JPS6086807A

JPS6086807A - 電磁鉄板の絶縁被膜形成方法

Info

Publication number: JPS6086807A
Application number: JP19590183A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ichi; 智之市; Toshikuni Tanda; 丹田　俊邦
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-16

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】本発明は、特に歪取焼鈍時に要求される耐焼鈍性の向上
を目的とした電磁鉄板の表面に対する絶縁被膜の形成方
法に関するものである。

一般に電磁鉄板の絶縁被膜に徴求される特性としては、
電気絶縁性、密着性、打抜性、溶接性、耐食性、耐熱性
、耐薬品性などが優れていること、および占積率が高い
ことである。

従来から、これらの要求特性を満足させるために種々の
紐取の絶縁被膜が開発され、また改善されてきた。数多
く提案された絶縁被膜のうち現在使用されているものと
しては、燐酸塩系被膜が最も古くから利用されてきた唯
一の完全外無機質被膜である。被膜の成分としては、燐
酸塩を主体に、耐食性や耐熱性を向上させるために若干
のクロム酸（塩）を含有するのが通常である。この燐酸
塩系被膜の特長は、溶接性が極めて良好なほか、耐７レ
オン往などの耐薬品性が優れていること、歪取焼鈍の際
の浸炭による磁気特性の劣化がないことなどである。

他方、この被膜は無機質被膜であるため、スチール金型
による打抜性が劣るが、最近、超硬金型が普及するにつ
れて打抜性が他の被膜に比べ遜色がなくなってきておシ
、冷凍機モーターや高級電磁鉄板には欠かせない被膜で
ある。

しかるに、この種の燐酸塩系被膜は耐焼鈍性が非常に悪
い欠点がある。すなわち、電磁鉄板を打抜き加工後に磁
気特性の向上のために加工歪を除去する焼鈍が施される
が、この歪取焼鈍によって絶縁被膜の電気絶縁性の劣化
、鉄板同志の密着、被膜同志の融着などが起シ、磁気特
注が劣化することである。このため、密着や融着を解離
して磁気特性の劣化を防止して使用している。この密着
や融着を解離するための作業工程が必要となることから
効率が悪い。

一方、耐焼鈍性を改善する方法としては、燐酸、クロム
酸、ホウ酸、チオ結合を有する水溶性有機化介物および
ミョウバンを混会した処理液を塗布する方法（特公昭５
５−１３４８号）が提案されている。この方法は焼鈍後
の電気絶縁性はかなシ満足すべき性能を示すが、被膜同
志の融着は強く、磁気特性の劣化を起すため、融着を解
離するための作業が必要となシネ経済である。また、被
膜中に陰イオン３０４ＩＩ−が残存することに起因して
、耐食性が悪い欠点がある。

本発明は、燐酸塩系被膜の上記欠点を解消すべく種々調
査研究を重ねた結果、後に詳述するような微粉末の金属
酸化物ｆ：微量配合することによって、従来技術の諸被
膜特性を損なうことなく、耐焼鈍性の優れた絶縁被膜ｆ
得られることを見出したもので、その処理法を提供する
ことを目的とする。

すなわち、本発明の要旨とするところは、少なくとも１
ａｉの燐酸塩を含む水溶液に、その水溶液に含まれる燐
酸イオンＰＯ４の１００重量部に対して、無水クロム酸
、クロム酸塩および重クロム酸塩よシ成る群から選択さ
れた少なくとも■独の化合物を０ｒ０３として１０〜７
０重量部および平均粒径が０．１〜４坤のＡｔ２０３．
５ｉ０２およびＭｈ。

よシ放る群よシ選択された少なくとも１８の金属酸化物
を５〜３０Ｍ量部混合した水溶液を、電磁鉄板の表面に
乾燥重量で０．５〜３．５２〜になるように塗布し、焼
付けることにある。

本発明に使用する処理液の配合剤および処理条件を上記
の如き範囲にするのが好適であに理由は、以下の通シで
ある。

本発明に使用する処理液は、主剤として、例えばマグネ
シウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム等の燐酸塩の
１種またはそれ以上を含む水溶液である。これらの燐酸
塩水溶液に、無水クロム酸、クロム酸塩および重クロム
酸塩から選ばれた少なくとも１種を添加するが、クロム
酸塩としてはマグネシウム塩、重クロム酸塩としてはマ
グネシウム、カルシウム、亜鉛、カリウムなどの塩が好
適である。これらの添加量は、０ｒ０３として燐酸イオ
ンＰＯ４１００重量部に対して１０〜７０重量部が良い
。添加量がｉｏ重量部より少ないと耐食性が不十分であ
シ、歪取焼鈍後の密着性も劣る。ｌた、７０重量部を越
えると焼付けによるＯｒ”十の還元が不十分となシ、破
膜中に可溶性のＯｒ’＋が残留するため大気中の水分を
吸収し、ベトッキの原因となる。

本発明で使用する金属酸化物としては、平均粒径が０．
１〜４　μｍのＡｔ２０ｓ　、　８　ｉ０２　およびλ
４９０から選ばれた１種以上のもので、それらの含水塩
でも良い。しかし、水溶液中でゾル化するものは、被膜
形成後の歪取焼鈍によシ被膜同志が融着を起すため好ま
しくない。また、平均粒径がＯＪ　ｔ！ｒｎ未滴の場合
も、歪取焼鈍によシ被膜同志が融着を起すため好ましく
ない。逆にＹ均粒径が４ｐｍを越えると、占積率の低下
や密着性劣化を起すので好ましくない。このため、平均
粒径は００１〜４μｍに限定する。それらの添加量とし
ては、燐酸イオンＰＯ４１００重量゛部に対して、５重
量部未沸では歪な焼鈍時に被１良同志が融着して磁気特
性の劣化を起すため好ましくない。また、電気絶縁性も
劣る。一方、３０重量部を越えると密着性の劣化が起る
ため好ましくない。このため、添加量は５〜３０ｒ！を
景仰・に限定する。

このような組改の処理液を攪拌しながら電磁鉄板の表面
に溝付ゴムロールやスプレー力どで均一に塗布し、焼付
ければ良い。なお、塗布量は乾燥Ｍ量で０．５〜３．５
ｆ／ｒｌの範囲が良く、その守山は０．５む背よシ少な
いと十分な電気絶縁性が得られず、耐食性も劣シ、また
３、５ｆ〜よシ多いと歪取焼鈍後の被膜剥離が起シ易い
からである。

部付温度としては、３００Ｃよシ低いと焼付けに長時間
を要し、また、７０００よシ高いど適正焼付条件域が狭
いので１渠的に不適当であるところから、３００〜７０
０℃の温度範囲が好ましい。

さらに５ｇ！８付酒度の低下あるいは焼付時間の短縮を
目的として、適」・の硝酸基や亜硝酸塩を配合しても良
いう一方、上記処理液にコロイダルシリカ、コロイダルアル
ミナなどを配合することにより、電気絶縁性の向上に効
果的である。また、界面活性剤を必要に応じて適量添加
しても良い。

以下、本発明による電磁鉄板の絶縁被膜形成方法を実施
例につき具体的に説明する。

〔実施例１〕前述したように、燐酸塩系被膜の欠点である歪取焼鈍に
よる電気絶縁性の劣化、鉄板同志の密着あるいは被膜同
志の融着に起因する磁気％性の劣化に際し、従来の燐酸
塩系被膜の緒特性を損なうことなく、上記欠点を防止す
ることが要望されており、本発明においては、この要望
に応えて微粉末の金属酸化物を配合した処理液を用いて
処理した電磁鉄板の歪取焼鈍（７５０℃×２時間、雰囲
気Ｎ２ガス）による磁気特性の変化を、下記に示すよう
力条件の下に行い、その結果を第１図に示す。ｉｆ図に
おいて、■印は金属酸化物無配合の被膜（従来の燐酸塩
系被膜）、Ｏ出社水溶液中でゾル化しない金属酸化物配
合の被膜（本発明の被膜）、Δ印は水溶液中でゾル化す
る金属酸化物配合の被膜を示す。また、実線は各試料が
融着状態（密着状！りで磁気特性（鉄損Ｗ□５１５０　
’を測定したものであシ、破線（×印）は各試料の融着
を解離した後に測定したものである。

（す使用素材電気鉄板ＪＩＳ　Ｓ　６０相当、板厚０．５Ｕ（２）処
理液組改（ａ）　本発明の処理液第１燐酸マグネシウム　Ｍｙ　（ＨＩ　ＰＯ４）　１３
０％水溶液中のＰＯ４１００重量部に対して、無水クロ
ム酸０ｒ０３２０重量部、硝酸アルミニウムＡｔ（ＮＯ
ｘ）ｓ　２０重量部、平均粒径１．６　ｔｔｍの含水ケ
イ酸マグネシウム・アルミニウム３Ｍ、０，１５ｈｔズ
０３　・　８　Ｓ　ｓＯ２・　９Ｈフ０　２〜４０　重
量部　。

（ｂ）　比較対照上記（ａ）処理液における含水ケイ酸マグネシウム・ア
ルミニウム無添加（従来の燐酸塩系）、および含水ケイ
酸マグネシウム・アルミニウムの代シに水溶液中でゾル
化する平均粒径０．８ｐの含水シリカ　５ｉ０２　・ｎ
Ｈｌｏ　２〜４０　Ｍ置部。

（３）塗布、焼付栄件上記電磁鉄板に比重１．０６の上記塗布液を０．５１ビ
ツチザムロールによシ塗布し、４５０Ｃの温度で８０秒
焼付けた。塗布量は乾燥重分で０．５〜３．５９ａｎ？
の範囲であった。

（４）鉄損（Ｗ　）の測定５１５０上記の如く処理して得られた材料を、外径８５ｗｘｉｂ
内径６５；ＩＩＩ／のリング試料に打抜き加工後、５ｂ
／ａＴｆの加圧下で歪取焼鈍を行なった後、融着状態の
リング試料に巻線して鉄損を測定した。その後、融着を
解離して巻線を行い再度測定した。歪取焼鈍条件社Ｎ２
雰囲気中７５００にて２時間保持した。

（５）結　果鉄損（Ｗ□５１５０　）の測定結果をプロットしｆｃ第
１図のグラフから明らかなように、金属酸化物が無配合
の従来の被膜（第１図の［相］印参照）は融着状態では
８５蹟〜と非常に悪い。融着解離後の測定では６．５　
ｗ／Ｋｔである。これに対し２本発明の被膜である含水
ケイ酸マグネシウム・アルミニウムを添加したもの（第
１図の０印参照）は、その添加量が燐酸イオンＰＯ４１
００重量部に対し６重量部以上の時、融着状態および融
着解離後（第１図のＸ印、破線参照）の鉄損値において
、６．５’ＷＡｙで差はなく良好であった。一方、水溶
液中でゾル化する含水シリカを添加した場合、その添加
素がＰＯ４１００重量部に対し３０重量部でも７．４腎
（である。融着解離後（第１図のＸ印、破線参照ンは６
．５ｗ／に９である。

〔実施例２〕次に、本発明による処理液を用いた場合と、従来の燐酸
塩処理液を用いた場合について、下記諸条件の下に被膜
緒特性について試験を行い、その結果を表１に示す。

（す使用素材電気鉄板ＪＩ８８６０相当、板厚０．５藺（２］処理液
組成（Ｃ）　本発明の処理液第１燐酸マグネシウム　Ｍｙ　（Ｈ２Ｐ　０４　）　ｘ
３０係水溶液中のＰＯ４１００重量部に対して重クロム
酸カリウム　ＫｚＯｒｌｏｌ　を０ｒＯＢとして３０重
世部、平均粒８３μｍのシリカ８ｉ（ｈｌｏ重号部。

（ｄン　本発明の処理液処理ｆｆ（ｃ）中のシリカ８ｉＣｈ　１０重量部を３０
重量部に増量。

（ｅ）　比較対照（従来の燐酸塩処理液）第１燐酸マグ
ネシウム　Ｍ、（ＨりＰ０４ｈ３０１水溶液中のＰＯ４
１００重量部に対して無水クロム酸２０重ｆｆ部、硝酸
アルミニウムＡｔ（ＮＯｓ）ｓ　２０重置部。

（３ン塗布、焼付条件塗布比重１．０６とした上記処理液を攪拌しながら、上
記電磁鉄板にスプレー塗布し、余分な塗布液を０．７Ｍ
ピツテゴ五フロールよシ絞シとシ。

５００℃の温度で７０秒焼付けた。塗布量は乾燥重量で
１．２〜１．６　ｆ〜の範囲であった。

（４）耐焼鈍性上記の如く処理して得られた材料を、外径８５ｙｘｆ−
内径６５芦ｓｊｌ’のリング試料に打抜き加工後ｓ　５
Ｋｆ／ｄ　の加圧下で歪取焼鈍を行なった後、融着状態
および融着解離後の状態において、鉄損（Ｗ　）を測定
した。

５１５０一方、材料を３０Ｘ１００ｍｍに剪断後、ラップ代１５
ｃ＋＋！として積層し、　５Ｋｆ１５Ｎの加圧下で歪取
焼鈍を行なった後、被膜の融着強度を引張シ試験機を用
いるシングルラップ法により調べた。

歪取焼鈍条件はＮ３雰囲気中７５０℃にて２時間保持し
た。

（５）結　果耐焼鈍性において、融着状態での鉄損（Ｗ１５１５０　）は、本発明の被膜では６．５〜６．
７ｖｔＡｙであり、融着解離後の６．５ｗ／ｌｖにほぼ
等しい。

これに比べ、従来の燐酸基系被膜は融着状態で７８．４
ｗ／Ｋｆと非常に悪い。

一方、融着強度を見ると、本発明被膜の場合、０．１　
Ｋｆ／ｃｄ以下であり１弱い力で解離する＋２）Ｋ対し
、従来被膜では３．８　Ｋｙ／ｃｄと強く融着している
。

その他の本発明による被ｉ諸４−５性については。

表１に示すように、従来被膜のそれらと何等遜色はなか
った。

以上の種々の実施例にも示されているところから明らか
なように、本発明の処理方法におけるように、特定のＦ
Ｉ酸酸系系処理液水溶液中でゾル化しない微細な金Ｆ４
酸化物を配合することによシ。

従来技術の被膜緒特性を損なうことなく、従来からの欠
点であった歪取焼鈍後における鉄板同志の密着や被膜同
志の融着に起因する磁気特性の劣化を、大幅に改善する
電磁鉄板絶縁被膜の形成方法を、本発明は提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、歪取焼鈍後の鉄損に及ぼす燐酸塩被膜中の金
属酸化物添加ｔの影響を示すグラフである。手続上〇正書（方式）１．事件の表示昭和５８年特許願第１９５９０１号２、発明の名称電磁鉄板の絶縁被膜形成方法３、補正をする者氏　名　（１２５）川崎製鉄株式会社４、代理人　〒１０１　電話８６４−４４９８住　所　
東京都千代田区岩本町３丁目２番２号５、補正命令の日
付昭和５９年１月３１日６、補正の対象

Claims

【特許請求の範囲】

少なくとも１種の燐酸塩を含む水溶液に、その水溶液に
含まれる燐酸イオンＰｏ４の１００重量部に対して、無
水クロム酸、クロム酸塩および重クロム酸塩よシ成る群
から選択された少なくとも１種の化合物を０ｒｂｓ　と
してｌＯ〜７０重脩部および平均粒径が０．１〜４μｍ
のＡｌ２Ｏ５、８ｉ０ｔおよびＭｆＯよシ成る群よシ選
択された少なくとも１種の金円酸化物を５〜３０重量部
混合した水溶液を１電磁鉄板の表面に乾燥重量で０．５
〜３．５騙になるように塗布し、焼付けることを特徴と
する電磁鉄板の絶縁被膜形成方法。