一种用于取向硅钢表面涂层的涂料、取向硅钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于取向硅钢表面涂层的涂料，其含有：磷酸盐、胶态二氧化硅、铬酸化合物和锡的化合物，其中所述锡的化合物与磷酸盐的质量比为0.05

【技术实现步骤摘要】
一种用于取向硅钢表面涂层的涂料、取向硅钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种涂料、钢板及其制造方法，尤其涉及一种取向硅钢的涂料、取向硅钢板及其制造方法。

技术介绍

[0002]取向硅钢是指钢中含硅且晶粒易磁化轴(100)<001>与轧制方向基本一致的电磁钢板。取向硅钢板主要用于制造变压器铁芯，其轧制方向磁性能非常优异，是重要的软磁性材料。当取向硅钢板作为变压器铁芯制造材料时，可以降低变压器的能量损耗和噪音水平。
[0003]取向硅钢板的表面涂层一般由镁橄榄石(Mg2SiO4)为主的陶瓷膜和其上的绝缘涂层构成。取向硅钢板表面的绝缘涂层可以有效起到绝缘、防锈和改善加工性能的作用。取向硅钢的表面涂层在高温下形成，由于具有相对于钢板较低的热膨胀率，当降到室温时，钢板与涂层热膨胀率的差异会对钢板赋予张力。对钢板赋予的张力可以降低取向硅钢的损耗(通过180℃磁畴宽度变窄降低异常涡流损耗)和磁致伸缩，从而有效降低变压器能量损耗和噪音水平。
[0004]通过表面涂层赋予取向硅钢高张力是提高取向硅钢性能的重要技术手段，近年来，大量的科技工作者做了很多有益的尝试。
[0005]公开号为JP特开昭48-39338，公开日为1973年6月9日，名称为“方向性硅素钢板的绝缘被膜制造方法”的日本专利文献公开了一种含磷酸二氢铝、胶体二氧化硅和铬酸酐的涂料。将上述涂料涂覆在取向硅钢表面，经热处理在钢板表面形成MgO-P2O
5-SiO2和Al2O
3-P2O
5-SiO2磷酸盐系玻璃涂层。
[0006]公开号为CN107923046A，公开日为2018年4月17日，名称为“绝缘被膜处理液和带有绝缘被膜的金属的制造方法”的中国专利文献公开了一种含有选自Mg、Ca、Ba、Sr、Zn、Al和Mn中的至少1种的磷酸盐以及平均粒径不同的2种以上的胶体二氧化硅的绝缘涂液，其通过不同粒径胶体二氧化硅优化提高绝缘涂层张力。上述技术方案通过使用混合不同粒径硅溶胶可以在一定程度上改善涂层的致密性，但张力的提升空间非常有限。
[0007]公开号为CN104024474A，公开日为2014年9月3日，名称为“具有涂层的取向性电磁钢板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种取向硅钢板，通过制成含有P、Si、Cr和O的元素以及选自Mg、Al、Ni、Co、Mn、Zn、Fe、Ca和Ba中的至少1种元素、且5质量％以上为磷酸盐的晶相的涂层，从而产生较高的拉伸应力，降低铁损。上述技术方案通过提高涂层的弹性模量的方法来提高绝缘涂层赋予钢板的张力，但是需要通过增加铬酐添加量和提高涂层烧成温度来实现。磷酸盐涂层中铬酐添加量范围很窄，铬酐增加到一定程度涂层会出现裂纹和浊化现象；涂层烧结温度高于900℃左右，胶体二氧化硅会产生晶化现象。涂层中形成结晶性虽可以提高张力，但涂层的耐腐蚀性和透明性会下降。
[0008]由此可见，现有的磷酸系玻璃涂层赋予取向硅钢板的张力不充分的且耐热性低的问题。当使用取向硅钢板制备的变压器铁芯在消除加工应力退火时，取向硅钢表面磷酸盐
系玻璃涂层中的磷酸盐会发生分解，会导致钢片之间发生粘结以及涂层张力显著降低，即耐热性低，不能有效起到降低变压器额能量损耗和噪音水平的作用。
[0009]基于此，期望获得一种新的涂料，该涂料可以用于取向硅钢表面，其具有更高的张力和耐热性，能够有效降低变压器额能量损耗和噪音水平。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的之一在于提供一种用于取向硅钢表面涂层的涂料，该涂料可以有效用于取向硅钢板中，且可以在其表面形成涂层，该表面涂层能够赋予取向硅钢板更高的张力和更优异的耐热性能，具有良好的推广前景和应用效果。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种用于取向硅钢表面涂层的涂料，其含有：磷酸盐、胶态二氧化硅、铬酸化合物和锡的化合物，其中所述锡的化合物与磷酸盐的质量比为0.05-0.3。
[0012]在本专利技术所述的技术方案中，涂料可以以水为溶剂，并含有磷酸盐、胶态二氧化硅、铬酸化合物和锡的化合物。其中，磷酸盐经过烧结热处理时可以在钢板表面形成具有网络状结构。胶态二氧化硅与上述磷酸盐经过烧结热处理可以形成具有低热膨胀系数的涂层。需要注意的是，磷酸盐中含有一定游离的磷酸根，其容易吸收水溶解而破坏涂层的完整性。因此，在本专利技术所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料中，还需要添加铬酸化合物，从而可以形成稳定的CrPO4起到固定磷酸根，提高涂层耐水性的作用。
[0013]此外，专利技术人经深入研究发现，在本专利技术所述涂料中添加锡的化合物可以显著提高涂层张力。而没有添加锡的化合物的涂料，涂敷于取向硅钢表面后形成的涂层经过消除应力退火处理后，涂层赋予钢板的张力会发生显著劣化。因此，为了保证本专利技术所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料的性能和效果，在本专利技术中，在含铬的磷酸盐涂料中添加了锡的化合物。
[0014]另外，需要说明的是，在本专利技术所述的技术方案中，控制本专利技术所述涂料中锡的化合物与磷酸盐的质量比在0.05-0.3之间时，涂料涂敷于取向硅钢表面形成的涂层张力明显提高，其作用机理尚不非常明确，但是专利技术人认为可能与涂料中添加锡化合物在涂层烧结时形成了膨胀率更低的磷酸锡，在消除应力退火处理时反应更加完全，并且Sn(II)可以继续转化成Sn(IV)对磷酸根的固定作用更强有关。
[0015]在本专利技术所述的涂料中，若锡的化合物与磷酸盐的质量比低于0.05，则涂层张力提高效果不明显；而若锡的化合物与磷酸盐的质量比高于0.3，则会产生成分偏析，导致涂层裂纹增加、张力降低。因此，在本专利技术所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料中，控制锡的化合物与磷酸盐的质量比在0.05-0.3之间。
[0016]当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，锡的化合物与磷酸盐的质量比可以控制在0.1-0.3之间。
[0017]进一步地，在本专利技术所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料中，所述胶态二氧化硅与磷酸盐的质量比为0.5-1.5。
[0018]在上述技术方案中，将胶态二氧化硅与磷酸盐的质量比控制在0.5～1.5之间，可以更好地发挥出硅钢表面涂层的张力效果。
[0019]当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，胶态二氧化硅与磷酸
盐的质量比可以控制在0.8-1.2之间。
[0020]进一步地，在本专利技术所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料中，所述胶态二氧化硅与所述磷酸盐的质量比为0.8-1.2。
[0021]进一步地，在本专利技术所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料中，所述铬酸化合物与磷酸盐的质量比为0.1-0.5。
[0022]在本专利技术所述的技术方案中，添加铬酸化合物可以起到固定磷酸根，提高涂层耐水性的作用。但需要注意的是，铬酸化合物与磷酸盐的质量比低于0.1时，会导致涂层的耐湿性变差；而当铬酸化合物与磷酸盐的质量比高于0.5时，则涂层会产生浊化和裂纹，且涂层张力和耐蚀性能下降。因此，在本专利技术所述的用于取向硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，其含有：磷酸盐、胶态二氧化硅、铬酸化合物和锡的化合物，其中所述锡的化合物与磷酸盐的质量比为0.05-0.3。2.如权利要求1所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，所述胶态二氧化硅与磷酸盐的质量比为0.5-1.5。3.如权利要求2所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，所述胶态二氧化硅与所述磷酸盐的质量比为0.8-1.2。4.如权利要求1所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，所述铬酸化合物与磷酸盐的质量比为0.1-0.5。5.如权利要求4所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，所述铬酸化合物与磷酸盐的质量比为0.2-0.4。6.如权利要求1所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，所述锡的化合物与磷酸盐的质量比为0.1-0.3。7.如权利要求1所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特征在于，所述磷酸盐选自含有Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Mn及Zn的磷酸二氢盐中的至少一种；并且/或者所述铬酸化合物选自铬酸酐、铬酸盐和重铬酸盐中的至少一种；并且/或者所述锡的化合物选自锡的氧化物、锡的氢氧化物、锡的螯合物、锡的硫酸盐和锡的磷酸盐中的至少一种。8.如权利要求1所述的用于取向硅钢表面涂层的涂料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉亚明，杨勇杰，李国保，沈侃毅，凌晨，赵自鹏，马长松，吴美洪，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：