JPH0665755A

JPH0665755A - 低鉄損方向性電磁鋼板

Info

Publication number: JPH0665755A
Application number: JP4222850A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanemoto; 啓種本; Takao Kanai; 隆夫金井; Takeo Nagashima; 武雄長島
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1994-03-08
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2662482B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は鋼板に対して張力を付与する被膜を
表面に有することによって、鉄損値が低減された方向性
電磁鋼板を提供する。【構成】鉄損値低減のためには、鋼板表面に形成した
被膜が充分な張力を鋼板に与えることが要点となる。本
発明では、酸化アルミニウム−酸化硼素系の複合被膜が
表面に形成された場合に大きな張力が鋼板にかかり、鉄
損値が著しく低減された方向性電磁鋼板を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼板に対して張力を付与
する被膜を表面に有することによって、鉄損が低減され
た方向性電磁鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は磁気鉄芯材料として多
用されており、エネルギーロスを少なくするために鉄損
を低減することが要求されている。方向性電磁鋼板の鉄
損を低減する手段としては、仕上焼鈍後の鋼板表面にレ
ーザービームを照射して局部的な歪を与え、それによっ
て磁区を細分化する方法が特開昭５８−２６４０５号公
報に開示されている。

【０００３】また、仕上焼鈍後の材料表面に存在するグ
ラス被膜を除去し、磁区の動きを阻害する鋼板表面近傍
の内部酸化層を除去する方法、および地鉄表面の凸凹を
取り除いて鏡面仕上げを行い、その表面に金属メッキを
施すことによる鉄損向上方法が特公昭５２−２４４９９
号公報に記載されている。

【０００４】一方で方向性電磁鋼板は張力を付与するこ
とによっても鉄損が低下することが知られており、特に
低鉄損化が達成されるため、上述のグラス被膜を除去し
鏡面化した鋼板表面に張力被膜を形成しようとする試み
も近年数多くなされている。例えば、特公昭５６−４１
５０号公報、特開昭６１−２０１７３２号公報、特公昭
６３−５４７６７号公報、特開平２−２１３４８３号公
報等には真空蒸着、化学蒸着、スパッタリング、イオン
プレーティング等による被膜形成方法が、また特開平２
−２４３７７０号公報、特開平３−１３０３７６号公報
にはゾル・ゲル法による被膜形成方法が開示されてい
る。

【０００５】鋼板に高い張力を付与し、その結果として
鉄損値を低減させるためには、鋼板上に形成せしめる被
膜の材質が特に重要である。従来、工業的には上述のグ
ラス被膜（フォルステライト質被膜）、およびその表面
のコロイダルシリカ−リン酸系被膜の両者によって鉄損
を低減させられることがわかっている。しかしながら、
さらに格段の低鉄損を実現するために、張力付与性のよ
り高い被膜材質へのニーズが高まっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの従来
技術における課題を解決し、仕上焼鈍後の鋼板表面に、
より高い張力を付与できる被膜を有する鉄損の低い方向
性電磁鋼板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化アルミニ
ウム−酸化硼素系の複合被膜が鋼板表面に形成された低
鉄損方向性電磁鋼板を要旨とするものである。さらに、
酸化アルミニウム−酸化硼素系の複合被膜がＡｌ₁₈Ｂ₄
Ｏ₃₃および／またはＡｌ₄Ｂ₂Ｏ₉なる複合酸化物を含
有する低鉄損方向性電磁鋼板を要旨とする。

【０００８】

【作用】本発明の低鉄損方向性電磁鋼板は、従来公知の
方法で仕上焼鈍を行って表面にフォルステライト質のグ
ラス被膜が形成された鋼板、またこの表面に生成してい
るグラス被膜および内部酸化層を酸に浸漬して除去した
鋼板、さらにそれを水素中で平坦化焼鈍を施した鋼板、
あるいは化学研磨、電解研磨等の研磨を施した鋼板上に
酸化アルミニウム−酸化硼素系の複合被膜を形成したも
のである。

【０００９】また被膜生成に対して不活性なアルミナ粉
末等を塗布してグラス被膜を生成させない条件下で仕上
焼鈍を行って得た鋼板上に、酸化アルミニウム−酸化硼
素系の複合被膜を形成したものである。

【００１０】従来より電磁鋼板への張力付与には熱膨張
係数の小さい被膜材質を選択し、鋼板との熱膨張係数差
によって冷却時に生じる応力を利用していた。しかしな
がら、熱膨張係数差だけでなく被膜材質のヤング率等も
鋼板への張力付与に影響を及ぼす因子であることが特開
昭４８−３９３３８号公報に指摘されている。

【００１１】本発明にいう酸化アルミニウム−酸化硼素
系複合被膜のうち、酸化アルミニウム材質は鋼板との熱
膨張係数差（約４×１０^-6Ｋ^-1）はそれほど大きくない
が、ヤング率（３〜４×１０⁴ kgf・mm^-2）が大きいた
めに鋼板に大きな張力を付与できる。

【００１２】被膜のもう一方の材質である酸化硼素につ
いては、鋼板との熱膨張係数差が大きいと考えられるこ
との他に、被膜の焼き付け工程においてその存在が酸化
アルミニウムの焼成温度を低減して焼成を容易にするこ
と、また被膜の鋼板への密着性を助長する働きがあるこ
とを見い出したものである。

【００１３】ここでいう密着性とは、かかる被膜を表面
に形成した鋼板を、例えば２０mmφのロール棒を用いて
この棒の周りに１８０度の角度ほど曲げる試験を行った
場合に、被膜が全く剥離しない程度の密着性である。

【００１４】本発明の酸化アルミニウム−酸化硼素系複
合被膜によって鋼板に付与される張力は１．０kgf/mm²
以上であるが、好ましくは１．２kgf/mm²以上、より好
ましくは１．５kgf/mm²以上である。

【００１５】本発明の酸化アルミニウム−酸化硼素系複
合被膜は複合酸化物のＡｌ₁₈Ｂ₄Ｏ₃₃および／またはＡ
ｌ₄Ｂ₂Ｏ₉を含有するものであるが、発明者らはこれ
らの複合酸化物が被膜中に存在する場合に鋼板に対し
て、顕著に大きな張力が付与されることを見いだしたも
のである。これらの複合酸化物は、例えば被膜原料を酸
化アルミニウムおよび酸化硼素とした場合、鋼板表面に
塗布したセラミックスを高温で焼き付ける工程で化学反
応により生成されるものであり、焼き付け温度が高いほ
ど顕著に生成され、約１０００℃以上の焼き付け温度で
あれば生成が容易になされる。

【００１６】また、塗布する酸化アルミニウムと酸化硼
素の成分比によってどちらの複合酸化物が生成し易いか
の傾向があり、この成分比がモル比で９：２に近いか或
いはこれより酸化アルミニウムが豊富なときはＡｌ₁₈Ｂ
₄Ｏ₃₃が生成し易く、この成分比がモル比で２：１に近
いか或いはこれより酸化硼素が豊富な場合はＡｌ₄Ｂ₂
Ｏ₉が生成し易い。また、被膜中にこれらの複合酸化物
が生成されている方が生成されていない場合と比べて、
鋼板に対してより大きな張力が付与できることを発明者
らは見い出している。

【００１７】本発明の鋼板に形成された被膜の厚さは特
に限定されるものではなく、いかなる厚さをも採用し得
る。しかしながら、被膜が厚すぎる場合には占積率が著
しく低下するため、できるだけ薄いものが良く、５μｍ
以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは２μｍ以
下である。特に薄手鋼板には薄い被膜が必要不可欠であ
る。

【００１８】以上本発明の低鉄損方向性電磁鋼板につい
て述べたが、鋼板に高張力を付与し、それによって低鉄
損化が達成されている。特に鏡面化した鋼板に本発明に
従い被膜を形成した場合は、鉄損の低減効果が著しく大
きい。

【００１９】

【実施例】

実施例１市販のアルミナゾル（固型成分１０％を含む）１００重
量部、メタ硼酸１０重量部と分散剤少量からなるものを
蒸留水にてよく混合・希釈してコーティング用ゾルとし
て調製した。鋼板はＳｉを３．３wt％含有する板厚０．
２mmの仕上焼鈍後の高磁束密度一方向性電磁鋼板を硫酸
と弗酸の混合液中に浸漬し、表面のグラス被膜を除去し
て地鉄を露出させた後、弗酸と過酸化水素を含む溶液中
で地鉄界面を平滑にし、鏡面に仕上げて作製した。

【００２０】この鋼板にゾルを塗布し、乾燥させてゲル
化した後、８５０℃で５分間、窒素中、露点２０℃の雰
囲気で焼き付けを行った。得られた被膜は化学分析の結
果、酸化アルミニウムと酸化硼素を主成分としているこ
とを確認した。また、Ｘ線回折の結果、この被膜は結晶
質成分を含有していないことがわかった。

【００２１】被膜形成前後の鋼板の磁気特性を表１にま
とめて示した。表１から鋼板には大きな張力が付与さ
れ、鉄損値も大幅に改善されていることがわかる。な
お、表１の被膜密着性で極めて良好とあるのは、被膜形
成後の鋼板を前述の２０mmφロール曲げ試験を行ったと
きに被膜の剥離が全く認められなかったことを意味す
る。

【００２２】実施例２アルミニウムｓｅｃブトキシド１重量部を約９０℃に加
熱した１００重量部の蒸留水で加水分解し、沈澱を形成
させた後、この沈澱を０．１重量部の硝酸で解膠してほ
ぼ無色透明で均質なベーマイトゾルを得た。このベーマ
イトゾル１０００重量部とメタ硼酸２．５重量部を若干
量の分散剤と共によく混合してコーティング用ゾルを調
製した。塗布用鋼板としてはＳｉを３．２wt％含有する
板厚０．２mmの電磁鋼板を焼鈍分離剤としてアルミナを
塗布して仕上焼鈍を行うことによって、表面に被膜のな
い高磁束密度一方向性電磁鋼板を作製して用いた。

【００２３】この鋼板に作製したゾルを塗布し、乾燥、
ゲル化後、１０００℃で５分間、窒素中で焼き付けを行
った。得られた被膜は化学分析の結果、酸化アルミニウ
ムと酸化硼素を主成分としていることを確認した。ま
た、Ｘ線回折の結果、Ａｌ₄Ｂ₂Ｏ₉が検出された。被
膜の性状および被膜形成前後の鋼板の磁気特性を表１に
まとめて示した。鋼板には大きな張力が付与され、その
結果鉄損値が大幅に改善されていることがわかる。

【００２４】実施例３実施例１と同様の方法で均質なコーティング用ゾルを調
製した。塗布用鋼板としては、Ｓｉを３．３％含有する
板厚０．２mmの仕上焼鈍後のグラス被膜を有する高磁束
密度一方向性電磁鋼板を用いた。この鋼板にゾルを塗布
し、乾燥させてゲル化した後、８３０℃で２分間、水素
を１０％含有する窒素雰囲気で焼き付けを行った。

【００２５】化学分析の結果、表面被膜の主成分は酸化
アルミニウムと酸化硼素であった。また、Ｘ線回折の結
果、この被膜は結晶質成分を含有していないことがわか
った。被膜形成前後の鋼板の磁気特性を表１に示した。
表１から鋼板に大きな張力が付与され、鉄損値も大きく
改善されていることがわかる。

【００２６】実施例４市販のアルミナゾル（固型成分１０％を含む）１００重
量部、メタ硼酸２．５重量部と分散剤少量からなるもの
を蒸留水にてよく混合・希釈してコーティング用ゾルと
して調製した。塗布用鋼板として、Ｓｉを３．２wt％含
有する板厚０．２mmの仕上焼鈍後のグラス被膜を有する
高磁束密度一方向性電磁鋼板を用いた。この鋼板にゾル
を塗布し、乾燥させてゲル化した後、１０００℃で５分
間、水素を１０％含有する窒素雰囲気で焼き付けを行っ
た。

【００２７】化学分析の結果、表面被膜の主成分は酸化
アルミニウムと酸化硼素であったが、Ｘ線回折の結果、
Ａｌ₁₈Ｂ₄Ｏ₃₃の生成が確認された。被膜の性状、被膜
形成前後の鋼板の磁気特性を表１に示した。表１から鋼
板に大きな張力が付与され、鉄損値も大きく改善されて
いることがわかる。

【００２８】比較例従来から工業的に実施されている方法の一例を比較のた
めに行った。塗布用鋼板として、Ｓｉを３．２wt％含有
する板厚０．２mmの仕上焼鈍後のグラス被膜を有する高
磁束密度一方向性電磁鋼板を用いた。この鋼板にコロイ
ダルシリカと燐酸アルミニウムを主成分とする混合液を
塗布・乾燥後、８５０℃で２分間、水素を若干含む窒素
中で焼き付けた。

【００２９】このようにして鋼板上に生成せしめた被膜
はＸ線回折の結果、フォルステライトが検出された。こ
の被膜の性状、およびシリカ−燐酸アルミニウム系被膜
形成前後の鋼板の磁気特性を表１の比較例の欄に示し
た。本発明よりなる前記実施例の結果と比較した場合、
鋼板には、さほど大きな張力が付与されておらず、被膜
形成による鉄損値低減もさほど顕著ではない。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明は鋼板への高い張力の付与が可能
な被膜を有する鉄損値の低い方向性電磁鋼板を提供する
ものであり、その工業的効果は甚大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化アルミニウム−酸化硼素系複合被膜
が表面に形成されたことを特徴とする低鉄損方向性電磁
鋼板。
【請求項２】酸化アルミニウム−酸化硼素系複合被膜
が、Ａｌ₁₈Ｂ₄Ｏ₃₃および／またはＡｌ₄Ｂ₂Ｏ₉を含
有することを特徴とする請求項１記載の低鉄損方向性電
磁鋼板。