方向性电磁钢板及绝缘被膜的形成方法技术

该方向性电磁钢板具有母材钢板和形成于上述母材钢板的表面的绝缘被膜，上述母材钢板在上述绝缘被膜侧具有包含铁系氧化物的铁系氧化物层，上述绝缘被膜具有形成于上述母材钢板侧且包含结晶性磷酸金属盐的中间层

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方向性电磁钢板及绝缘被膜的形成方法


[0001]本专利技术涉及方向性电磁钢板及绝缘被膜的形成方法
。
[0002]本申请基于
2021
年
04
月
06
日在日本申请的特愿
2021
‑
064965
号而主张优先权，并将其内容援引于此
。

技术介绍

[0003]方向性电磁钢板主要被用于变压器中
。
变压器在从安装至废弃为止的长时间中被连续地励磁，持续产生能量损耗
。
因此，以交流磁化时的能量损耗
、
即铁损成为决定变压器的性能的主要指标
。
[0004]为了降低方向性电磁钢板的铁损，从
(a)
提高向
{110}<001>
取向
(
高斯取向
)
的聚集
、(b)
增多
Si
等固溶元素的含量而提高钢板的电阻
、
或
(c)
减薄电磁钢板的板厚的观点出发，迄今为止开发了许多技术
。
[0005]此外，对钢板赋予张力对于铁损的降低是有效的
。
在高温下于钢板表面形成热膨胀系数比钢板小的材质的被膜是用于铁损降低的有效的手段
。
在电磁钢板的最终退火工序中，钢板表面的氧化物与退火分离剂反应而生成的被膜密合性优异的镁橄榄石系被膜
(
无机质系被膜
)
是能够对钢板赋予张力的被膜
。
[0006]此外，例如，专利文献1中公开的将以胶体状二氧化硅和磷酸盐作为主体的涂敷液在钢板表面烘烤而形成绝缘被膜的方法由于对钢板赋予张力的效果大，因此是对于铁损的降低有效的方法
。
因此，保留在最终退火工序中生成的镁橄榄石系被膜
、
并对其上实施以磷酸盐作为主体的绝缘涂敷成为一般的方向性电磁钢板的制造方法
。
[0007]然而，近年来，变压器的小型化及高性能化的要求提高，为了变压器的小型化，对方向性电磁钢板要求即使是磁通密度高的情况下铁损也良好那样的高磁场铁损优异的性能
。
同时，近年来，镁橄榄石系被膜会妨碍磁畴壁的移动
、
对铁损造成不良影响变得清楚
。
在方向性电磁钢板中，磁畴在交流磁场下磁畴壁移动而发生变化
。
虽然该磁畴壁的移动顺利并且迅速对于铁损的降低是有效的，但认为镁橄榄石系被膜由于其自身为非磁性体，并且在钢板
/
被膜界面具有凹凸结构，该凹凸结构会妨碍磁畴壁的移动，因此对铁损造成不良影响
。
[0008]因此，作为改善高磁场铁损的手段，研究了以下技术：将无机质系被膜通过研磨等机械手段
、
或酸洗等化学手段而除去的方法；通过防止高温最终退火中的无机质系被膜的生成来制造不具有无机质系被膜的方向性电磁钢板的技术；将钢板表面制成镜面状态的技术
(
换言之，将钢板表面磁性地平滑化的技术
)。
[0009]作为无机质系被膜的生成防止技术，例如在专利文献2中公开了一种技术，其中，在通常的最终退火后进行酸洗而将表面形成物除去后，通过化学研磨或电解研磨而将钢板表面制成镜面状态
。
判明对于通过这样的公知的方法而得到的不具有无机质系被膜的方向性电磁钢板的表面，通过形成张力赋予绝缘被膜，可得到更优异的铁损改善效果
。
此外，如果利用张力赋予绝缘被膜，则除了铁损改善以外，还能够赋予耐蚀性
、
耐热性
、
滑动性这样
的各种特性
。
[0010]然而，关于无机质系被膜，具有表现出绝缘性的效果
、
以及在形成张力被膜
(
张力赋予绝缘被膜
)
时作为确保密合性的中间层的效果
。
即，无机质系被膜由于以较深地进入钢板中的状态形成，因此与作为金属的钢板的密合性优异
。
因此，在无机质系被膜的表面形成以胶体状二氧化硅或磷酸盐等作为主要成分的张力赋予型的被膜
(
张力被膜
)
的情况下，被膜密合性优异
。
另一方面，由于一般金属与氧化物的结合困难，因此在不存在无机质系被膜的情况下，在张力被膜与钢板表面之间，难以确保充分的密合性
。
[0011]因此，研究了在相对于不具有无机质系被膜的方向性电磁钢板形成张力被膜的情况下，设置代替无机质系被膜的作为中间层的作用的层
。
[0012]例如在专利文献3中公开了一种技术，其中，通过将不具有无机质系被膜的方向性电磁钢板在弱还原性气氛中进行退火，使硅钢板中必然含有的硅选择性热氧化，从而在钢板表面形成
SiO2层后，形成张力赋予型绝缘被膜
。
此外，在专利文献4中公开了一种技术，其中，通过将不具有无机质系被膜的方向性电磁钢板在硅酸盐水溶液中进行阳极电解处理，从而在钢板表面形成
SiO2层后，形成张力赋予型绝缘被膜
。
[0013]此外，在专利文献5中公开了一种技术，其中，通过在形成张力赋予涂层时预先施加成为中间层的涂层，从而确保张力赋予绝缘被膜的密合性
。
[0014]此外，在专利文献6中公开了一种方向性电磁钢板，其是具备母材钢板和张力赋予绝缘被膜的方向性电磁钢板，其中，上述张力赋予绝缘被膜存在于上述方向性电磁钢板的表面，在上述母材钢板与上述张力赋予绝缘被膜之间，存在厚度为
100
～
500nm
的铁系氧化物层
。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1：日本特开昭
48
‑
039338
号公报
[0018]专利文献2：日本特开昭
49
‑
96920
号公报
[0019]专利文献3：日本特开平6‑
184762
号公报
[0020]专利文献4：日本特开平
11
‑
209891
号公报
[0021]专利文献5：日本特开平5‑
279747
号公报
[0022]专利文献6：日本特开
2020
‑
111814
号公报

技术实现思路

[0023]专利技术所要解决的课题
[0024]然而，上述专利文献3中公开的技术为了在弱还原性气氛中实施退火，需要准备可控制气氛的退火设备，处理成本存在问题
。
此外，在上述专利文献4中公开的技术中，为了通过在硅酸盐水溶液中实施阳极电解处理而在钢板表面得到与张力赋予型绝缘被膜保持充分的密合性的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种方向性电磁钢板，其特征在于，其具有：母材钢板
、
和形成于所述母材钢板的表面的绝缘被膜，所述母材钢板在所述绝缘被膜侧具有包含铁系氧化物的铁系氧化物层，所述绝缘被膜具有：形成于所述母材钢板侧且包含结晶性磷酸金属盐的中间层
、
和形成于所述绝缘被膜的表面侧的张力被膜层，所述铁系氧化物层的平均厚度为
0.10
～
1.50
μ
m
，所述中间层的平均厚度为
0.3
～
10.0
μ
m
，所述绝缘被膜的平均厚度为
2.0
～
10.0
μ
m
，所述中间层的所述结晶性磷酸金属盐为磷酸锌
、
磷酸锰
、
磷酸铁
、
磷酸锌钙中的1种或2种以上，所述张力被膜层包含磷酸金属盐和二氧化硅，所述张力被膜层中的所述二氧化硅的含量为
20
～
60
质量％
。2.
一种绝缘被膜的形成方法，其特征在于，其是形成权利要求1所述的方向性电磁钢板所具备的所述绝缘被膜的方法，具备以下工序：在钢板上涂布包含
10
～
100
质量％的
...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹田和年，片冈隆史，高谷真介，小之仓勇树，国田雄树，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：