JPH0215639B2 - - Google Patents

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JPH0215639B2
JPH0215639B2 JP23393686A JP23393686A JPH0215639B2 JP H0215639 B2 JPH0215639 B2 JP H0215639B2 JP 23393686 A JP23393686 A JP 23393686A JP 23393686 A JP23393686 A JP 23393686A JP H0215639 B2 JPH0215639 B2 JP H0215639B2
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JP
Japan
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amorphous alloy
oxide
coating
alloy material
alloy ribbon
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JP23393686A
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English (en)
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JPS6386890A (ja
Inventor
Yasuo Okazaki
Hideo Sugano
Kazukyo Terayama
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0215639B2 publication Critical patent/JPH0215639B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets 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
    • H01F1/14Magnets 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
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15383Applying coatings thereon

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、変圧器、回転機等の鉄心として使用
される非晶質合金材料に関する。 〔従来の技術〕 変圧器、回転機等の電気機器に使用される鉄心
材料としては、励磁特性が良好であり、鉄損の低
いことが要求される。この鉄損を低下させるため
には、材料の欠陥を少なくし、内部応力を下げる
ことにより、ヒステリシス損を低減させ、また電
気抵抗を高め、板厚を薄くすることにより、渦電
流損を低減させることが必要である。このような
条件を満たす材料として、珪素鋼板がこれまで用
いられている。 この珪素鋼板は、鋳造、熱延、冷延、焼鈍等の
工程を経る従来の方法により製造されるものであ
つた。これに対して、合金を高温の溶融状態から
超急冷することにより、液体と同様な構造をもつ
非晶質合金の薄帯を製造する方法が最近開発され
た。 この非晶質合金の製造方法によるとき、薄帯を
圧延等の工程を経ず直接的に製造することができ
る。また、得られた非晶質合金薄帯の電気抵抗が
高く、非晶質構造のため鉄損が著しく低減され、
異方性がない。更に、この非晶質合金薄帯は、励
磁特性も優れているので、鉄心材料として大いに
期待される材料である。 この非晶質合金薄帯を加工して電気機器の鉄心
等として使用する場合、層間抵抗、耐食性等が問
題となる。 そこで、本発明者等は、この問題を解決するも
のとして、陽極処理によつて非晶質合金薄帯の表
面に酸化物系絶縁被膜を形成することを開発し、
これを特願昭60−67215号として出願した。この
酸化物系絶縁被膜は、陽極処理によつて施された
ものであるから、被処理対象である非晶質合金薄
帯の表面形状に倣つて均一に設けられる。したが
つて、酸化物系絶縁被膜によりコーテイングされ
た非晶質合金薄帯に不均一な応力が加わることな
く層間抵抗の増加及び耐食性の向上を図ることが
可能となつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この陽極処理によつて非晶質合金薄帯の表面に
設けられる酸化物系絶縁被膜は、単位板厚μm当
たり通常10mg/m2以下の厚みとしている。これ
は、酸化物系絶縁被膜の厚みが大きすぎると、不
均一応力や板厚方向の応力を生じ易く、磁気特
性、特に商用周波数鉄損を劣化させる傾向がでて
くることを防ぐ観点から定められたものである。 ところが、本発明者等は、このように設けられ
た酸化物系絶縁被膜が非晶質合金材料の磁気特性
を改善する上でも効果があることを、その後の研
究により解明し、これを別途出願した。 本発明は、この酸化物系絶縁被膜を設けた非晶
質合金材料の特性を更に向上させるべく、陽極処
理による酸化物の付着に加えて他の絶縁物を併用
することにより、鉄損、層間抵抗、耐食性等を改
善した非晶質合金材料を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の非晶質合金材料は、その目的を達成す
るために、陽極処理により形成された高絶縁抵抗
の酸化物及び該酸化物に隣接した磁性劣化抑制作
用をもつコーテイング材からなる複合複膜をもつ
ことを特徴とする。 以下、本発明を具体的に説明する。なお、本願
明細書でいう非晶質合金材料としては、帯材、板
材、線材等の種々の形状のものがあるが、以下の
説明では薄帯を例にとつている。 高絶縁抵抗の酸化物は、陽極処理によつて非晶
質合金薄帯の表面にたとえば粒子状となつて形成
される。すなわち、非晶質合金薄帯を陽極として
電解液中に浸漬し、或いは電解液を非晶質合金薄
帯表面に塗布し、陰極との間に電圧を印加するこ
とにより、電解液から析出する酸化物を非晶質合
金薄帯の表面に均一に付着させる。この陽極処理
の採用により、酸化物の付着は、凸部に薄く凹部
に厚くなることがないように、非晶質合金薄帯表
面の凹凸に倣つて行われる。 ここで使用される酸化物としては、溶液電解法
により陽極上に付着する全ての酸化物を使用する
ことができ、具体的にはAl2O3、ZrO2、TaO2
がある。ただし、この酸化物としては、非晶質合
金薄帯の層間抵抗を増加させることから、高絶縁
性のものであることが必要である。 この酸化物は、非晶質合金薄帯の両面又は片面
のいずれに付着させても良い。片面にのみ付着さ
せる場合、単ロール法で鋳造された非晶質合金薄
帯においては、表面粗さの大きなロール側表面に
酸化物を付着させる方が、自由面に付着させるこ
とに比較して、鉄損を向上させる上でより効果的
である。また、片面に酸化物を付着させる方法
は、ロール面上で非晶質合金薄帯の電解液を連続
的に塗布することにより行うことができるので、
生産性に優れている。 この陽極処理による酸化物の付着量は、5〜
500mg/m2、望ましくは50〜100mg/m2とすること
が良い。この付着量を厚みに換算すると、おおよ
そ平均厚みで0.003〜0.3μmとなる。この付着量
が5mg/m2を下回るときには、初期の絶縁抵抗が
得られず、また耐食性の向上も図られない。他
方、付着量が500mg/m2を越えるとき、不均一応
力を生じ易く、鉄損が劣化する。また、付着され
た酸化物が発粉し易くなる欠点も生じる。 次いで、この陽極処理によつて酸化物を付着し
た非晶質合金薄帯の表面に、磁性劣化抑制作用を
もつコーテイング材を塗布する。このコーテイン
グ材の一部は、陽極処理によつて付着された酸化
物の相互間隙を充填するような状態で非晶質合金
薄帯表面に設けられる。 このコーテイング材としては、陽極処理によつ
て形成される酸化物より熱膨張率が大きなクロム
酸、燐酸、シリカ、コロイダルシリカ等から選ば
れた1種以上とクロム酸との混合物から得られる
酸化物、水和物等、或いは有機質樹脂等がある。 また、その付着量は、1〜200mg/m2とするこ
とが望ましい。この付着量が200mg/m2を越える
とき鉄損の劣化を生じ、1mg/m2未満では磁性、
耐食性等の改善がみられない。この付着量のより
好ましい範囲は、3〜20mg/m2である。 このコーテイング材は、浸漬法、バーコート、
ロールコート、スプレーコート等の通常採用され
ている塗布方法によつて、非晶質合金薄帯の表面
に塗布することができる。また、クロメート処理
等の陰極処理によつて付着させることも可能であ
る。 〔作用〕 鋳造されたままの非晶質合金材料の表面には、
鋳造時に空気や不活性ガス等が溶湯とロール表面
との間に巻き込まれること等に起因して、凹凸が
生じる。この凹凸は、非晶質合金板を重ねた場合
に、板同士が面接触することを防ぎ、層間抵抗の
低下ひいては渦電流の増加を生起させない上で効
果があるものとされている。しかし、このような
凹凸面をもつ非晶質合金材料においても、その表
面に絶縁被膜を設けることにより、鉄心に積層し
た場合の層間抵抗が増加し、渦電流損の改善が図
られることは勿論である。 この点、先願の特願昭60−67215号では、陽極
処理によつて酸化物を非晶質合金薄帯の表面に付
着させている。しかし、この酸化物の付着量は、
鉄損を劣化させないために、単位板厚μm当たり
5mg/m2以下が好ましいとされている。ところ
が、その後の研究により、この陽極処理によつて
非晶質合金材料表面に付着した酸化物は、その付
着量を5〜500mg/m2の範囲に維持する限り、焼
鈍時における磁区の整列に悪影響を与えることな
く、層間抵抗の向上に有効なものであることが判
つた。 このように、比較的大きな付着量で酸化物の被
膜を非晶質合金材料の表面に設けるとき、非晶質
合金材料の内部構造を顕微鏡で観察すると、とき
として磁区の境界が不鮮明になる場合があつた。
これは、焼鈍時に酸化物が収縮するときの力が、
非晶質合金材料内部の磁区の成長に影響を与えた
結果であると推察される。すなわち、酸化物の収
縮力が、非晶質合金材料の長手方向に交叉して、
たとえば板厚方向に沿つて非晶質合金材料に作用
した場合に、その作用方向によつて磁区が成長す
る。そのため、配向性の異なるものが磁区に含ま
れて、磁区の境界を不鮮明にしているものであろ
う。 そこで、本発明においては、非晶質合金材料の
表面に設ける被膜を、陽極処理によつて生成した
酸化物と磁性劣化抑制作用をもつコーテイング材
とが共存する複合被膜としている。このコーテイ
ング材は、陽極処理により生成した酸化物系被膜
の厚みを大きく変えないことから、酸化物の間隙
に充填された状態にあり、次のような理由によつ
て磁気特性の改善が図られるものと推察される。 すなわち、このコーテイング材自体の収縮によ
つて、酸化物が収縮するときの力が非晶質合金材
料の表面に沿つた方向に延びる張力に変えられ、
鉄損に悪影響を及ぼす磁区の成長が抑制される。
そのために、配向性に優れた磁区が得られる。ま
た、この表面方向に沿つた張力のため、非晶質合
金材料内部に磁区が細分化され、磁壁の移動に必
要なエネルギーが軽減される。このような理由か
ら、複合被膜を形成した非晶質合金材料は、優れ
た鉄損を示すようになる。また、磁区が細分化さ
れているために、その被覆された非晶質合金材料
は、高周波用鉄心を始めとして種々の鉄心として
適した材料となる。 〔実施例〕 以下、実施例により、本発明の効果を具体的に
説明する。 単ロール法で製造されたFe79.5B13.11Si6.9C0.5(原
子%)の組成を持ち板厚が25μmの非晶質合金薄
帯を、アルミン酸ソーダ25g/を含む電解液中
で陽極として電流密度6A/dm2で電解を行つた。
電解を1秒間継続したところ、付着量60mg/m2
割合でAl2O3が非晶質合金薄帯の表面に付着し
た。 次いで、Al2O3が付着された非晶質合金薄帯の
表面を、5g/のクロム酸を含む溶液に1秒間
浸漬した。これによつて、Cr2O3換算で5mg/m2
のクロム酸が付着した。 このようにして表面処理された非晶質合金薄帯
を、単板及びトロイダル鉄心として、窒素ガス雰
囲気中で磁場焼鈍した。得られた製品の鉄損を、
単板に付いては鉄損として、トロイダル鉄心に
付いては鉄損として、それぞれ次表に示す。な
お、この表には湿度98%の湿潤雰囲気下で50℃の
恒温恒湿発錆テストを行つた結果を相対評価した
ものを併せて示している。
【表】
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明の非晶質合金材
料においては、磁性劣化抑制作用をもつコーテイ
ング材が酸化物に隣接した複合被膜によつて非晶
質合金材料の表面が覆われているので、酸化物が
焼鈍時に収縮する力が非晶質合金材料の表面に沿
つた張力に変換され、磁束に対して抵抗となるよ
うな磁区の発生を抑えることができ、鉄損が大幅
に改良される。また、このコーテイング材の併用
によつて、磁区の細分化が行われるので、高周波
用鉄心を始めとして種々の鉄心に適したものとな
る。そして、酸化物により非晶質合金材料の表面
抵抗が増加するので、これを鉄心として積層した
とき層間抵抗に起因する渦電流損の改善が図られ
る。更に、この複合被膜によつて非晶質合金材料
の発錆が防止されることから、これらの優れた磁
気特性が長期にわたり安定して発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図はアルミナ付着量と鉄損との関係を示す
グラフであり、第2図a〜dは各種被膜をもうけ
た非晶質合金薄帯の磁区配列を対比して示すもの
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 陽極処理により形成された高絶縁抵抗の酸化
    物及び該酸化物に隣接した磁性劣化抑制作用をも
    つコーテイング材からなる複合被膜を有する非晶
    質合金材料。
JP23393686A 1986-09-30 1986-09-30 複合被膜を有する非晶質合金材料 Granted JPS6386890A (ja)

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JP23393686A JPS6386890A (ja) 1986-09-30 1986-09-30 複合被膜を有する非晶質合金材料

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JP23393686A JPS6386890A (ja) 1986-09-30 1986-09-30 複合被膜を有する非晶質合金材料

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Publication Number Publication Date
JPS6386890A JPS6386890A (ja) 1988-04-18
JPH0215639B2 true JPH0215639B2 (ja) 1990-04-12

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