【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种涂液、钢板及其制造方法，尤其涉及一种高张力型取向硅钢表面涂层用涂液、使用其制成的取向硅钢板及其制造方法。
技术介绍
1、取向硅钢是电力电气工业不可缺少的一种软磁材料，主要应用于变压器、整流器、电抗器及大电机等行业。典型地，变压器对于电力的转化和传输起着至关重要的作用，而取向硅钢作为制作变压器铁芯的主要材料，对变压器的能耗等级有着决定性作用。
2、取向硅钢的表面的复合结构一般由以镁橄榄石(mg2sio4)为主要成分的陶瓷膜和其上的绝缘涂层构成。其中，取向硅钢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。而这种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。
3、鉴于涂层对于取向硅钢磁性能及表面绝缘性性能的重要作用，国内外科研工作者对取向硅钢涂层做了大量的研究工作。
4、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液。将上述涂液涂覆在取向硅钢表面，经热处理在钢板表面形成mgo-p2o5-sio2和al2o3-p2o5-sio2磷酸盐系玻璃涂层。
5、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
6、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。
7、由此可见，磷酸盐系玻璃涂层技术目前已经广泛应用于取向硅钢，并且具有一定提高张力效果。目前为了更进一步提高磷酸盐系涂层张力，一般通过添加铬酐含量或者增加烧结温度的手段，这样虽然可以一定程度上提高张力，但随着张力的增加，涂层高温烧结或者消应力退火后更容易产生气泡、起粉以及花斑等缺陷，从而降低了涂层的耐腐蚀性。
8、公开号为cn109852110 a，公开日为2019年6月7日，名称为“一种提高无铬环保涂层取向硅钢表面质量的制备方法”的中国专利文献公开了提高无铬环保涂层取向硅钢表面质量的制备方法，其无铬磷酸盐系环保绝缘涂液组份包括30％～60％的磷酸盐和20％～45％的硅溶胶，磷酸盐为mg、al、ca、zn、ni或co的磷酸盐中的一种或几种，硅溶胶粒径为8～15nm。其涂层烧结温度为在750～900℃，烧结时间为45～90秒，所得涂层无裂纹、花斑等缺陷，具有较好的表面质量，但涂层张力水平一般，仅为6～8.5mpa。
9、基于以上原因，现期待开发一种新的涂液，该涂液可以用于取向硅钢表面，形成涂层后，其具有更高的张力和耐腐蚀性，能够更进一步降低取向硅钢的损耗，提高取向硅钢的使用安全性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，解决现有技术中的取向硅钢涂层张力不足及消应力退火后耐腐蚀性不强的问题，提供一种新的取向硅钢表面的绝缘涂层用涂液，将其涂覆于取向硅钢表面制成(例如经由烘烤烧结及消应力退火工序形成)的涂层张力高，耐腐蚀性好，从而实现取向硅钢低铁损和强耐腐蚀性的高水平匹配，获得磁性能和安全性均优异的产品。
2、经专利技术人反复深入研究发现，通过在取向硅钢表面涂层用涂液中含有磷酸盐、二氧化硅颗粒、铬酐，特别是进一步同时含二氧化钛颗粒以及铝的化合物，可实现上述专利技术目的。
3、因此，本专利技术的一种实施方式涉及取向硅钢表面涂层用涂液，其含有：磷酸盐、二氧化硅颗粒、铬酐、二氧化钛颗粒以及铝化合物(其中，所述铝化合物不为所述磷酸盐)。
4、<磷酸盐>
5、本专利技术的取向硅钢表面涂层用涂液中，磷酸盐经过烧结热处理时可以形成低膨胀系数涂层。涂液中所含有的磷酸盐没有特别限定，在一个实施方式中，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，由此，可更好的实现专利技术效果。典型地，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述磷酸盐的质量百分含量为25～50％。
6、<二氧化硅颗粒>
7、本专利技术的取向硅钢表面涂层用涂液中，二氧化硅颗粒用以在烧结热处理后可以形成低膨胀系数涂层。涂液中所含有的二氧化硅颗粒没有特别限定，可为沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、胶态二氧化硅等。在一个实施方式中，所述二氧化硅颗粒为胶态二氧化硅，由此，可更好的实现专利技术效果。典型地，所述二氧化硅颗粒的平均粒径为5～50nm。典型地，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述胶态二氧化硅的质量百分含量为25～60％。
8、<铬酐>
9、本专利技术的取向硅钢表面涂层用涂液中，含有铬酐，本领域中的铬酐即指三氧化铬，化学式cro3。通过向本专利技术的取向硅钢表面涂层的涂液中，加入铬酐可以和游离的磷酸根形成稳定的crpo4，提高涂层的耐水性。
10、典型地，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述铬酐的质量百分含量为：1～5％。通过向取向硅钢表面涂层用涂液中添加铬酐可以起到固定磷酸根，提高涂层耐水性的作用。然而，需要注意的是，当涂液中铬酐含量低于1％时，会导致涂层的耐湿性变差；而当涂液中铬酐含量高于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取向硅钢表面涂层用涂液中，控制铬酐含量在1～5％之间。
11、<二氧化钛颗粒和铝化合物>
12、本专利技术的取向硅钢表面涂层用涂液中，通过同时含有一定量的二氧化钛颗粒和铝化合物，能进一步改善涂层的张力，提高涂层的耐蚀性。这种添加基于专利技术人的崭新专利技术，将没有添加二氧化钛颗粒/铝化合物的涂液，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，涂层张力低，耐腐蚀性差，与之相对地，在含铬的磷酸盐涂液中进一步同时添加二氧化钛颗粒和铝化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种取向硅钢表面涂层用涂液，其特征在于，其含有：磷酸盐、二氧化硅颗粒、铬酐、二氧化钛颗粒、铝化合物，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述铝化合物的质量分数为1.5～6.5％，所述二氧化钛颗粒的质量分数为1～5％。
2.如权利要求1所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述磷酸盐的质量分数为25～50％。
3.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述磷酸盐为选自含有Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Mn及Zn的磷酸二氢盐中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述二氧化硅颗粒的质量分数为25～60％。
5.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述二氧化硅颗粒的平均粒径为5～50nm。
6.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述二氧化硅为胶体二氧化硅。
7.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述铬酐的质量分数为1～5％。>
8.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述铝化合物为选自铝的氧化物、铝的氯化物和铝的硫酸盐中的至少一种。
9.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述二氧化钛颗粒的平均粒径为5～30nm。
10.一种取向硅钢板，其特征在于，其包括基板以及表面涂层，所述表面涂层为将权利要求1～9中任意一项所述的涂液涂覆在所述基板上而形成。
11.如权利要求10所述的取向硅钢板，所述表面涂层的单面干膜量为1～6g/m2。
12.如权利要求10或11所述的取向硅钢板，所述基板的厚度为0.15～0.35mm。
13.如权利要求10或11所述的取向硅钢板，所述基板主体为具有高斯织构的硅铁合金，所述硅铁合金中的Si元素的质量百分含量为2～4％，所述基板表面为无镁橄榄石陶瓷膜或者含镁橄榄石陶瓷膜。
14.如权利要求10或11所述的取向硅钢板，取向硅钢板的单面涂层的张力σ为9.0MPa以上。
15.一种取向硅钢板的制造方法，其特征在于，其包括步骤：在基板表面涂覆权利要求1～9中任意一项所述的涂液，然后在板温为800～900℃的条件下进行烧结处理。
16.如权利要求15所述的取向硅钢板的制造方法，所述基板主体为具有高斯织构的硅铁合金，所述硅铁合金中的Si元素的质量百分含量为2～4％，所述基板表面为无镁橄榄石陶瓷膜或者含镁橄榄石陶瓷膜。
...【技术特征摘要】
1.一种取向硅钢表面涂层用涂液，其特征在于，其含有：磷酸盐、二氧化硅颗粒、铬酐、二氧化钛颗粒、铝化合物，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述铝化合物的质量分数为1.5～6.5％，所述二氧化钛颗粒的质量分数为1～5％。
2.如权利要求1所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述磷酸盐的质量分数为25～50％。
3.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述磷酸盐为选自含有mg、ca、sr、ba、al、mn及zn的磷酸二氢盐中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述二氧化硅颗粒的质量分数为25～60％。
5.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述二氧化硅颗粒的平均粒径为5～50nm。
6.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述二氧化硅为胶体二氧化硅。
7.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，相对于所述涂液的固体成分的总量，所述铬酐的质量分数为1～5％。
8.如权利要求1或2所述的取向硅钢表面涂层用涂液，所述铝化合物为选自铝的氧化物、铝的氯化物和铝的硫酸盐中的至少一种。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌晨，吉亚明，赵自鹏，郭建国，杨勇杰，李国保，姜全力，马长松，孙焕德，刘海，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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