力を付加し
ながら、SiO2の蒸着を施し、このあと350℃で
50Oeの磁場中焼鈍を施した。張力を付加して蒸
着を行なうと鉄損は低くなる。特にこの傾向は薄
帯を湾曲して測定する場合に著しい。このような
付加張力の影響は、約0.5Kg／mm2の張力からあら
われてくる。したがつて、この発明においては蒸
着時に付加する張力は0.5Kg／mm2以上とする。
て、SiO2を0.8μｍの厚さに真空蒸着したあとの平
板状および35mmφのトロイダル状で測定した鉄損
W12/50（1.2T励磁で50Hzでの鉄損）を示す。真空
蒸着においては、薄帯の加熱を行なわない場合と
350℃に加熱した場合のそれぞれで張力を付加し
ながら、SiO2の蒸着を施し、このあと350℃で
50Oeの磁場中焼鈍を施した。張力を付加して蒸
着を行なうと鉄損は低くなる。特にこの傾向は薄
帯を湾曲して測定する場合に著しい。このような
付加張力の影響は、約0.5Kg／mm2の張力からあら
われてくる。したがつて、この発明においては蒸
着時に付加する張力は0.5Kg／mm2以上とする。
次に、双ロール法で溶鋼から直接製板した
120μｍ厚のけい素鋼薄帯を、1140℃で約
10-2Torrの真空中で20分間焼鈍したあと、同じ
真空槽内でMgOの蒸着を行なつた。この蒸着の
期間中に、薄帯の長手方向に張力をかけた。これ
らの薄帯の平板状と35mmφのトロイダル状での鉄
損値を第４図に示す。トロイダルにすると鉄損値
は劣化する。この傾向は磁歪が大きい低Si材料ほ
ど著しいが、蒸着時に張力をかけておくとこの劣
化は緩和される。この張力は0.5Kg／mm2以上で有
効になる。
120μｍ厚のけい素鋼薄帯を、1140℃で約
10-2Torrの真空中で20分間焼鈍したあと、同じ
真空槽内でMgOの蒸着を行なつた。この蒸着の
期間中に、薄帯の長手方向に張力をかけた。これ
らの薄帯の平板状と35mmφのトロイダル状での鉄
損値を第４図に示す。トロイダルにすると鉄損値
は劣化する。この傾向は磁歪が大きい低Si材料ほ
ど著しいが、蒸着時に張力をかけておくとこの劣
化は緩和される。この張力は0.5Kg／mm2以上で有
効になる。
以上の試験例の結果から判るように、真空蒸着
によつてセラミツクスの薄膜被覆を薄帯表面に施
すことは、応用における磁性劣化を緩和するので
より好ましい。
によつてセラミツクスの薄膜被覆を薄帯表面に施
すことは、応用における磁性劣化を緩和するので
より好ましい。
セラミツクスは高絶縁性と高耐食性を有してい
るので、薄帯表面が充分に厚みのあるセラミツク
ス薄膜におおわれていると絶縁性と耐食性は必然
的に充たされることとなる。
るので、薄帯表面が充分に厚みのあるセラミツク
ス薄膜におおわれていると絶縁性と耐食性は必然
的に充たされることとなる。
この発明においては、セラミツクスを0.1μｍ以
上の厚みで薄膜としてコーチングすると、約10
（Ω−cm2／枚）以上の層間電気絶縁抵抗が得られ
た。また、0.1μｍ以上の厚みがあると電気機器の
コアー材料として充分な耐食性が得られる。した
がつて、この発明においてはセラミツクス薄膜の
厚みを0.1μｍ以上とする。しかし、一方、セラミ
ツクス薄膜の厚みが3μｍ以上になると、磁性上
や絶縁・耐食上はむしろ好ましくなるが、成品薄
帯としての非磁性部分が増大して占積率が劣化し
応用上は不都合になると同時に曲げ密着性が劣化
して、例えば20mmφ曲率程度の湾曲で剥離するよ
うになる。また、当然ながら3μｍ以上の蒸着は
長時間を要するので工業的にも好ましくない。し
たがつてこの発明においては、セラミツクス薄膜
の厚みを3μｍ以下とする。
上の厚みで薄膜としてコーチングすると、約10
（Ω−cm2／枚）以上の層間電気絶縁抵抗が得られ
た。また、0.1μｍ以上の厚みがあると電気機器の
コアー材料として充分な耐食性が得られる。した
がつて、この発明においてはセラミツクス薄膜の
厚みを0.1μｍ以上とする。しかし、一方、セラミ
ツクス薄膜の厚みが3μｍ以上になると、磁性上
や絶縁・耐食上はむしろ好ましくなるが、成品薄
帯としての非磁性部分が増大して占積率が劣化し
応用上は不都合になると同時に曲げ密着性が劣化
して、例えば20mmφ曲率程度の湾曲で剥離するよ
うになる。また、当然ながら3μｍ以上の蒸着は
長時間を要するので工業的にも好ましくない。し
たがつてこの発明においては、セラミツクス薄膜
の厚みを3μｍ以下とする。
次に、この発明においては、セラミツクス薄膜
を化学蒸着によつて施しても良い。代表的には
AlCl3、SiCl4、ZrCl4などの金属塩化物の蒸気を
H2、Co2などのガスをキヤリヤーとして薄帯にあ
て、その表面にAl2O3、SiO2、ZrO2などのセラミ
ツクス薄膜を形成させる。この場合は通常薄帯を
700〜1050℃に加熱しておくのが、より密度の高
く、密着性の良い薄膜が形成される。高温加熱が
できない非晶質合金薄帯にはこの方法は適してい
ない。高けい素鋼薄帯にはこの方法を適用するこ
とができ前述したように、薄膜形成時に張力を付
加しておくと磁性の湾曲にともなう劣化が緩和さ
れる。
を化学蒸着によつて施しても良い。代表的には
AlCl3、SiCl4、ZrCl4などの金属塩化物の蒸気を
H2、Co2などのガスをキヤリヤーとして薄帯にあ
て、その表面にAl2O3、SiO2、ZrO2などのセラミ
ツクス薄膜を形成させる。この場合は通常薄帯を
700〜1050℃に加熱しておくのが、より密度の高
く、密着性の良い薄膜が形成される。高温加熱が
できない非晶質合金薄帯にはこの方法は適してい
ない。高けい素鋼薄帯にはこの方法を適用するこ
とができ前述したように、薄膜形成時に張力を付
加しておくと磁性の湾曲にともなう劣化が緩和さ
れる。
また、この発明においては薄膜形成にスパツタ
リングを用いても良い結果が得られる。この方法
では通常、真空下においてSiO2などのセラミツ
クスをアルゴンなどでスパツターして薄帯表面に
薄膜を形成させる。この場合においても真空蒸着
の場合と全く同様にスパツタリングの期間中に薄
帯を加熱しておくと同時に0.5Kg／mm2以上の張力
を付加しておくのが良い。
リングを用いても良い結果が得られる。この方法
では通常、真空下においてSiO2などのセラミツ
クスをアルゴンなどでスパツターして薄帯表面に
薄膜を形成させる。この場合においても真空蒸着
の場合と全く同様にスパツタリングの期間中に薄
帯を加熱しておくと同時に0.5Kg／mm2以上の張力
を付加しておくのが良い。
以上に述べた真空蒸着、化学蒸着およびスパツ
タリング法によつて表面に耐食性、絶縁性および
張力付与性さらに曲げ密着性の良好なセラミツク
ス薄膜から成る被膜を形成させた非晶質合金薄帯
および高けい素鋼薄帯は、このままの状態で、電
気機器のコアー材料として応用できる。特に、張
力付与性の優れたこの発明の成品は、巻きコアー
鉄芯材料などに応用するとその特性が発揮され
る。
タリング法によつて表面に耐食性、絶縁性および
張力付与性さらに曲げ密着性の良好なセラミツク
ス薄膜から成る被膜を形成させた非晶質合金薄帯
および高けい素鋼薄帯は、このままの状態で、電
気機器のコアー材料として応用できる。特に、張
力付与性の優れたこの発明の成品は、巻きコアー
鉄芯材料などに応用するとその特性が発揮され
る。
また、応用によつてはさらに高度の絶縁性や耐
食性あるいは張力付与性を要求される場合があ
る。このような場合には、セラミツクス薄膜を形
成させたあと、引続いてリン酸塩を主成分とする
コーチング液を塗布し、800℃程度の温度で焼付
けて張力付与型の上塗り被膜を形成させるのが良
い。この張力付与型の被膜は従来公知のように薄
帯の磁歪−圧縮特性を一層改良する。
食性あるいは張力付与性を要求される場合があ
る。このような場合には、セラミツクス薄膜を形
成させたあと、引続いてリン酸塩を主成分とする
コーチング液を塗布し、800℃程度の温度で焼付
けて張力付与型の上塗り被膜を形成させるのが良
い。この張力付与型の被膜は従来公知のように薄
帯の磁歪−圧縮特性を一層改良する。
このようにして被膜をコーチングした薄帯は剪
断・打抜きされコアーに組み立てられる。この発
明の被膜は800℃程度の歪取り焼鈍に充分に耐え
ることができる。
断・打抜きされコアーに組み立てられる。この発
明の被膜は800℃程度の歪取り焼鈍に充分に耐え
ることができる。
以下実施例について述べる。
実施例 １
85μｍ厚の6.4wt％Si−Fe急冷薄帯と、25μｍ厚
の非晶質急冷薄帯（Fe81B13.5Si3.5C2）を、表面酸
化物除去のためにそれぞれ軽度のH2SO4酸洗に
供したあと、それらの薄帯面上にSiO2とAl2O3の
混合薄膜2μｍをスパツタリングで形成させた。
スパツタリングはアルゴンイオンで行ない圧力を
３×10-4Torrにした。
の非晶質急冷薄帯（Fe81B13.5Si3.5C2）を、表面酸
化物除去のためにそれぞれ軽度のH2SO4酸洗に
供したあと、それらの薄帯面上にSiO2とAl2O3の
混合薄膜2μｍをスパツタリングで形成させた。
スパツタリングはアルゴンイオンで行ない圧力を
３×10-4Torrにした。
この薄膜は10mmφの湾曲をおこなつても剥離し
なかつた。また層間絶縁抵抗は70〜100Ω・cm2／
枚であつた。さらに、この薄帯を湿度80％、35℃
の空気中に30日間暴露したが腐食の発生は認めら
れなかつた。
なかつた。また層間絶縁抵抗は70〜100Ω・cm2／
枚であつた。さらに、この薄帯を湿度80％、35℃
の空気中に30日間暴露したが腐食の発生は認めら
れなかつた。
第１図、第２図は種々な曲率下でHcの劣化の
ありさまを示す図表、第３図、第４図は蒸着時の
付加張力と鉄損の関係グラフである。
ありさまを示す図表、第３図、第４図は蒸着時の
付加張力と鉄損の関係グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Feを70at％以上含有する非晶質合金急冷薄
帯あるいは溶鋼からの直接製板法によつて作られ
たSi2〜8wt％を含有する高珪素鋼急冷薄帯の表
面に真空蒸着、化学蒸着あるいはスパツタリング
によつて0.1μｍ以上3μm以下の厚みのセラミツク
ス薄膜を施こすことを特徴とする電磁薄帯に良好
な絶縁性、張力付与性、耐食性および曲げ密着性
を有する被膜を形成する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
セラミツクス薄膜を施こす工程が、薄帯の加熱と
0.5Kg／mm2以上の張力付与とのうち少なくとも一
方の条件下であること。 ３ Feを70at％以上含有する非晶質合金急冷薄
帯あるいは溶鋼からの直接製板法によつて作られ
たSi2〜8wt％を含有する高珪素鋼急冷薄帯の表
面に真空蒸着、化学蒸着あるいはスパツタリング
によつて0.1μｍ以上3μm以下の厚みのセラミツク
ス薄膜を施こすこととこのセラミツクス薄膜を施
こした後、リン酸塩を主成分とする張力付与形低
熱膨張絶縁被膜を施こすこととの結合を特徴とす
る電磁薄帯に良好な絶縁性、張力付与性、耐食性
および曲げ密着性を有する被膜を形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17020480A JPS5795608A (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Method for forming film having excellent insulating property, tension imparting property, corrosion resistance, and bending adhesion in thin electromagnetic band |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17020480A JPS5795608A (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Method for forming film having excellent insulating property, tension imparting property, corrosion resistance, and bending adhesion in thin electromagnetic band |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5795608A JPS5795608A (en) | 1982-06-14 |
| JPH0151043B2 true JPH0151043B2 (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=15900589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17020480A Granted JPS5795608A (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Method for forming film having excellent insulating property, tension imparting property, corrosion resistance, and bending adhesion in thin electromagnetic band |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5795608A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296703A (ja) * | 1985-06-26 | 1986-12-27 | Kawasaki Steel Corp | 低鉄損一方向性珪素鋼板製造用の減圧ｃｖｄ装置 |
| AU4693099A (en) * | 1998-06-18 | 2000-01-05 | Allied-Signal Inc. | Amorphous metal stator for a radial-flux electric motor |
| JP6033834B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2016-11-30 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | かご形回転子製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53144419A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-15 | Kawasaki Steel Co | Method of making one directional silicon steel plate with extremely low core loss |
-
1980
- 1980-12-04 JP JP17020480A patent/JPS5795608A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5795608A (en) | 1982-06-14 |
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