MX2013000564A

MX2013000564A - Chapa de acero magnetico con revestimiento aislante semi-organico.

Info

Publication number: MX2013000564A
Application number: MX2013000564A
Authority: MX
Inventors: Tomofumi Shigekuni; Hiroyuki Ogata; Chiyoko Tada; Nobue Fujibayashi; Kazumichi Sashi; Nobuko Nakagawa; Kenichi Sasaki
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-02-21
Also published as: TWI538800B; CA2803150A1; CA2803150C; JP2012025999A; CN103003470A; BR112013000120A2; WO2012011286A1; MX344265B; US20130115444A1; EP2597176B1; JP5589639B2; KR101472228B1; EP2597176A1; US9534136B2; RU2013107785A; EP2597176A4; RU2534461C2; KR20130031914A; BR112013000120B1; TW201206695A

Abstract

En un revestimiento de aislamiento semi-orgánico que comprende un componente inorgánico y una resina orgánica, un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contienen una sílice tipo placa como un componente inorgánico se incluyen en una proporción en un revestimiento seco de 20 a 70% en masa del compuesto de Zr (convertido a ZrO2) y 10 a 50% en masa del compuesto de Si que contiene sílice tipo placa (convertido a SiO2), y el resto es sustancialmente una resina orgánica, con lo cual puede proporcionarse una chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico que no tiene deterioro de resistencia a la corrosión y resistencia al agua sin contener un compuesto de cromo y que es excelente en la resistencia a la pulverización, resistencia al rayado, resistencia a la adherencia, capacidad de soldadura de TIG y capacidad de punzonado sino también la apariencia de revestimiento.

Description

CHAPA DE ACERO MAGNÉTICO CON REVESTIMIENTO AISLANTE SEMI- ORGÁNICO CAMPO TECNICO Esta invención se refiere a una chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico que no tiene deterioro de resistencia a la corrosión y resistencia al agua sin contener un compuesto de cromo y es excelente en la resistencia a la pulverización, resistencia al rayado, resistencia a la adherencia, capacidad de soldadura y capacidad de punzonado TIG aunque también la uniformidad de la apariencia de revestimiento después del recocido.

TÉCNICA ANTECEDENTE Se requiere un revestimiento de aislamiento de una chapa de acero magnético utilizada para motores, transformadores y similares, que tenga diversas propiedades tales como no solamente resistencia interlaminar sino también conveniencia en operación, almacenaje, estabilidad en uso, etc. puesto que la chapa de acero magnético se utiliza en una variedad de aplicaciones, se intenta desarrollar diversos revestimientos de aislamiento dependiendo de la aplicación. Cuando la chapa de acero magnético se somete a punzonado, corte, doblado o similares, las propiedades magnéticas se deterioran debido a la deformación residual, de modo que el recocido por liberación de tensión a una temperatura de aproximadamente 700 a 800°C se conduce frecuentemente para resolver es,te problema. En este caso, por lo tanto, el revestimiento de aislamiento debe ser resistente al recocido por liberación de tensión.

Los revestimientos de aislamiento se clasifican aproximadamente en tres tipos: (1) un revestimiento inorgánico que pone mayor importancia a la capacidad de soldadura y la resistencia al calor, y que es resistente al recocido por liberación de tensión; (2) un revestimiento inorgánico que contiene resina que se dirige a una disposición de capacidad de punzonado y capacidad de soldadura, y que es resistente al recocido por liberación de tensión (es decir, revestimiento semi-orgánico) ; y (3) un revestimiento orgánico que es incapaz de someterse a recocido por liberación de tensión en una aplicación especial, aunque los revestimientos contienen un componente inorgánico como se muestra en los elementos (1) y (2) anteriores son resistentes al recocido por liberación de tensión como producto de propósito general, y contienen un compuesto de cromo.

Particularmente, el revestimiento de aislamiento de cromato del tipo (2) puede mejorar dramáticamente la capacidad de punzonado en una producción de 1 revestimiento y 1 horneado cuando se compara con el revestimiento de aislamiento inorgánico y se utiliza ampliamente.

Por ejemplo, en el Documento de Patente 1 se describe una chapa de acero magnético que tiene un revestimiento de aislamiento eléctrico obtenido al aplicar una solución de tratamiento, que se forma por la composición de una solución acuosa de dicromato que contiene por lo menos un metal divalente con 5-120 partes por peso como un contenido sólido de una emulsión de resina que tiene una proporción de acetato de vinilo/VeoVA como una resina orgánica de 90/10 a 40/60. y 10-60 partes por peso de un agente de reducción orgánico basado en 100 partes por peso de CrO^ en la solución acuosa, en una superficie de una chapa de hierro base y después sometiendo a horneado de acuerdo con una forma usual.

Sin embargo, la conciencia ambiental está aumentando en años recientes, y por lo tanto los productos que tienen un revestimiento de aislamiento libre de compuestos de cromo son demandados por los consumidores incluso en el campo de las chapas de acero magnético.

Existen chapas de acero magnético desarrolladas con un revestimiento de aislamiento que no contiene compuesto de cromo. Por ejemplo, como un revestimiento de aislamiento que no contiene cromo aunque tiene una buena capacidad de punzonado se describen las que contienen una resina y sílice coloidal (sílice que contiene alúmina) en el Documento de Patente 2. También, un revestimiento de aislamiento que comprende uno o más de sílice coloidal, sol de alúmina y sol de zirconia y que contiene una resina soluble en agua o de emulsión se describe en el Documento de Patente 3, y un revestimiento de aislamiento compuesto principalmente de un fosfato que no contiene cromo y que contiene una resina se describe en el Documento de Patente 4.

Sin embargo, estas chapas de acero magnético con los revestimientos de aislamiento que no contienen cromo tienen problemas en que el enlace entre la sustancia inorgánica es relativamente débil y la resistencia a la corrosión es deficiente cuando se compara con aquellos que contienen un compuesto de cromo. También, cuando se aplica contratensión al frotar la superficie de la chapa de acero con un filtro en la ranura de trabajo (al utilizar una almohadilla de tensión) , la ocurrencia de pulverización entra en cuestión. Además, existe un problema de que el revestimiento se vuelva más débil después del recocido por liberación de tensión y se raye con facilidad.

Por ejemplo, los problemas anteriores no pueden resolverse al utilizar simplemente uno o más de sílice coloidal, sol de alúmina y sol de zirconia en el método del Documento de Patente 3. También, no se han hecho suficientes investigaciones con respecto al caso de mezclar estos componentes en combinación y en una proporción específica.

Además, en el caso de un revestimiento de fosfato con una composición que no contiene cromo como se describe en el Documento de Patente 4, se produce la adherencia y la resistencia al agua tiende a deteriorarse.

Estos problemas son propensos a causarse fácilmente en el horneado en una temperatura relativamente baja de no más de 300 °C, y la ocurrencia se ha particularmente notable a una temperatura de no mayor de 200°C. Mientras tanto, la temperatura de horneado debe ser tan baja como sea posible a partir de un punto de vista de la reducción de consumo de energía y costo de producción, etc.

Además, cuando se utilizan los métodos descritos en los Documentos de Patente 5 y 6, es decir cuando se utiliza un revestimiento que comprende un polímero de polisiloxano obtenido mediante copolimerización de polisiloxano con diversas resinas orgánicas y un compuesto inorgánico tal como sílice, silicato o similares, existen problemas de que se presenten burbujas en la soldadura de TIG, y que se presente un patrón punteado después del recocido dependiendo de la clase de acero.

DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTO DE PATENTE Documento de Patente 1: JP-B-S60-36476 Documento de Patente 2: JP-A-H10-130858 Documento de Patente 3: JP-A-H10- 6350 Documento de Patente 4 Patente Japonesa No. 2944849 Documento de Patente 5 JP-A-2007-197820 Documento de Patente 6 JP-A-2007-197824 LA INVENCIÓN PROBLEMAS QUE SERÁN RESUELTOS POR LA INVENCIÓN Por lo tanto, se han hecho diversos estudios para resolver los problemas anteriores, y se encontró que los problemas anteriores pueden resolverse ventajosamente al incluir en forma compuesta un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contiene una silice tipo placa, o adicionalmente un compuesto B como un componente inorgánico en el revestimiento semi-orgánico .

La invención se basa en los hallazgos anteriores.

Más específicamente, la invención y construcción de la invención son como sigue. 1. Una chapa de acero magnético provista de su superficie con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico que comprende un componente inorgánico y una resina orgánica, caracterizada porque el componente inorgánico del revestimiento comprende un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contienen un sílice tipo placa como una proporción en un revestimiento seco de 20-70% en masa del compuesto Zr (convertido a Zr02) y 10-50% en masa del compuesto de Si que contiene una sílice tipo placa (convertida a Si02) , y el resto del revestimiento es la resina orgánica. 2. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de acuerdo con el elemento 1, en donde la sílice tipo placa tiene un tamaño de partícula promedio de 10 a 600 nm. 3. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de acuerdo con el elemento 1 ó 2, en donde la sílice tipo placa tiene una proporción de aspecto (proporción de longitud promedio/espesor promedio) de 2 a 400. 4. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de acuerdo con cualquiera de los elementos 1 a 3, en donde el componente inorgánico además contiene un compuesto B como una proporción en un revestimiento seco de 0.1-5% en masa del compuesto B (convertido a B2O3) . 5. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de acuerdo con cualquiera de los elementos 1 a 4, en donde el revestimiento además contiene no más de 30% en masa en total de uno o más seleccionados del compuesto de ácido nítrico (convertido a NO3) , un agente de acoplamiento de silano (convertido a un contenido sólido) y un compuesto fosforoso (convertido a P2O5) como una proporción en un revestimiento seco.

En otras palabras, la invención es una chapa de acero magnético provista sobre su superficie con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico que comprende un componente inorgánico y una resina orgánica, en donde se incluye como el componente inorgánico (1) un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contienen una sílice tipo placa como una proporción en un revestimiento seco de 20-70% en masa del compuesto de Zr (convertido a Zr02) y 10-50% en masa de compuesto de Si que contiene sílice tipo placa (convertido a Si02) ; (2) si es necesario, un compuesto B como una proporción en un revestimiento seco de 0.1-5% en masa del compuesto B (convertido a B2O3) ; y (3) si es necesario, no más de 30% en masa en total de uno o más seleccionados de un compuesto de ácido nítrico (convertido a N03) , un agente de acoplamiento de silano (convertido a un contenido sólido) y un compuesto fosforoso (convertido a ?205) como una proporción en un revestimiento seco, el resto del revestimiento es sustancialmente la resina orgánica (es decir, con una asignación para contener impurezas y aditivos conocidos), y además, de preferencia, el tamaño de partícula promedio de la sílice tipo placa es 10 a 600 nm y/o la proporción de aspecto (proporción longitud promedio/espesor promedio) de la sílice tipo placa es de 2 a 400.

EFECTO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la invención, puede proporcionarse una chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico que es excelente en diversas propiedades tales como resistencia a la pulverización, resistencia al rayado, resistencia a la adherencia, capacidad de soldadura y capacidad de punzonado TIG, y no tiene deterioro de resistencia al agua y resistencia a la corrosión sin contener un compuesto de cromo, pero también es excelente en la uniformidad de la apariencia de revestimiento después del recocido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las FIGURAS 1(a) a 1(d) son fotografías que muestran la apariencia de revestimiento después del recocido por liberación de tensión en comparación. Apariencia después del recocido por liberación de tensión (atmósfera de N2, 750°C, 2 hr) .

MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN La invención se describirá específicamente en lo siguiente .

En primer lugar, las razones por las que la proporción del compuesto de Zr y el compuesto de Si que contiene sílice tipo placa, y además el compuesto B como el componente inorgánico del revestimiento semi-orgánico en la invención se limita al margen anterior se describirá. Además, se debe observar que el % en masa del componente es la proporción en un revestimiento seco.

Compuesto de Zr: 20 a 70% en masa cuando se convierte a Zr02.

El compuesto de Zr tiene una fuerza de enlace fuerte a oxigeno y puede ser enlazado fuertemente a un óxido, un hidróxido y similares en la superficie de Fe. También, puesto que el compuesto de Zr tiene tres o más enlaces químicos, un revestimiento fuerte puede formarse al formar una red entre las Zr mutuas o entre Zr y otro compuesto inorgánico sin utilizar cromo. Sin embargo, cuando la proporción del compuesto de Zr en el revestimiento seco es de menos de 20% en masa cuando se convierte a Zr02, no solamente la propiedad de adhesión, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la pulverización se deterioran, sino también el deterioro de la apariencia después del recocido debido a la aparición de un compuesto de Si. Por otro lado, cuando excede de 70% en masa, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la pulverización se deterioran, y también la resistencia al rayado sobre la superficie después del recocido por liberación de tensión se deteriora. Por lo tanto, la cantidad del compuesto de Zr se limita a un margen de 20 a 70% en masa cuando se convierte a Zr02.

Como tal un compuesto de Zr se menciona, por ejemplo, acetato de zirconio, propionato de zirconio, oxicloruro de zirconio, nitrato de zirconio, carbonato de zirconio-amonio, carbonato de zirconio-potasio, hidroxicloruro de zirconio, sulfato de zirconio, fosfato de zirconio, fosfato de zirconio-sodio, hexafluoruro de zirconio-potasio, tetra-n-propoxi-zirconio, tetra-n-butoxi-zirconio, tetra-acetilacetonato de zirconio, tributoxi acetilacetonato de zirconio, tributoxi estearato de zirconio, etc. Pueden utilizarse solos o en combinación de dos o más.

El compuesto de Si que contiene sílice tipo placa: 10 a 50% en masa cuando se convierte a Si02.

La sílice tipo placa de acuerdo a la invención también llamada como sílice tipo hoja o sílice tipo escama, y tiene una estructura de silicato estratificada formada al laminar muchas capas delgadas de Si02, y es su mayoría no cristalina o microcristalina . Tal sílice tipo placa es excelente en el rendimiento inhibidor de permear la sustancia corrosiva debido a la forma estratificada, excelente en la propiedad de adhesión debido a la presencia de muchos grupos hidroxilo, y excelente en la capacidad de deslizamiento debido a la flexibilidad cuando se compara cori una partícula de sílice comúnmente utilizada, por ejemplo, sílice coloidal o similar. Por lo tanto, es más efectivo en la mejora de la resistencia a la corrosión y capacidad de punzonado.

La sílice tipo placa puede obtenerse al preparar partículas aglomeradas de partículas primarias laminadas de las capas delgadas, y la pulverización de estas partículas aglomeradas.

Aquí, el tamaño de partícula promedio de la sílice tipo placa es de preferencia aproximadamente 10 a 600 nm. De mayor preferencia, se encuentra dentro de un margen de 100 a 450 nm. Además, la proporción de aspecto (proporción de longitud/espesor) de la sílice tipo placa es de preferencia aproximadamente 2 a 400. De mayor preferencia, se encuentra dentro de un margen de 10 a 100.

Además, puesto que la sílice tipo placa tiende a laminarse mediante la orientación en paralelo a la superficie de la chapa de acero, la longitud (la longitud en la dirección longitudinal) de la sílice tipo placa puede determinarse mediante la observación de la superficie del revestimiento con SEM (Microscopio de Barrido Electrónico) . También, el espesor de la sílice tipo placa puede determinarse al observar la sección transversal de la fractura congelada, FIB (haz de iones focalizados) o similares con SEM. Por lo tanto, la longitud y el espesor de la sílice tipo placa se miden en diversos lugares por la observación de SEM, y la proporción de aspecto (proporción de longitud promedio/espesor promedio) se determina a partir de un promedio de estos valores medidos.

Además, cuando la sílice es oval o poligonal, el tamaño de partícula promedio en el plano de la chapa y el espesor promedio en la sección transversal se miden similarmente en diversos lugares por observación de SEM, y la proporción de aspecto se determina por (tamaño de partícula promedio) / (espesor promedio) .

Como los compuestos de Si diferentes de la sílice tipo placa puede mencionarse sílice coloidal, sílice ahumada, alcoxisilano, siloxano y similares. Contribuye al mejoramiento de la resistencia a la corrosión, y las propiedades de adhesión después del recocido por liberación de tensión. Generalmente, la sílice coloidal y la sílice ahumada son de cuerpo esferoidal o una elipsoidal con una proporción de aspecto de menos de 2, mientras que el alcoxisilano y el siloxano son amorfos.

Cuando la proporción de la composición de la sílice tipo placa en la totalidad del compuesto de Si es menor que 50% en masa, la buena resistencia a la corrosión y la capacidad de punzonado como objetivo en la invención no se pueden obtener, de modo que la proporción del compuesto de sílice tipo placa es preferible que sea no menos de 50% en masa. Por supuesto, todos los compuestos de Si pueden ser sílice tipo placa. Un margen particularmente preferible es de 50 a 100% en masa.

Además, la proporción del compuesto de la sílice tipo placa puede determinarse, por ejemplo, mediante la medición de la cantidad de S1O2 (B) en la región de sílice tipo placa y la cantidad de Si02 (A) en las otras regiones de la sección transversal de FIB y calcular B / (A+B) x 100. Además, la cantidad de Si02 en cada región puede determinarse a partir de la concentración de Si promedio y el área de la región medida por EDS (Espectroscopia de Dispersión de Energía) y similares.

El compuesto de Si antes mencionado que contiene la sílice tipo placa es útil para resolver los problemas provocados cuando el compuesto de Zr se agrega solo. Más específicamente, aunque el uso del compuesto de Zr solo tiende a deteriorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a la pulverización y deteriora considerablemente la resistencia al rayado sobre una chapa de acero recocida por liberación de tensión, la resistencia a la pulverización y la resistencia al rayado pueden mejorarse considerablemente mediante la cantidad apropiada del compuesto de Si.

Aquí, cuando la cantidad del compuesto de Si incluida en el revestimiento seco es menos de 10% en masa cuando se convierte a SÍO2, no puede obtenerse una suficiente resistencia a la corrosión, mientras que cuando se excede 50% en masa, se deteriora la resistencia a la pulverización, y también la resistencia al rayado sobre la chapa de acero recocida por liberación de tensión, de modo que la cantidad del compuesto de Si se limita a un margen de 10 a 50% en masa.

En la invención, un compuesto B puede además incluirse como el componente inorgánico además del compuesto de Zr antes mencionado y el compuesto de Si que contiene la sílice tipo placa.

Compuesto B: 0.1 a 5% en masa cuando se convierte a B203 El compuesto B ventajosamente contribuye a resolver el problema colocado cuando el compuesto de Zr se agrega solo. Es decir, cuando el compuesto de Zr se agrega solo, se observa una tendencia al deterioro de la resistencia a la corrosión y la resistencia a la pulverización y considerablemente el deterioro de la resistencia al rayado sobre la chapa de acero recocida por liberación de tensión. La razón se asume debido al hecho de que cuando el compuesto de Zr se utiliza solo, la constricción de volumen es grande en el horneado y por lo tanto se presenta fácilmente un agrietamiento en el revestimiento, y se provoca parcialmente un lugar de exposición del sustrato.

En contraste, cuando la cantidad apropiada del compuesto B se encuentra compuesto del compuesto de Zr, el agrietamiento del revestimiento provocado en el caso de utilizar el compuesto de Zr solo puede mitigarse efectivamente para mejorar considerablemente la resistencia a la pulverización .

Cuando la proporción del compuesto B en el revestimiento seco no es menos que 0.1% en masa cuando se convierte a B203, se ejerce un efecto de adición, mientras que cuando no es más de 5% en masa, las sustancias sin reaccionar no permanecen en el revestimiento, y el adhesivo entre los revestimientos (es decir un defecto de fusión de los revestimientos entre si) después de que no ocurre el recocido por liberación de tensión (adherencia) de modo que la cantidad del compuesto B estará de preferencia dentro de un margen de 0.1 a 5% en masa cuando se convierte a B2O3.

Como en el compuesto B se menciona ácido bórico, ácido ortobórico, ácido metabórico, ácido . tetrabórico, metaborato de sodio, tetraborato de sodio y similares. Pueden utilizarse solos o en combinación de dos o más. Sin embargo, no se limita a ellos, y puede incluir, por ejemplo, un compuesto que se disuelve en agua para generar un ión bórico, y también el ión bórico puede polimerizarse en un estado lineal o uno cíclico.

En la invención, además los componentes inorgánicos antes mencionados, uno o más seleccionado de un compuesto de ácido nítrico, un agente de acoplamiento de silano y un compuesto fosforoso descrito en lo siguiente pueden además incluirse en el revestimiento seco en una proporción de no más de 30% en masa en total. Además, las proporciones del compuesto de ácido nítrico, el agente de acoplamiento de silano y el compuesto fosforoso en el revestimiento seco se representan por un valor convertido a NO3 (compuesto de ácido nítrico) , un valor convertido a un contenido sólido (agente de acoplamiento de silano) y un valor convertido a P2O5 (compuesto fosforoso) , respectivamente .

El compuesto de ácido nítrico, el agente de acoplamiento de silano y el compuesto fosforoso contribuyen efectivamente a la mejora de la resistencia a la corrosión. Cuando la proporción en el revestimiento seco no es de más de 30% en masa en total, las sustancias sin reaccionar no permanecen en el revestimiento y la resistencia al agua no se deteriora, de modo que el contenido de preferencia no será de más de 30% en masa en total. Para desarrollar suficientemente el efecto de estos componentes, es preferible incluir estos componentes en una proporción de no menos de 1% en masa en el revestimiento seco.

En la invención, los compuestos a base de ácido nítrico o a base de ácido nitroso y además los hidratos del mismo como se muestra en lo siguiente son ventajosamente adecuados como el compuesto de ácido nítrico.

-A base de ácido nítrico: ácido nítrico (HN03) , nitrato de potasio (KN03) , nitrato de sodio (NaNC>3) , nitrato de amonio (NH4NO3) , nitrato de calcio (Ca(NC>3)2) / nitrato de plata (AgN03) , nitrato de hierro (II) (Fe(N03)2), nitrato de hierro (III) (Fe(N03)3), nitrato de cobre (II) (Cu(N03)2), nitrato de bario (Ba(N03)2), nitrato de aluminio (Al (N03) 3 ) , nitrato de magnesio (Mg(N03)2), nitrato de zinc (Zn(N03)2), nitrato de níquel (II) (Ni(N03)2), nitrato de zirconio (ZrO(N03)2) .

-A base de ácido nitroso: ácido nitroso (HN02) , nitrito de potasio, nitrito de calcio, nitrito de plata, nitrito de sodio, nitrito de bario, nitrito de etilo, nitrito de isoamilo, nitrito de isobutilo, nitrito de isopropilo, nitrito de t-butilo, nitrito de n-butilo, nitrito de n-propilo.

Como el agente de acoplamiento de silano son ventajosamente adecuados aquellos mostrados en lo siguiente. -A base de vinilo: triclorosilano de vinilo, trimetoxisilano de vinilo, trietoxisilano de vinilo.

-A base de epoxi: 2- (3, -epoxiciclohexil) etil trimetoxisilano, 3-glicidoxipropil trimetoxisilano, 3-glicidoxipropilmetil dietoxisilano, 3-glicidoxipropil trietoxisilano.

-A base de estirilo: trimetoxisilano de p-estirilo.

-A base de metacriloxi: 3-metacriloxi propilmetil dimetoxisilano, 3-metacriloxi propil trimetoxisilano, 3-metacriloxi propilmetil dietoxisilano, 3-metacriloxi propil trietoxisilano.

-A base de acriloxi: 3-acriloxi propil trimetoxisilano.

-A base de amino: N-2- (aminoetil) -3-aminopropilmetil dimetoxisilano, N-2- (aminoetil) -3-aminopropil trimetoxisilano, N-2- (aminoetil) -3-aminopropil trietoxisilano, 3-aminopropil trimetoxisilano, 3-aminopropil trietoxisilano, 3-trietoxisilil-N- ( 1, 3-dimetil-butiliden) propilamina y un hidrolizato parcial del mismo, N-fenil-3-aminopropil trimetoxisilano, clorhidrato de N- (vinilbencil) -2-aminoetil-3-aminopropil trimetoxisilano, aminosilanos especiales.

-A base de ureido: 3-ureidopropil trietoxisilano .

-A base de-cloropropilo: 3-cloropropil trimetoxisilano.

-A base de-mercapto: 3-mercaptopropilmetil dimetoxisilano, 3-mercaptopropil trimetoxisilano .

-A base de polisulfuro: bis (trietoxisililpropil) tetrasulfuro.

-A base de isocianato: 3-isocianatopropil trietoxisilano .

Además, el ácido fosfórico y fosfatos como se muestra en lo siguiente son ventajosamente adecuados como el compuesto fosforoso . -Ácido fosfórico: ácido ortofosfórico, ácido fosfórico anhídrido, ácido polifosfórico lineal, ácido metafosfórico cíclico.

-Fosfato: Fosfato de magnesio, fosfato de aluminio, fosfato de calcio, fosfato de zinc.

En la invención, Hf, Hf02, Ti02, Fe203 y pueden incorporarse en el componente inorgánico como una impureza. Sin embargo, no se presenta particularmente un problema cuando la cantidad total de estas impurezas no es más de 1% en masa en el revestimiento seco.

En la invención, es preferible que la resina orgánica se encuentre compuesta de una proporción de 5 a 40% en masa para dar el contenido del componente inorgánico como se menciona en lo anterior en el revestimiento seco en 60 a 95% en masa .

En la invención, la resina orgánica no se limita particularmente y cualquiera de las conocidas convencionalmente utilizadas son ventajosamente adecuadas. La resina orgánica incluye, por ejemplo, resinas acuosas (emulsión, dispersión, soluble en agua) de resina acrilica, resina alquidica, resina de poliolefina, resina de estireno, resina de acetato de vinilo, resina epoxi, resina fenólica, resina de poliéster, resina de uretano, resina de melanina, etc. Las emulsiones de resina acrilica y resina de acrilato de etileno son particularmente preferibles.

Las resinas orgánicas efectivamente contribuyen al mejoramiento de la resistencia a la corrosión, resistencia al rayado y capacidad de punzonado. Cuando la proporción del compuesto en el revestimiento seco no es menos que 5% en masa, el efecto de. adición es mayor, mientras que cuando no es más de 40% en masa, la resistencia al rayado después del recocido por liberación de tensión y la capacidad de soldadura de TIG no se deteriora, de modo que la proporción del compuesto de la resina orgánica de preferencia será de aproximadamente 5 a 40% en masa cuando se convierte a un contenido sólido.

Se debe observar que la proporción en el revestimiento seco se refiere a una proporción de cada componente en un revestimiento formado sobre una superficie de una chapa de acero al aplicar una solución de tratamiento que contiene los componentes antes mencionados en la chapa de acero, y el secado al hornear. Puede también determinarse a partir de componentes residuales (contenido sólido) después de secar la solución de tratamiento a 180°C durante 30 minutos.

Además, la invención no interrumpe la inclusión de aditivos usualmente utilizados y otros compuestos inorgánicos u orgánicos además de los componentes antes mencionados.

El aditivo se agrega para mejorar adicionalmente el desempeño y la uniformidad del revestimiento de aislamiento, e incluye un tensioactivo, un agente anticorrosivo, un lubricante, un antioxidante y similares. Además, la cantidad del aditivo compuesto en el revestimiento seco de preferencia no será de más de aproximadamente 10% en masa de un punto de vista del mantenimiento de propiedades de revestimiento suficientes .

En la invención, la chapa de acero magnético como un material de partida no se limita particularmente, y cualquier conocido es adecuado.

Es decir, cualquiera de las chapas de hierro (chapas de hierro eléctricas) denominadas suaves (magnéticas) , que tienen una alta densidad de flujo magnético, las chapas de acero laminadas en frío comunes tales como SPPC y similares, las chapas de acero magnéticos no orientadas que contienen Si y/o Al al incrementar la resistencia eléctrica especifica y asi sucesivamente son ventajosamente adecuadas para reducir la pérdida de hierro. Particularmente, es preferible utilizar una chapa de acero que contiene aproximadamente 0.1 a 10% en masa de Si o (Si + Al) y/o una chapa de acero que tiene una pérdida de acero Wi5 50 de no más de aproximadamente 7 W/kg.

A continuación, se describirá el método para formar el revestimiento de aislamiento.

En la invención, un pre-tratamiento de una chapa de acero magnético como un material de partida no se define particularmente. Más específicamente, la chapa de acero puede estar sin tratar, pero en forma ventajosa se someterá a un tratamiento de desengrasado con álcali o similares y una tratamiento de decapado con ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico o similares.

Entonces, a la superficie de esta chapa de acero magnético se aplica una solución de tratamiento formada por la combinación de un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contiene una sílice tipo placa, y opcionalmente un compuesto B y opcionalmente uno o más seleccionados de un compuesto de ácido nítrico, un agente de acoplamiento de silano y un compuesto fosforoso, y, si es necesario, un aditivo y similares junto con una resina orgánica en proporciones dadas y después se hornea para formar un revestimiento de aislamiento. Como un método para revestir la solución de tratamiento para revestimientos de aislamiento son aplicables diversos métodos utilizados usual e industrialmente tales como un revestidor de rodillos, revestidor de flujo, aspersor, revestidor de espátula etc. también, como el método de horneado son posibles un tipo de aire caliente, un tipo infrarrojo, un tipo de calentamiento por inducción y similares como se conducen generalmente. La temperatura de horneado puede ser un nivel normal, y puede ser de aproximadamente 150 a 350 °C como una temperatura de alcance máximo sobre la chapa de acero.

La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento de acuerdo a la invención puede remover la deformación debido al punzonado, por ejemplo, al someter a recocido por liberación de tensión. Como una atmósfera de recocido por liberación de tensión preferible, se aplica una atmósfera de hierro de difícil oxidación tal como atmósfera de N2, atmósfera de gas DX o similares. Aquí, la resistencia a la corrosión puede mejorarse adicionalmente mediante el establecimiento de un alto punto de condensación, por ejemplo Dp: aproximadamente 5 a 60 °C para oxidizar ligeramente la superficie y la superficie extrema de corte. También, la temperatura de recocido por liberación de tensión es de preferencia de 700 a 900°C, de mayor preferencia 700 a 800°C. El tiempo de retención de la temperatura de recocido por liberación de tensión es de preferencia más prolongado,, y de mayor preferencia no menor de 2 horas.

La cantidad del revestimiento de aislamiento adherido no se limita particularmente, aunque de preferencia es de aproximadamente 0.05 a 5 g/m2 por lado. La cantidad de revestimiento o la masa de contenido de sólido total del revestimiento de aislamiento de acuerdo a la invención puede medirse a partir de la reducción en peso después de la remoción del revestimiento a través de la disolución con álcali. Si la cantidad de revestimiento es pequeña, puede determinarse al utilizar una muestra estándar que tiene una cantidad de revestimiento conocida y la medición de una relación entre una intensidad de detección de Zr o Si por un análisis de rayos X fluorescente y la cantidad de revestimiento por composición de revestimiento y la conversión de la intensidad analizada de rayos X fluorescente de Zr o Si en una cantidad de revestimiento que depende de la composición de revestimiento basada en esta curva de calibración. Cuando la cantidad de revestimiento no es menor que 0.05 g/m2, la propiedad de aislamiento puede satisfacerse con la resistencia a la corrosión, mientras que cuando no es más de 5 g/m2, no solamente se mejora la propiedad de adhesión, sino que tampoco se provocan vejigas en el horneado de revestimiento, y no se incurra en el deterioro de la capacidad de revestimiento. De mayor preferencia, es de 0.1 a 3.0 g/m2. Aunque es preferible formar revestimiento de aislamiento sobre ambos lados de la chapa de acero, el revestimiento puede formarse no solamente sobre un lado dependiendo del propósito. Además, el revestimiento se forma sobre solamente un lado y el otro revestimiento de aislamiento puede formarse en el otro lado dependiendo del propósito.

EJEMPLOS Aunque el efecto de la invención se describirá completamente basado en los ejemplos siguientes, la invención no se limita a estos ejemplos.

Ejemplo 1 Una solución de tratamiento se prepara al agregar un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contienen una sílice tipo placa y además un compuesto de ácido nítrico, un agente de acoplamiento de silano, un compuesto fosforoso y un aditivo a agua desionizada junto con una resina orgánica de modo que los componentes de un revestimiento de aislamiento después de secado se muestran en las Tablas 1-1 y 1-2. Además, la concentración de adición al agua desionizada es de 50g/l.

Cada una de estas soluciones de tratamiento se aplica una superficie de la pieza de prueba con un tamaño de 150 mm de ancho y 300 mm de largo cortada de una chapa de acero magnético [A230 (JIS C 2552 (2000))] de 0.5 mm en espesor por medio de un revestidor de rodillos, horneado en un horno de aire caliente a una temperatura de horneado (temperatura que llega a la chapa de acero) mostrada en las Tablas 1-1 y 1-2, y después se deja enfriar a temperatura ambiente para formar revestimiento de aislamiento sobre ambos lados.

Los resultados examinados sobre la resistencia a la corrosión y la resistencia a la pulverización de las chapas de acero magnético asi obtenidas con revestimiento de semi-aislamiento se muestran en la Tabla 2.

Además, la resistencia al rayado después de que las chapas de acero se someten a recocido por liberación de tensión en una atmósfera de nitrógeno a 750 °C durante 2 horas, la resistencia al rayado, la resistencia a la adherencia, la capacidad de soldadura de TIG, la capacidad de punzonado, la resistencia al agua, y la apariencia después del recocido por liberación de tensión se examinan para obtener resultados como se muestra en la Tabla 2.

Además, los tipos del compuesto de Zr se muestran en la Tabla 3, los tipos del compuesto de Si se muestran en la Tabla 4, los tipos del compuesto fosforoso y el compuesto de ácido nítrico se muestran en la Tabla 5, los tipos del agente de acoplamiento de silano se muestran en la Tabla 6, y los tipos de la resina orgánica se muestran en la Tabla 7.

También, el método de evaluación para cada propiedad es como sigue. <Resistencia a la corrosión> La prueba de gabinete de humedad (50°C, humedad relativa = 98%) se condujo la pieza de prueba, y un índice para desarrollar óxido rojo después- de 48 horas se observa visualmente y se evalúa como una proporción de área.

(Criterio) proporción de área de óxido rojo menos de 5 ®: proporción de área de óxido rojo no menos de pero menos de 15% O: proporción de área de óxido rojo no menos 15% pero menos de 40% ?: proporción de área de óxido rojo menos 40% pero menos de 60% X: proporción de área de óxido rojo menos 60% <Resistencia a la pulverización> Condiciones de prueba; Ancho de superficie de contacto considerada: 20 mm x 10 mm, carga: 0.4 MPa !3.8 kg/cm2) , 100 veces de reciprocidad simple sobre una superficie de revestimiento. Marcas de rayado después de la prueba se observan visualmente para evaluar un estado exfoliado y un estado del polvo del revestimiento.

(Criterio) ®: proporción residual de revestimiento cualquier marca de rayado es difícil de observar O: proporción residual de revestimiento se observaron marcas de rayado ligeras y pulverización ligera ?: proporción residual de revestimiento se observa abrasión de progresos de revestimiento, y marcas de rayado y pulverización : proporción residual de revestimiento se alcanza a exponer un sustrato de hierro, y el polvo de pulverización es severo [<Resistencia al rayado después del recocido> La superficie de la muestra recocida bajo la condición de prueba de mantenimiento en una atmósfera de N2 a 750°C durante 2 horas se raya por un borde de corte de chapa de acero para juzgar el grado de rayado y pulverización.

(Criterio) ®: se observa difícilmente cualquier ocurrencia de rayado y pulverización O: se observan marcas de rayado ligeras y de pulverización ligera ?: se observan claramente marcas de rayado y pulverización X: se alcanza a exponer un sustrato de hierro, y el polvo de rayado es severa <Resistencia a la adherencia> 10 chapas de muestra de prueba con 50 mm cuadrados se apilan y recocen en una atmósfera de nitrógeno a 750 °C durante 2 horas mientras se aplica una carga: 20 kPa (200 g/cm2) . Después, 500 g de peso se deja caer sobre las muestras de prueba (chapas de acero) para medir un peso de caída cuando las chapas de muestra de prueba se dividen en cinco piezas.

(Criterio) ®: no más de 10 cm O: más de 10 cm pero no más de 15 cm ?: más de 15 cm pero no más de 30 cm X : más de 30 cm <Capacidad de soldadura de TIG> Las muestras de prueba se laminan bajo una presión de 9.8 MPa (100 kgf/cm2) de modo que tiene un espesor de 30 mm, y una porción de cara extrema del mismo (longitud 30 mm) se somete a soldadura de TIG bajo las siguientes condiciones: -corriente de soldadura: 120 A -índice de flujo de gas de Ar: 6 litros/min -velocidad de soldadura: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 cm/min (Criterio) Los méritos relativos se juzgan por la velocidad de soldadura que satisface el número de burbujas de no más de 5 por cordón. ®: no menos de 60 cm/min O: no menos de 40 cm/min pero menos de 60 cm/min ?: no menos de 20 cm/min pero menos de 40 cm/min : menos de 20 cm/min <Acción de punzonado> La muestra de prueba se somete a punzonado con un dado de acero de 15 mm <j> hasta que la altura de la rebaba alcanza 50 µp?, y la evaluación se representa por el número de punzonados .

(Criterio) ®: no menos de 1,200, 000 veces O: no menos de 500,000 veces pero menos de 1,200,000 veces ?: no menos de 100,000 veces pero menos de 500,000 veces X: menos de 100,000 veces <Resistencia al agua> La muestra de prueba se expone en un vapor por encima de agua hirviendo durante 30 minutos para observar un cambio de apariencia .

(Criterio) ®: sin cambio O: se observó visualmente un cambio de color ligero ?: se observó visualmente un cambio claro de color : se disuelve el revestimiento <Apariencia después del recocido por liberación de tensión> Se observa visualmente una apariencia de una chapa de acero al mantener la muestra de prueba en una atmosfera de N2 a 750 °C durante 2 horas y después se enfria a< temperatura ambiente .

(Criterio) ®: la apariencia después del recocido es completamente uniforme como se muestra en la FIGURA 1(a) O: uniformidad en la apariencia después del recocido como se muestra en la FIGURA 1(b) ?: patrón manchado en apariencia después del recocido como se muestra en la FIGURA 1 (c) : patrón notablemente manchado en apariencia después del recocido como se muestra en la FIGURA 1(d) en O n Tabla 1-1 * El interior Q muestra la proporcióa (% en masa) de sílice tipo placa en el compuesto de Si. El resto es SO (sílice coloidal) N> Oí Tabla 1-2 * El interior Q muestra la proporción (% en masa) de sílice tipo placa en el compuesto de Si. El resto es SO (sílice coloidal) Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 Como se muestra en la Tabla 2, todas las chapas de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico obtenido de acuerdo con la invención son excelentes no solamente en la resistencia a la corrosión y resistencia a la pulverización sino también la resistencia al rayado después del recocido por liberación de tensión, resistencia a la adherencia, capacidad de soldadura de TIG, capacidad de punzonado y resistencia al agua, y además excelente en la apariencia después del recocido por liberación de tensión.

Por otro lado, los Ejemplos Comparativos 1 y 2, en donde la cantidad del compuesto de Zr se encuentra fuera del margen adecuado, son particularmente deficientes en la resistencia a la corrosión, la resistencia a la pulverización y la resistencia al rayado después del recocido. El Ejemplo Comparativo 1 también es deficiente en la capacidad de soldadura de TIG y la apariencia después del recocido.

También, el Ejemplo Comparativo 3, en donde la cantidad del compuesto de Si es menor que el limite inferior, es deficiente en la resistencia a la corrosión, , resistencia a la pulverización, resistencia al rayado después del recocido y capacidad de soldadura de TIG, mientras que el Ejemplo Comparativo 4, en donde la cantidad del compuesto de Si es mayor al limite superior, es particularmente deficiente en la resistencia a la pulverización y resistencia al rayado después del recocido.

Además, todos los Ejemplos Comparativos 5 a 11 que contienen una cantidad de compuesto de ácido nítrico o agente de acoplamiento de silano o compuesto fosforoso que excede sobre el margen adecuado son deficientes en la resistencia a la corrosión, resistencia a la pulverización, resistencia al rayado después del recocido y resistencia al agua.

Además, el Ejemplo Comparativo 12 que utiliza solamente sílice coloidal sin sílice tipo placa como un compuesto de Si es particularmente deficiente en la resistencia a la corrosión, capacidad de punzonado, resistencia al agua y apariencia después del recocido, y tampoco es tan bueno como los Ejemplos Inventivos en la resistencia a la pulverización y la resistencia al rayado después del recocido.

Ejemplo 2 Una solución de tratamiento se prepara al agregar un compuesto de Zr, un compuesto B y un compuesto de Si que contiene una sílice tipo placa, y además un compuesto de ácido nítrico, un agente de acoplamiento de silano, un compuesto fosforoso o un aditivo a agua desionizada junto con una resina orgánica de modo que los componentes de un revestimiento de aislamiento después del secado se muestran en las Tablas 8-1 y 8-2. Además, la concentración de adición al agua desionizada es de 50g/l.

Cada una de estas soluciones de tratamientos se aplica sobre la superficie de una pieza de prueba con un tamaño de 150 mm de ancho y 300 mm de longitud, la cual se cortó fuera de la chapa de acero magnético [A230 (JIS C 2552 (2000))] de 0.5 mm de espesor, por medio de un revestidor de rodillos, horneado en un horno de aire caliente a una temperatura de horneado (temperatura de alcance máximo sobre la chapa de acero) mostrada en las Tablas 8-1 y 8-2, y después se deja enfriar a temperatura ambiente para formar revestimientos de aislamiento sobre ambos lados.

Los resultados examinados sobre la resistencia a la corrosión y resistencia a la pulverización de las chapas de acero magnético obtenidas con revestimiento de semi-aislamiento se muestran en la Tabla 9.

Además, la resistencia al rayado, las chapas de acero se someten a recocido por liberación de tensión en una atmósfera de nitrógeno a 750°C durante 2 horas, la resistencia al rayado, resistencia a la adherencia, capacidad de soldadura de TIG, capacidad de punzonado, resistencia al agua, y apariencia después del recocido por liberación de tensión se examinan para obtener resultados también se muestran en la Tabla 9.

Además, el tipo del compuesto B se muestra en la Tabla 10.

También, el método de evaluación para cada propiedad es el mismo como en el Ejemplo 1. en o n Tabla 8-1 * El interior () muestra la proporción (% en masa) de silicc tipo placa en el compuesto de Si. El resto es SO (sílice coloidal) tv> e O Tabla 8-2 * El interior () muestra la proporción (% en masa) de sílice tipo placa en el compuesto de Si. El resto es SO (sílice coloidal) Tabla 9 Tabla 10 Como se muestra en la Tabla 9, todas las chapas de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico obtenido de acuerdo a la invención son excelentes no solamente en la resistencia a la corrosión y resistencia a la pulverización sino también a la resistencia al rayado después del recocido por liberación de tensión, resistencia a la adherencia, la capacidad de soldadura de TIG, la capacidad de punzonado y la resistencia al agua, y además excelente en la apariencia después del recocido por liberación de tensión.

Por otro lado, los Ejemplos Comparativos 1 y 2, en donde la cantidad del compuesto de Zr se encuentra fuera del margen adecuado, son particularmente deficientes en la resistencia a la corrosión, resistencia a la pulverización y resistencia al rayado después del recocido. El Ejemplo Comparativo 1 también es deficiente en la capacidad de soldadura de TIG y la apariencia después del recocido.

También, el Ejemplo Comparativo 3, en donde la cantidad del compuesto B es mayor al límite superior, es particularmente deficiente en la resistencia a la adherencia.

El Ejemplo Comparativo 4, en donde la cantidad del compuesto de Si es menor que el limite inferior, es deficiente en la resistencia a la corrosión y la capacidad de soldadura de TIG, mientras que el Ejemplo Comparativo 5, en donde la cantidad del compuesto de Si es mayor al limite superior, es particularmente deficiente en la resistencia a la pulverización y resistencia al rayado después del recocido.

Además, todos los Ejemplos Comparativos 6 a 12 que contienen una cantidad de compuesto de ácido nítrico o agente de acoplamiento de silano o compuesto fosforoso que excede sobre el margen adecuado son deficientes en la resistencia a la corrosión y resistencia al agua.

Además, el Ejemplo Comparativo 13 que utiliza solamente sílice coloidal sin sílice tipo placa como un compuesto de Si es particularmente deficiente en la resistencia a la corrosión, resistencia al agua y apariencia después del recocido, y tampoco es tan bueno como los Ejemplos Inventivos en la resistencia a la pulverización, resistencia al rayado después del recocido, resistencia a la adherencia y capacidad de punzonado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una chapa de acero magnético proporcionada sobre su superficie con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico caracterizada porque comprende un componente inorgánico y una resina orgánica, caracterizada porque el componente inorgánico del revestimiento comprende un compuesto de Zr y un compuesto de Si que contiene un sílice tipo placa como una proporción en un revestimiento seco de 20-70% en masa del compuesto de Zr (convertido a Zr02) y 10-50% en masa del compuesto de Si que contiene sílice tipo placa (convertido a Si02) , y el resto del revestimiento es la resina orgánica.

2. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la sílice tipo placa tiene un tamaño de partícula promedio de 10 a 600 nm.

3. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la sílice tipo placa tiene una proporción de aspecto (proporción de longitud promedio/espesor promedio) de 2 a 400.

4. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el componente inorgánico contiene además un compuesto B como una proporción en un revestimiento seco de 0.1-5% en masa de compuesto B (convertido a B203) .

5. La chapa de acero magnético con un revestimiento de aislamiento semi-orgánico de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el revestimiento contiene además no más de 30% en masa en total de uno o más de los compuestos seleccionados de ácido nítrico (convertido a NO3) , un agente de acoplamiento de silano (convertido a un contenido sólido) y un compuesto fosforoso (convertido a P2O5) como una proporción en un revestimiento seco.