RU2822141C2 - Sheet of anisotropic electrical steel and method of its production - Google Patents
Sheet of anisotropic electrical steel and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2822141C2 RU2822141C2 RU2023123337A RU2023123337A RU2822141C2 RU 2822141 C2 RU2822141 C2 RU 2822141C2 RU 2023123337 A RU2023123337 A RU 2023123337A RU 2023123337 A RU2023123337 A RU 2023123337A RU 2822141 C2 RU2822141 C2 RU 2822141C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- steel sheet
- insulating coating
- electrical steel
- anisotropic electrical
- Prior art date
Links
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 315
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 314
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 49
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 33
- OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N aluminum;borate Chemical compound [Al+3].[O-]B([O-])[O-] OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 67
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 42
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 40
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 claims description 36
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 33
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 79
- 229960002645 boric acid Drugs 0.000 description 43
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 43
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 25
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 22
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 17
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 12
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 7
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 229910052903 pyrophyllite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 4
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 3
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 2
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 2
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 NaCl Chemical class 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001649 dickite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N oxoborinic acid Chemical compound OB=O VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
[0001][0001]
Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, и в частности к листу анизотропной электротехнической стали с низкими магнитными потерями, а также к способу его производства. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2021-38990, поданной 11 марта 2021 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.The present invention relates to an anisotropic electrical steel sheet, and in particular to a low magnetic loss anisotropic electrical steel sheet, and a method for producing the same. Priority is claimed to Japanese Patent Application No. 2021-38990, filed March 11, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯPREREQUISITES FOR CREATION OF THE INVENTION
[0002][0002]
Лист анизотропной электротехнической стали представляет собой стальной лист, имеющий кристаллическую структуру с ориентацией (110)[001] в качестве главной ориентации и обычно содержащий 2 мас. % или больше Si. Он используется в основном в качестве материала сердечника для трансформаторов и т.п., и в частности имеется потребность в материалах с меньшими потерями энергии во время трансформации, то есть материалах с низкими магнитными потерями.The anisotropic electrical steel sheet is a steel sheet having a crystal structure with (110)[001] orientation as the main orientation and generally containing 2 wt. % or more Si. It is mainly used as a core material for transformers and the like, and in particular there is a need for materials with less energy loss during transformation, that is, low magnetic loss materials.
[0003][0003]
Типичный процесс производства листа анизотропной электротехнической стали является следующим. Сначала сляб, содержащий 2-4 мас. % Si, подвергается горячей прокатке, и горячекатаный лист отжигается. Затем его холодная прокатка выполняется один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить конечную толщину листа, а затем выполняется обезуглероживающий отжиг. Затем наносится сепаратор отжига, состоящий в основном из MgO, и выполняется финишный отжиг. В результате образуется кристаллическая структура с ориентацией (110)[001] в качестве главной ориентации, и пленка финишного отжига, состоящая в основном из форстерита (Mg2SiO4), формируется на поверхности стального листа. Наконец, наносится и обжигается покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия, и формируется изоляционное покрытие, после чего выполняется отгрузка.A typical production process for anisotropic electrical steel sheet is as follows. First, a slab containing 2-4 wt. % Si, is hot rolled, and the hot rolled sheet is annealed. It is then cold rolled one or more times with intermediate annealing in between to obtain the final sheet thickness, followed by decarburization annealing. An annealing separator, consisting mainly of MgO, is then applied and a finishing anneal is performed. As a result, a crystal structure with the (110)[001] orientation as the main orientation is formed, and a finishing film composed mainly of forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is formed on the surface of the steel sheet. Finally, the coating solution is applied and fired to form the insulation coating, and the insulation coating is formed, after which shipment is carried out.
[0004][0004]
Технология управления магнитным доменом представляет собой один способ для уменьшения магнитных потерь в листах анизотропной электротехнической стали. Когда магнитное поле переменного тока прикладывается к электротехническому стальному листу, направление магнитного поля периодически изменяется, но в электротехническом стальном листе образуются токи Фуко, которые препятствуют изменению направления магнитного поля. Поскольку эти токи Фуко увеличиваются с увеличением ширины магнитного домена, токи Фуко могут быть уменьшены путем сужения ширины магнитного домена. В качестве технологий управления магнитными доменами были разработаны различные методы. В качестве примера можно привести способ измельчения магнитных доменов путем лазерного облучения поверхности стального листа и способ формирования бороздок в стальном листе путем приложения механической нагрузки (царапания и т.д.) и измельчения магнитных доменов. В дополнение к этому можно упомянуть способ формирования открытой части основной стали на поверхности листа анизотропной электротехнической стали, на котором формируется изоляционное покрытие, с последующей обработкой периодических бороздок в стальном листе методом электролитического травления и измельчения магнитных доменов.Magnetic domain control technology is one method for reducing magnetic loss in anisotropic electrical steel sheets. When an AC magnetic field is applied to the electrical steel sheet, the direction of the magnetic field changes periodically, but Foucault currents are generated in the electrical steel sheet, which prevents the direction of the magnetic field from changing. Since these Foucault currents increase with increasing magnetic domain width, Foucault currents can be reduced by narrowing the magnetic domain width. Various methods have been developed as technologies for controlling magnetic domains. Examples include a method for grinding magnetic domains by laser irradiating the surface of a steel sheet and a method for forming grooves in a steel sheet by applying a mechanical load (scratching, etc.) and grinding the magnetic domains. In addition, mention may be made of a method of forming an open portion of a base steel on the surface of an anisotropic electrical steel sheet on which an insulating coating is formed, followed by processing periodic grooves in the steel sheet by electrolytic etching and magnetic domain grinding.
[0005][0005]
В дополнение к этому, лист анизотропной электротехнической стали обладает свойством улучшения магнитных потерь за счет придания натяжения листу анизотропной электротехнической стали. Следовательно, увеличение натяжения покрытия, действующего на лист анизотропной электротехнической стали, также является эффективным для снижения магнитных потерь. Например, известно, что кристаллическое покрытие на основе Al2O3-B2O3, полученное обжигом покрывающего раствора, состоящего в основном из золя глинозема и борной кислоты, имеет примерно вдвое большее натяжение, чем обычное покрытие.In addition to this, the anisotropic electrical steel sheet has the property of improving magnetic loss by imparting tension to the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, increasing the coating tension acting on the anisotropic electrical steel sheet is also effective in reducing magnetic loss. For example, it is known that a crystalline Al 2 O 3 -B 2 O 3 coating obtained by firing a coating solution consisting primarily of a sol of alumina and boric acid has approximately twice the tension of a conventional coating.
[0006][0006]
Комбинируя эти технологии, можно получить листы анизотропной электротехнической стали с очень низкими магнитными потерями, но в реальном производстве также важно максимально снизить затраты. В частности, когда формирование бороздки выполняется путем травления, нанесение и удаление резистивного покрытия является одной из причин увеличения стоимости.By combining these technologies, it is possible to obtain anisotropic electrical steel sheets with very low magnetic losses, but in actual production it is also important to reduce costs as much as possible. In particular, when groove formation is performed by etching, the application and removal of resistive coating is one of the reasons for the increased cost.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS
[0007][0007]
[Патентный документ 1][Patent Document 1]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2001-316896Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2001-316896
[Патентный документ 2][Patent Document 2]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2003-301272Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2003-301272
[Патентный документ 3][Patent Document 3]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2004-269925Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2004-269925
[Патентный документ 4][Patent Document 4]
Международная патентная заявка PCT № WO 2020/085024International Patent Application PCT No. WO 2020/085024
[Патентный документ 5][Patent Document 5]
Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2004-099929Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2004-099929
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION
[0008][0008]
Как было описано выше, были предприняты различные усовершенствования для уменьшения магнитных потерь в листах анизотропной электротехнической стали.As described above, various improvements have been made to reduce magnetic losses in anisotropic electrical steel sheets.
[0009][0009]
Патентный документ 1 раскрывает способ, в котором при обработке бороздок электролитическим травлением в качестве резиста используется изоляционное покрытие, сформированное на поверхности листа анизотропной электротехнической стали. В частности, Патентный документ 1 предлагает следующий способ. Сначала часть изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали удаляется лазерным облучением и т.п., обнаженная часть основного металла подвергается электролитическому травлению, и формируются бороздки. После этого снова наносится изоляционное покрытие. Изоляционное покрытие, используемое в качестве резиста, не нужно удалять даже после обработки травлением, и его можно использовать непосредственно в качестве изоляционного покрытия. Таким образом, считается, что в соответствии со способом производства Патентного документа 1 повышается эффективность работы при изготовлении листа анизотропной электротехнической стали с низкими магнитными потерями, и реализуется снижение затрат.Patent Document 1 discloses a method in which, in electrolytic etching groove processing, an insulating coating formed on the surface of an anisotropic electrical steel sheet is used as a resist. Specifically, Patent Document 1 proposes the following method. First, a portion of the insulating coating of the anisotropic electrical steel sheet is removed by laser irradiation or the like, the exposed portion of the base metal is electrolytically etched, and grooves are formed. After this, the insulating coating is applied again. The insulating coating used as resist does not need to be removed even after etching treatment, and can be used directly as an insulating coating. Thus, it is believed that according to the production method of Patent Document 1, the operating efficiency in producing the low magnetic loss anisotropic electrical steel sheet is improved and cost reduction is realized.
Однако, в способе производства в соответствии с Патентным документом 1 конкретный пример изоляционного покрытия, которое можно использовать в качестве резиста, не раскрывается.However, in the production method of Patent Document 1, a specific example of an insulating coating that can be used as a resist is not disclosed.
[0010][0010]
Патентный документ 2 предлагает использование изоляционного покрытия, состоящего в основном из коллоидного диоксида кремния и фосфата, в качестве резистивного покрытия для электролитического травления.Patent Document 2 proposes the use of an insulating coating composed primarily of colloidal silica and phosphate as a resistive coating for electrolytic etching.
Однако, как будет подробно описано ниже, при электролитическом травлении требуется, чтобы резистивное покрытие обладало химической стойкостью как к кислоте, так и к щелочи. Резистивное изоляционное покрытие Патентного документа 2 может не обладать достаточной устойчивостью к щелочи, и во время электролитического травления часто происходит отслаивание. Отслаивание изоляционного покрытия во время электролитического травления является значительным около бороздок. Если изоляционное покрытие отслаивается около бороздок, ширина бороздок в этом месте увеличивается, и образуются колебания ширины бороздок. Неравномерность ширины бороздки делает эффект измельчения магнитных доменов недостаточным, как будет описано ниже. Следовательно, требуется дальнейшее улучшение химической стойкости резистивного покрытия к кислоте и щелочи.However, as will be discussed in detail below, electrolytic etching requires that the resistive coating be chemically resistant to both acid and alkali. The resistive insulation coating of Patent Document 2 may not have sufficient alkali resistance, and peeling often occurs during electrolytic etching. Peeling of the insulating coating during electrolytic etching is significant near the grooves. If the insulation coating peels off near the grooves, the width of the grooves in this area increases, and fluctuations in the width of the grooves are formed. The uneven width of the groove makes the effect of refining the magnetic domains insufficient, as will be described below. Therefore, further improvement of the chemical resistance of the resistive coating to acid and alkali is required.
[0011][0011]
В Патентном документе 3 целью является создание изоляционного покрытия, которое не ухудшается даже при электролитическом травлении и имеет характеристики в качестве изоляционного покрытия для листов анизотропной электротехнической стали, например, изолирующее свойство, свойство придавать натяжение стальному листу и коррозионную стойкость. В качестве решения этой задачи предлагается обжиг покрывающего раствора, содержащего фосфат и коллоидный диоксид кремния. В частности, раскрывается, что характеристики изоляционного покрытия улучшаются за счет регулирования температуры обжига, например, натяжение покрытия увеличивается при установке относительно высокой температуры обжига от 600 до 900°C, а сопротивление покрытия (стойкость) повышается при установке относительно низкой температуры обжига от 400 до 600°С.In Patent Document 3, the object is to provide an insulating coating that is not degraded even by electrolytic etching and has characteristics as an insulating coating for anisotropic electrical steel sheets, such as insulating property, tension-providing property to the steel sheet, and corrosion resistance. A solution to this problem is the firing of a coating solution containing phosphate and colloidal silicon dioxide. In particular, it is disclosed that the performance of the insulating coating is improved by adjusting the firing temperature, for example, the coating tension is increased when the firing temperature is set to a relatively high temperature from 600 to 900°C, and the coating resistance (resistance) is increased when the firing temperature is set to a relatively low from 400 to 900°C. 600°C.
Однако, как будет описано ниже, в случае изоляционного покрытия, в основном состоящего из коллоидного диоксида кремния и фосфата, трудно одновременно увеличить как натяжение покрытия, так и сопротивление покрытия (стойкость), и существует некоторое компромиссное соотношение, при котором одно увеличивается, а другое уменьшается.However, as will be described below, in the case of an insulating coating primarily composed of colloidal silica and phosphate, it is difficult to simultaneously increase both the tension of the coating and the resistance of the coating (resistance), and there is some trade-off relationship in which one is increased and the other decreases.
[0012][0012]
Патентный документ 4 не описывает и не предлагает электролитическое травление, но раскрывает изоляционное покрытие для листов анизотропной электротехнической стали, имеющее высокое натяжение покрытия и исключительную коррозионную стойкость. В частности, Патентный документ 4 предлагает наносить покрывающий раствор для изоляционного покрытия, содержащий алюминийсодержащие частицы гидросиликата и борную кислоту, на лист электротехнической стали и проведение обжига при температуре от 600 до 1000°С, что позволяет получить высокое натяжение и исключительную коррозионную стойкость покрытия без использования соединений хрома. В дополнение к этому, здесь коррозионная стойкость представляет собой коррозионную стойкость обожженного изоляционного покрытия к нейтральному раствору NaCl, а не стойкость резистивного покрытия при электролитическом травлении.Patent Document 4 does not describe or propose electrolytic etching, but discloses an insulating coating for anisotropic electrical steel sheets having high coating tension and excellent corrosion resistance. In particular, Patent Document 4 proposes to apply an insulating coating coating solution containing aluminum-containing hydrosilicate particles and boric acid to an electrical steel sheet and firing at a temperature of 600 to 1000°C, thereby obtaining high tension and excellent corrosion resistance of the coating without using chromium compounds. In addition, here the corrosion resistance represents the corrosion resistance of the baked insulation coating to a neutral NaCl solution, rather than the resistance of the resistive coating to electrolytic etching.
Как было описано выше, Патентный документ 4 не описывает и не предлагает электролитическое травление изоляционного покрытия, и сопротивление покрытия (стойкость) в случае электролитического травления неизвестно.As described above, Patent Document 4 does not describe or propose electrolytic etching of an insulating coating, and the resistance of the coating (resistance) in the case of electrolytic etching is unknown.
[0013][0013]
Патентный документ 5 описывает, что после того, как сформированы форстеритовая пленка финишного отжига и изоляционное покрытие, содержащее борат алюминия, стальному листу придается натяжение путем создания локальных деформаций в форме точечных рядов и бороздок с помощью лазерного облучения, и может быть получен эффект низких магнитных потерь. Однако, в этом документе не описан конкретный способ формирования бороздок, и неясно, возможен ли способ формирования бороздок электролитическим травлением.Patent Document 5 describes that after the finishing annealing forsterite film and the insulating coating containing aluminum borate are formed, tension is applied to the steel sheet by generating local deformations in the form of dot rows and grooves by laser irradiation, and the effect of low magnetic loss can be obtained. . However, this document does not describe a specific method for forming grooves, and it is unclear whether the method for forming grooves by electrolytic etching is possible.
[0014][0014]
Ввиду вышеизложенных обстоятельств задачей настоящего изобретения является предложить лист анизотропной электротехнической стали с низкой стоимостью и небольшими колебаниями ширины бороздки, и в результате со стабильным эффектом управления магнитным доменом, а также способ производства такого листа.In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an anisotropic electrical steel sheet with low cost and small variation in groove width, and as a result with a stable magnetic domain control effect, as well as a method for producing such a sheet.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫREMEDIES FOR SOLVING THE PROBLEM
[0015][0015]
Суть настоящего изобретения состоит в том, чтобы сформировать изоляционное покрытие, содержащее псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, в качестве изоляционного покрытия для листов анизотропной электротехнической стали, и использовать его в качестве резистивного покрытия во время электролитического травления.The essence of the present invention is to form an insulating coating containing pseudo-tetragonal aluminum borate and silica as an insulating coating for anisotropic electrical steel sheets, and use it as a resistive coating during electrolytic etching.
Это изоляционное покрытие обладает исключительной химической стойкостью не только к кислоте, но и к щелочи, и при электролитическом травлении практически не происходит отслаивания и подобного. В результате можно формировать бороздки с небольшими колебаниями ширины и углубления в форме точечных рядов с небольшими колебаниями диаметра отверстия, а также можно реализовать эффект измельчения магнитного домена, то есть низкие магнитные потери. Здесь, поскольку бороздки и углубления в форме рядов точек не исчезают даже после последующего отжига для снятия напряжения и т.п., эффект измельчения магнитных доменов также не исчезает.This insulating coating has exceptional chemical resistance not only to acid but also to alkali, and with electrolytic etching there is virtually no peeling or similar. As a result, grooves with small variations in width and recesses in the form of dot rows with small variations in hole diameter can be formed, and the effect of magnetic domain refinement, that is, low magnetic losses, can be realized. Here, since the grooves and depressions in the form of rows of dots do not disappear even after subsequent annealing to relieve stress, etc., the effect of refining the magnetic domains also does not disappear.
Кроме того, поскольку покрытие, содержащее псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, можно использовать не только в качестве резистивной пленки, но и в качестве изоляционного покрытия как такового, процесс упрощается, эффективность работы повышается, а также уменьшается стоимость. В дополнение к этому, это покрытие может придавать высокое натяжение электротехническому стальному листу, что дополнительно способствует снижению магнитных потерь.In addition, since the coating containing pseudo-tetragonal aluminum borate and silica can be used not only as a resistive film but also as an insulating coating itself, the process is simplified, the operating efficiency is improved, and the cost is reduced. In addition, this coating can impart high tension to the electrical steel sheet, which further helps reduce magnetic loss.
[0016][0016]
В соответствии с настоящим изобретением в качестве средства решения проблемы предусматриваются следующие аспекты.According to the present invention, the following aspects are provided as a means to solve the problem.
(1) Лист анизотропной электротехнической стали, имеющий пленку финишного отжига, состоящую в основном из форстерита, и изоляционное покрытие, содержащее на своей поверхности псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, причем одна или обе поверхности стального листа имеют линейные бороздки или ряды углублений точечной формы глубиной от 5 до 40 мкм.(1) An anisotropic electrical steel sheet having a finish annealing film consisting mainly of forsterite and an insulating coating containing on its surface pseudo-tetragonal aluminum borate and silicon dioxide, wherein one or both surfaces of the steel sheet have linear grooves or rows of dot-shaped depressions with a depth of from 5 to 40 microns.
(2) Способ производства листа анизотропной электротехнической стали, включающий в себя формирование изоляционного покрытия путем нанесения покрывающего раствора, состоящего из частиц водного силиката, содержащих алюминий и борную кислоту, на лист анизотропной электротехнической стали после финишного отжига и обжига этого покрытия, затем удаление части изоляционного покрытия на одной или обеих поверхностях в линейной форме или в форме ряда точек для обнажения основной стали, а затем формирование линейных бороздок или рядов точечных углублений глубиной от 5 до 40 мкм путем электролитического травления.(2) A method for producing an anisotropic electrical steel sheet, which includes forming an insulating coating by applying a coating solution consisting of aqueous silicate particles containing aluminum and boric acid onto the anisotropic electrical steel sheet after finishing annealing and firing the coating, then removing part of the insulating coating one or both surfaces in a linear form or in the form of a series of points to expose the underlying steel, and then forming linear grooves or series of point depressions 5 to 40 µm deep by electrolytic etching.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯUSEFUL EFFECTS OF THE INVENTION
[0017][0017]
Покрытие, содержащее псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, нанесенное на лист анизотропной электротехнической стали согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, используется в качестве резистивного покрытия и обладает исключительной химической стойкостью не только к кислоте, но также и к щелочи. Следовательно, это покрытие имеет меньшую склонность к отслаивания при электролитическом травлении, травление может выполняться стабильно, и выход продукта может увеличиться.A coating containing pseudo-tetragonal aluminum borate and silica applied to an anisotropic electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention is used as a resistive coating and has excellent chemical resistance not only to acid but also to alkali. Therefore, this coating has less tendency to peel off during electrolytic etching, etching can be carried out stably, and product yield can be increased.
В дополнение к этому, в соответствии с таким стабильным травлением на электротехническом стальном листе может быть выполнена точная обработка бороздок, и может быть реализован эффект измельчения магнитных доменов, то есть могут быть получены низкие магнитные потери. Здесь, поскольку бороздки не исчезают даже после последующего отжига для снятия напряжения и т.п., эффект измельчения магнитных доменов также не исчезает.In addition, according to such stable etching, precise groove processing can be performed on the electrical steel sheet, and the magnetic domain refinement effect can be realized, that is, low magnetic loss can be obtained. Here, since the grooves do not disappear even after subsequent annealing to relieve stress, etc., the effect of magnetic domain refinement also does not disappear.
Кроме того, поскольку покрытие можно без изменений использовать не только в качестве резистивной пленки, но и в качестве изоляционного покрытия, производственный процесс упрощается, и таким образом повышается эффективность работы, а также реализуется снижение затрат.In addition, since the coating can be used without modification not only as a resistive film but also as an insulating coating, the production process is simplified, and thus operating efficiency is improved and cost reduction is realized.
В дополнение к этому, это изоляционное покрытие может придавать электротехническому стальному листу высокое натяжение, и тем самым можно дополнительно способствовать снижению магнитных потерь.In addition, this insulating coating can impart high tension to the electrical steel sheet, and thereby can further help reduce magnetic loss.
Поэтому, в соответствии с настоящим изобретением можно обеспечить лист анизотропной электротехнической стали с низкой ценой и небольшими колебаниями ширины бороздки, обладающий в результате этого устойчивым эффектом управления магнитным доменом, а также способ его производства.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an anisotropic electrical steel sheet with low cost and small variation in groove width, thereby having a stable magnetic domain control effect, as well as a production method thereof.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0018][0018]
Фиг. 1 схематически иллюстрирует прямую и непрямую проводимость при электролитическом травлении.Fig. 1 schematically illustrates direct and indirect conduction in electrolytic etching.
Фиг. 2 представляет собой график, показывающий взаимосвязь между температурой обжига и свойствами (электролитическим током и натяжением покрытия) изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали с изоляционным покрытием в предшествующем уровне техники.Fig. 2 is a graph showing the relationship between the firing temperature and the properties (electrolytic current and coating tension) of the insulating coating of the insulating-coated anisotropic electrical steel sheet in the prior art.
Фиг. 3 представляет собой график, показывающий взаимосвязь между температурой обжига и свойствами (электролитическим током и натяжением покрытия) изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 3 is a graph showing the relationship between the firing temperature and the properties (electrolytic current and coating tension) of the insulating coating of an anisotropic electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯOPTIONS FOR IMPLEMENTING THE INVENTION
[0019][0019]
Типичный способ производства листа анизотропной электротехнической стали является следующим, и для листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления, если нет каких-либо конкретных противоречий, может быть применен производственный процесс в соответствии с общим способом. Сначала сляб, содержащий 2-4 мас. % Si, подвергается горячей прокатке, и горячекатаный лист отжигается. Затем его холодная прокатка выполняется один или несколько раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить конечную толщину листа, а затем выполняется обезуглероживающий отжиг. Затем наносится сепаратор отжига, состоящий в основном из MgO, и выполняется финишный отжиг. В результате образуется кристаллическая структура с ориентацией (110)[001] в качестве главной ориентации, и пленка финишного отжига, состоящая в основном из форстерита (Mg2SiO4), формируется на поверхности стального листа. Затем наносится и обжигается покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия (в данном описании он может упоминаться как покрывающий раствор или жидкость для формирования изоляционного покрытия), и изоляционное покрытие формируется на поверхности покрытия финишного отжига. Затем лист анизотропной электротехнической стали, на котором сформировано изоляционное покрытие, отгружается.A typical production method for anisotropic electrical steel sheet is as follows, and for the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, if there is no specific discrepancy, the production process in accordance with the general method can be applied. First, a slab containing 2-4 wt. % Si, is hot rolled, and the hot rolled sheet is annealed. It is then cold rolled one or more times with intermediate annealing in between to obtain the final sheet thickness, followed by decarburization annealing. An annealing separator, consisting mainly of MgO, is then applied and a finishing anneal is performed. As a result, a crystal structure with the (110)[001] orientation as the main orientation is formed, and a finishing film composed mainly of forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is formed on the surface of the steel sheet. Then, a coating solution to form an insulating coating (in this specification may be referred to as a coating solution or an insulating coating liquid) is applied and fired, and an insulating coating is formed on the surface of the finishing annealing coating. Then the anisotropic electrical steel sheet on which the insulating coating is formed is shipped.
[0020][0020]
Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения имеет пленку финишного отжига, в основном состоящую из форстерита, и изоляционное покрытие, содержащее псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния на его поверхности, и одна или обе поверхности стального листа имеют линейные бороздки глубиной от 5 до 40 мкм с небольшой флуктуацией ширины бороздки, или ряды точечных углублений с небольшой флуктуацией диаметра.The anisotropic electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention has a finish annealing film mainly composed of forsterite and an insulating coating containing pseudo-tetragonal aluminum borate and silica on its surface, and one or both surfaces of the steel sheet have linear grooves with a depth of 5 to 40 µm with slight fluctuation in groove width, or rows of pinholes with slight fluctuation in diameter.
[0021][0021]
Пленка финишного отжига, состоящая в основном из форстерита, получается путем нанесения сепаратора отжига, содержащего MgO, на поверхность стального листа (подвергнутого обезуглероживающему отжигу) и выполнения финишного отжига. MgO в сепараторе отжига реагирует со слоем внутреннего окисления SiO2, образуя на поверхности стального листа пленку финишного отжига, состоящую в основном из форстерита (Mg2SiO4). Слой внутреннего окисления SiO2 формируется на поверхностном слое стального листа путем окисления Si в стальном листе во время обезуглероживающего отжига. Здесь, если количество MgO в сепараторе отжига является недостаточным, поскольку форстерит (Mg2SiO4) не может быть сформирован в достаточной степени, содержание MgO в сепараторе отжига может составлять 50 мас. % или больше.A finish annealing film, consisting mainly of forsterite, is produced by applying an annealing separator containing MgO to the surface of a steel sheet (subjected to decarburization annealing) and performing a finish annealing. The MgO in the annealing separator reacts with the internal oxidation layer of SiO 2 to form a finish annealing film consisting mainly of forsterite (Mg 2 SiO 4 ) on the surface of the steel sheet. An internal oxidation layer of SiO 2 is formed on the surface layer of the steel sheet by oxidizing Si in the steel sheet during decarburization annealing. Here, if the amount of MgO in the annealing separator is insufficient because forsterite (Mg 2 SiO 4 ) cannot be formed sufficiently, the MgO content in the annealing separator may be 50 mass. % or more.
[0022][0022]
Изоляционное покрытие, содержащее псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, получается путем нанесения покрывающего раствора, содержащего частицы алюминийсодержащего гидросиликата и борную кислоту, на стальной лист, имеющий вышеупомянутое покрытие финишного отжига, и обжига покрывающего раствора. Следовательно, изоляционное покрытие может содержать псевдотетрагональный борат алюминия xAl2О3⋅yB2O3, полученный в результате реакции алюминиевого компонента в частицах гидросиликата с борной кислотой, и аморфный компонент, такой как диоксид кремния, полученный из остаточных компонентов, отличающихся от Al, в частицах гидросиликата. Изоляционное покрытие, содержащее псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, имеет исключительное натяжение покрытия и исключительную коррозионную стойкость. Считается, что это связано с тем, что псевдотетрагональные кристаллы бората алюминия вызывают исключительное натяжение покрытия, а исключительная коррозионная стойкость достигается за счет использования структуры, в которой аморфный слой, такой как диоксид кремния, окружает кристаллическую фазу.An insulating coating containing pseudo-tetragonal aluminum borate and silica is obtained by applying a coating solution containing aluminum hydrosilicate particles and boric acid to a steel sheet having the above-mentioned finish annealing coating and firing the coating solution. Therefore, the insulating coating may contain pseudo-tetragonal aluminum borate xAl 2 O 3 ⋅yB 2 O 3 obtained by reacting the aluminum component in the hydrosilicate particles with boric acid, and an amorphous component such as silica obtained from residual components other than Al, in hydrosilicate particles. The insulating coating containing pseudo-tetragonal aluminum borate and silica has exceptional coating tension and exceptional corrosion resistance. This is believed to be due to the pseudo-tetragonal aluminum borate crystals causing exceptional tension in the coating, and exceptional corrosion resistance is achieved by using a structure in which an amorphous layer such as silica surrounds the crystalline phase.
[0023][0023]
Здесь исключительные натяжение покрытия и коррозионная стойкость могут быть такими же или лучше, чем у обычного изоляционного покрытия, в частности у изоляционного покрытия, получаемого с использованием раствора, содержащего соединение хрома, которое широко использовалось в предшествующем уровне техники. Для справки, в изоляционном покрытии, получаемом с использованием раствора, содержащего соединение хрома, натяжение покрытия составляет приблизительно 8 МПа, а коррозионная стойкость составляет 0%. В изоляционном покрытии в соответствии с настоящим вариантом осуществления с учетом приемлемой вероятности натяжение покрытия может составлять 5 МПа или больше, предпочтительно 8 МПа или больше, и более предпочтительно 10 МПа или больше. Кроме того, коррозионная стойкость может составлять 10% или меньше, предпочтительно 5% или меньше, более предпочтительно 1% или меньше, или 0%. Способ оценки коррозионной стойкости будет описан ниже.Here, the exceptional tensile strength and corrosion resistance of the coating can be the same as or better than that of a conventional insulating coating, in particular an insulating coating produced using a solution containing a chromium compound, which has been widely used in the prior art. For reference, in an insulating coating produced using a solution containing a chromium compound, the coating tension is approximately 8 MPa and the corrosion resistance is 0%. In the insulating coating according to the present embodiment, taking into account an acceptable probability, the tension of the coating may be 5 MPa or more, preferably 8 MPa or more, and more preferably 10 MPa or more. In addition, the corrosion resistance may be 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less, or 0%. The corrosion resistance evaluation method will be described below.
Подробные условия для получения изоляционного покрытия, такие как состав покрывающего раствора и температура обжига, будут описаны ниже.Detailed conditions for obtaining the insulating coating, such as the composition of the coating solution and the firing temperature, will be described below.
[0024][0024]
В дополнение к этому, изоляционное покрытие в соответствии с настоящим вариантом осуществления обладает исключительной стойкостью при электролитическом травлении и, следовательно, может использоваться в качестве резистивного покрытия. В частности, это изоляционное покрытие обладает исключительной химической стойкостью не только к кислоте, но и к щелочи, а также с меньшей вероятностью растворяется и отслаивается при электролитическом травлении. В результате уменьшаются флуктуация ширины бороздки и флуктуация диаметра углублений после травления.In addition, the insulating coating according to the present embodiment has excellent resistance to electrolytic etching and therefore can be used as a resistive coating. In particular, this insulating coating has exceptional chemical resistance not only to acid but also to alkali, and is less likely to dissolve and peel off during electrolytic etching. As a result, the fluctuation of the groove width and the fluctuation of the diameter of the recesses after etching are reduced.
[0025][0025]
Причина, по которой при электролитическом травлении требуется химическая стойкость не только к кислоте, но и к щелочи, будет описана со ссылкой на Фиг. 1. При электролитическом травлении объект, подлежащий травлению (стальной лист), погружается в раствор электролита, к объекту, подлежащему травлению (стальному листу), прикладывается ток, и объект, подлежащий травлению (стальной лист), подвергается электрическому растворению. Как правило, в реальных производственных масштабах стальные листы с учетом производительности обрабатываются непрерывно. Во время непрерывной обработки, если на стальной лист не нанесено изоляционное покрытие, как показано слева на Фиг. 1, возможна прямая проводимость, при которой один электрод контактирует со стальным листом S вне ванны с электролитическим раствором 1 через проводящий валик 2, а другой электрод 3 помещается в ванну с электролитическим раствором 1. Однако, в стальном листе, на который нанесено изоляционное покрытие, поскольку прямая проводимость с проводящим роликом невозможна, как показано справа на Фиг. 1, используется непрямая проводимость. При непрямой проводимости оба электрода 3A и 3B помещаются в ванну с раствором электролита 1, и свойства окружающей жидкости изменяются в соответствии с электродами 3А и 3В. В частности, сторона положительного электрода 3A становится кислой, а сторона отрицательного электрода 3B становится щелочной. Следовательно, объект, подлежащий травлению (стальной лист), в частности его резистивный материал, должен иметь химическую стойкость как к кислотам, так и к щелочам.The reason why chemical resistance not only to acid but also to alkali is required in electrolytic etching will be described with reference to FIG. 1. In electrolytic etching, the object to be etched (steel sheet) is immersed in an electrolyte solution, current is applied to the object to be etched (steel sheet), and the object to be etched (steel sheet) is electrically dissolved. Typically, in actual production scales, steel sheets are processed continuously based on productivity. During continuous processing, if the steel sheet is not coated with insulation as shown on the left in FIG. 1, direct conduction is possible in which one electrode is in contact with the steel sheet S outside the electrolytic solution bath 1 through the conductive roller 2, and the other electrode 3 is placed in the electrolytic solution bath 1. However, in the steel sheet on which an insulating coating is applied, since direct conduction with the conductive roller is not possible, as shown on the right in FIG. 1, indirect conduction is used. In indirect conduction, both electrodes 3A and 3B are placed in a bath of electrolyte solution 1, and the properties of the surrounding liquid are changed in accordance with the electrodes 3A and 3B. Specifically, the positive electrode side 3A becomes acidic and the negative electrode side 3B becomes alkaline. Therefore, the object to be etched (steel sheet), in particular its resistive material, must have chemical resistance to both acids and alkalis.
[0026][0026]
Как видно из предшествующего уровня техники, например, Патентных документов 2 и 3, изоляционное покрытие (резистивное покрытие), в основном состоящее из коллоидного диоксида кремния и фосфата, не обладает достаточной устойчивостью к щелочи и часто растворяется и отслаивается во время электролитического травления. Если резистивное покрытие легко отслаивается, поскольку отслоение резистивного покрытия происходит в значительной степени вблизи бороздок, флуктуации ширины бороздок и диаметра углублений становятся значительными. В результате трудно достичь желаемого эффекта измельчения магнитных доменов, то есть низких магнитных потерь, и выход продукта также уменьшается.As can be seen from the prior art, for example, Patent Documents 2 and 3, the insulating coating (resistive coating), mainly composed of colloidal silica and phosphate, does not have sufficient alkali resistance and often dissolves and peels off during electrolytic etching. If the resistive coating is easily peeled off, since the peeling of the resistive coating occurs to a large extent in the vicinity of the grooves, fluctuations in the width of the grooves and the diameter of the grooves become significant. As a result, it is difficult to achieve the desired magnetic domain refinement effect, that is, low magnetic loss, and the product yield is also reduced.
[0027][0027]
С другой стороны, изоляционное покрытие в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет исключительную химическую стойкость не только к кислоте, но также и к щелочи, и отслаивание и т.п. практически не происходит во время электролитического травления. Следовательно, электролитическое травление может проводиться стабильно, а выход продукта может увеличиваться. В дополнение к этому, в соответствии с таким стабильным электролитическим травлением лист электротехнической стали может быть подвергнут точной обработке бороздок или выемок в форме ряда точек, и может быть реализован эффект измельчения магнитных доменов, то есть могут быть получены низкие магнитные потери. Здесь, поскольку бороздки и углубления в форме рядов точек не исчезают даже после последующего отжига для снятия напряжения и т.п., эффект измельчения магнитных доменов также не исчезает.On the other hand, the insulation coating according to the present embodiment has excellent chemical resistance not only to acid, but also to alkali, and peeling and the like. practically does not occur during electrolytic etching. Therefore, electrolytic etching can be carried out stably and the product yield can be increased. In addition, according to such stable electrolytic etching, the electrical steel sheet can be precisely processed into grooves or grooves into a series of dots, and the magnetic domain refinement effect can be realized, that is, low magnetic loss can be obtained. Here, since the grooves and depressions in the form of rows of dots do not disappear even after subsequent annealing to relieve stress, etc., the effect of refining the magnetic domains also does not disappear.
[0028][0028]
Для количественной оценки химической стойкости изоляционного покрытия к кислоте и щелочи можно использовать следующий метод. То есть существует метод, при котором часть покрытия резистом с определенной площадью, представляющая собой часть, в которой основная сталь не обнажена, погружается в раствор электролита, и наблюдается изменение тока во времени при постоянном напряжении. Например, электротехнический стальной лист, на котором сформировано изоляционное покрытие (покрытие резиста), разрезается на куски размером 55 мм × 150 мм и покрывается виниловой клейкой лентой так, чтобы часть резистивного покрытия размером 20 мм × 20 мм была обнажена и обращена к противоэлектроду из покрытого платиной титанового листа в 10% растворе NaCl, расстояние между обнаженной частью и электродом устанавливается равным 40 мм, электролиз выполняется путем приложения напряжения 10 В между обнаженной частью и электродом, и измеряется изменение с течением времени плотности тока, протекающего между обнаженной частью и электродом. Даже если электролиз инициируется при приложении напряжения, чем труднее течь току, тем меньше вероятность отслаивания, то есть тем выше химическая стойкость. При количестве образующегося после обжига изоляционного покрытия около 4,5 г/м2, если плотность тока через 20 с после подачи напряжения составляет 0,5 А/см2 или меньше, резистивная часть покрытия может быть оценена как стабильная без отслаивания изоляционного покрытия. Когда плотность тока ниже, химическая стойкость выше, и таким образом плотность тока может предпочтительно составлять 0,2 А/см2 или меньше, и более предпочтительно 0,1 А/см2 или меньше.The following method can be used to quantify the chemical resistance of an insulation coating to acid and alkali. That is, there is a method in which a portion of the resist coating with a certain area, which is the part in which the underlying steel is not exposed, is immersed in an electrolyte solution, and the change in current over time is observed at a constant voltage. For example, an electrical steel sheet on which an insulating coating (resist coating) is formed is cut into 55 mm × 150 mm pieces and covered with vinyl adhesive tape so that a 20 mm × 20 mm portion of the resistive coating is exposed and faces the coated counter electrode. platinum titanium sheet in 10% NaCl solution, the distance between the exposed part and the electrode is set to 40 mm, electrolysis is performed by applying a voltage of 10 V between the exposed part and the electrode, and the change over time in the current density flowing between the exposed part and the electrode is measured. Even if electrolysis is initiated by applying voltage, the more difficult it is for current to flow, the less likely it is to peel off, i.e., the higher the chemical resistance. When the amount of insulating coating formed after firing is about 4.5 g/m 2 , if the current density 20 s after applying voltage is 0.5 A/cm 2 or less, the resistive part of the coating can be judged to be stable without peeling off the insulating coating. When the current density is lower, the chemical resistance is higher, and thus the current density may preferably be 0.2 A/cm 2 or less, and more preferably 0.1 A/cm 2 or less.
[0029][0029]
На одной поверхности или обеих поверхностях листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеются линейные бороздки или углубления в виде рядов точек глубиной от 5 до 40 мкм.On one surface or both surfaces of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, there are linear grooves or depressions in the form of rows of dots with a depth of 5 to 40 μm.
[0030][0030]
Благодаря наличию этих линейных бороздок или углублений магнитный домен электротехнического стального листа измельчается, и реализуются низкие магнитные потери. Эти линейные бороздки или углубления могут быть получены с помощью следующей процедуры. Изоляционное покрытие, обожженное на одной поверхности или на обеих поверхностях стального листа, частично удаляется в форме непрерывной линии или в форме прерывистого ряда точек. В качестве метода частичного удаления изоляционного покрытия может быть использовано, например, лазерное облучение, описанное в Патентных документах 1-3, и могут быть использованы другие способы, с помощью которых можно получить такие же результаты. В последующем процессе электролитического травления бороздки или углубления обрабатываются в соответствии с формой удаленного изоляционного покрытия. Эта форма оказывает большое влияние на магнитные характеристики. Глубина бороздок или углублений, которые являются частями, с которых удалено изоляционное покрытие, составляет 5-40 мкм. Если глубина бороздок или углублений составляет менее 5 мкм, магнитный эффект измельчения магнитного домена становится недостаточным, а если эта глубина составляет более 40 мкм, плотность магнитного потока значительно снижается. В дополнение к этому, если явно не указано иное, начальной точкой глубины является поверхность основного металла стального листа, и расстояние от этой начальной точки до стального листа в направлении внутрь (в направлении толщины листа) упоминается как глубина. Например, глубина 5 мкм относится к расстоянию 5 мкм от поверхности основного металла стального листа до стального листа в направлении внутрь (в направлении толщины листа). Глубина бороздок или углублений может составлять 22 мм или больше или 22 мм или меньше.Due to the presence of these linear grooves or depressions, the magnetic domain of the electrical steel sheet is refined and low magnetic losses are realized. These linear grooves or depressions can be produced using the following procedure. The insulating coating burned on one surface or both surfaces of the steel sheet is partially removed in the form of a continuous line or in the form of an intermittent series of dots. As a method for partially removing the insulating coating, for example, laser irradiation described in Patent Documents 1 to 3 can be used, and other methods can be used that can obtain the same results. In a subsequent electrolytic etching process, the grooves or depressions are machined to match the shape of the removed insulating coating. This shape has a great influence on the magnetic characteristics. The depth of the grooves or recesses, which are the parts from which the insulating coating has been removed, is 5-40 microns. If the depth of the grooves or recesses is less than 5 μm, the magnetic refinement effect of the magnetic domain becomes insufficient, and if the depth is more than 40 μm, the magnetic flux density is greatly reduced. In addition, unless expressly stated otherwise, the starting point of the depth is the surface of the base metal of the steel sheet, and the distance from this starting point to the steel sheet in the inward direction (in the sheet thickness direction) is referred to as the depth. For example, a depth of 5 μm refers to a distance of 5 μm from the surface of the base metal of the steel sheet to the steel sheet in the inward direction (in the sheet thickness direction). The depth of the grooves or recesses may be 22 mm or more or 22 mm or less.
[0031][0031]
В дополнение к этому, форма бороздок или углублений и т.п. может подходящим образом регулироваться в соответствии с желаемым эффектом измельчения магнитных доменов и т.п. В одном варианте осуществления ширина бороздки может составлять 50 мкм или больше или 150 мкм или больше. В дополнение к этому, ширина бороздки может составлять 400 мкм или меньше или 150 мкм или меньше. В дополнение к этому, интервал между бороздками может составлять, например, 2 мм или больше или 3 мм или больше. В дополнение к этому, интервал между бороздками может составлять, например, 8 мм или меньше или 3 мм или меньше.In addition to this, the shape of the grooves or recesses and the like. can be suitably adjusted according to the desired effect of refining magnetic domains and the like. In one embodiment, the groove width may be 50 μm or greater or 150 μm or greater. In addition, the groove width may be 400 µm or less or 150 µm or less. In addition, the interval between the grooves may be, for example, 2 mm or more or 3 mm or more. In addition, the interval between the grooves may be, for example, 8 mm or less or 3 mm or less.
В дополнение к этому, в случае формы ряда точек диаметр точки (точечной отметки) может составлять, например, 50 мкм или больше или 150 мкм или больше. В дополнение к этому, диаметр точки может составлять, например, 400 мкм или меньше или 150 мкм или меньше. Расстояние между центрами смежных точек может составлять, например, 50 мкм или больше или 300 мкм или больше. В дополнение к этому, расстояние между центрами смежных точек составляет 1000 мкм или меньше или 300 мкм или меньше. Интервал между рядами составляет, например, 2 мм или больше или 3 мм или больше. В дополнение к этому, интервал между рядами составляет, например, 8 мм или меньше или 3 мм или меньше. В дополнение к этому, направление линии или ряда точек может составлять угол 45-90° к направлению прокатки.In addition, in the case of a dot row shape, the diameter of the dot (dot mark) may be, for example, 50 µm or more or 150 µm or more. In addition, the dot diameter may be, for example, 400 µm or less or 150 µm or less. The distance between the centers of adjacent dots may be, for example, 50 μm or more or 300 μm or more. In addition to this, the distance between the centers of adjacent dots is 1000 µm or less or 300 µm or less. The spacing between rows is, for example, 2 mm or more or 3 mm or more. In addition to this, the spacing between rows is, for example, 8 mm or less or 3 mm or less. In addition, the direction of the line or series of points may be at an angle of 45-90° to the rolling direction.
Флуктуации s ширины бороздок и диаметра углублений являются важными, и для того, чтобы получить эффект управления магнитным доменом, желательно, чтобы стандартное отклонение ширины бороздок и диаметра углублений было в пределах ±20% или меньше в любом случае и для бороздок и для углублений. Стандартное отклонение ширины бороздок и диаметра углублений более предпочтительно находится в пределах ±10%.Fluctuations s of the groove width and dimple diameter are important, and in order to obtain the magnetic domain control effect, it is desirable that the standard deviation of the groove width and dimple diameter be within ±20% or less in either case for both grooves and dimples. The standard deviation of the width of the grooves and the diameter of the grooves is more preferably within ±10%.
[0032][0032]
Глубиной бороздок или углублений можно управлять с помощью плотности тока и времени электролитического травления. В дополнение к этому, скоростью травления можно управлять, изменяя плотность тока. Следовательно, даже если скорость линии меняется в зависимости от состояния оборудования, с этим можно легко справиться.The depth of the grooves or depressions can be controlled by current density and electrolytic etching time. In addition to this, the etch rate can be controlled by changing the current density. Therefore, even if the line speed varies depending on the condition of the equipment, it can be easily handled.
[0033][0033]
Если плотность тока слишком высока, повреждение изоляционного покрытия становится большим, и оборудование становится большим, и таким образом плотность тока на единицу площади стального листа может составлять 0,6 А/см2 (60 А/дм2) или меньше. В дополнение к этому, если плотность тока будет слишком низкой, то эффективность тока будет падать, но, как описано выше, плотность тока особенно не ограничивается, чтобы соответствовать условиям оборудования. Растворы нейтральных солей, таких как NaCl, NaNO3 и Na2SO4, могут использоваться в качестве раствора электролита для электролитического травления, поскольку их легко обрабатывать. Как было описано выше, поскольку на стальной лист нанесено изоляционное покрытие (резистивное покрытие), травление осуществляется в соответствии со способом непрямой проводимости.If the current density is too high, the damage to the insulating coating becomes large and the equipment becomes large, and thus the current density per unit area of the steel sheet may be 0.6 A/cm 2 (60 A/dm 2 ) or less. In addition to this, if the current density is too low, the current efficiency will drop, but as described above, the current density is not particularly limited to suit the equipment conditions. Solutions of neutral salts such as NaCl, NaNO 3 and Na 2 SO 4 can be used as the electrolyte solution for electrolytic etching because they are easy to process. As described above, since an insulating coating (resistive coating) is applied to the steel sheet, etching is carried out according to the indirect conduction method.
[0034][0034]
На поверхность стального листа, полученного после электролитического травления, поскольку основная сталь обнажается в форме бороздок или углублений, по мере необходимости на всю поверхность стального листа снова может быть нанесено изоляционное покрытие или антикоррозионное покрытие. В этом случае, если SiO2 осаждается в не содержащей форстерита части бороздок или углублений, он легко формирует покрытие, и поэтому стальной лист можно подвергать электролитической обработке в водном растворе силиката.On the surface of the steel sheet obtained after electrolytic pickling, since the base steel is exposed in the form of grooves or depressions, an insulating coating or anti-corrosion coating can again be applied to the entire surface of the steel sheet as necessary. In this case, if SiO 2 is deposited in the forsterite-free portion of the grooves or depressions, it easily forms a coating, and therefore the steel sheet can be subjected to electrolytic treatment in an aqueous silicate solution.
[0035][0035]
Далее будут подробно описаны условия изготовления изоляционного покрытия (резистивного покрытия) согласно одному варианту осуществления и т.п. Изоляционное покрытие получается путем нанесения покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия на лист анизотропной электротехнической стали, имеющий пленку финишного отжига после финишного отжига, а затем выполнения обработки обжигом.Next, manufacturing conditions for an insulating coating (resistive coating) according to one embodiment and the like will be described in detail. The insulating coating is obtained by applying a coating solution to form an insulating coating on an anisotropic electrical steel sheet having a finish annealing film after finishing annealing, and then performing a baking treatment.
[0036][0036]
<Раствор для формирования изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали><Solution for forming insulating coating of anisotropic electrical steel sheet>
Покрывающий раствор (жидкость) для формирования изоляционного покрытия листов анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит частицы гидросиликата, содержащие алюминий и борную кислоту. Таким образом, используется изоляционное покрытие, раскрытое в Патентном документе 4.The coating solution (liquid) for forming an insulating coating on anisotropic electrical steel sheets according to the present embodiment contains hydrosilicate particles containing aluminum and boric acid. Thus, the insulation coating disclosed in Patent Document 4 is used.
[0037][0037]
Далее будут описаны соответствующие материалы, составляющие покрывающий раствор в соответствии с настоящим вариантом осуществления.Next, the corresponding materials constituting the coating solution according to the present embodiment will be described.
[0038][0038]
(Частицы гидросиликата)(Hydrosilicate particles)
Покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия содержит частицы гидросиликата. Может использоваться один тип частиц гидросиликата, или могут использоваться два или более типов частиц гидросиликата.The coating solution for forming the insulating coating contains hydrosilicate particles. One type of hydrosilicate particle may be used, or two or more types of hydrosilicate particle may be used.
Гидросиликаты также называются глинистыми минералами и во многих случаях имеют слоистую структуру. Слоистая структура состоит из силикатного слоя 1:1, представленного формулой состава X2-3Si2O5(OH)4, и силикатного слоя 2:1, представленного формулой состава X2-3(Si, Al)4O10(OH)2 (где X представляет собой Al, Mg, Fe и т.д.), ламинированных по отдельности или в комбинации. По меньшей мере одно из молекул воды и ионов может содержаться между слоями этой слоистой структуры.Hydrosilicates are also called clay minerals and in many cases have a layered structure. The layered structure consists of a 1:1 silicate layer, represented by the composition formula X 2-3 Si 2 O 5 (OH) 4 , and a 2:1 silicate layer, represented by the composition formula X 2-3 (Si, Al) 4 O 10 (OH ) 2 (where X represents Al, Mg, Fe, etc.), laminated individually or in combination. At least one of water molecules and ions may be contained between the layers of this layered structure.
[0039][0039]
Типичные примеры гидросиликатов включают в себя каолин (или каолинит) (Al2Si2O5(OH)4), тальк (Mg3Si4O10(OH)2) и пирофиллит (Al2Si4O10(OH)2). Большинство частиц гидросиликата получается путем очистки и распыления природных гидросиликатов. Для частиц гидросиликатов, с учетом промышленной доступности, предпочтительно использовать по меньшей мере одно из частиц каолина, талька и пирофиллита. В дополнение к этому, для того, чтобы получить исключительное натяжение, исключительную коррозионную стойкость и исключительную химическую стойкость покрытия (не только к кислотам, но также и к щелочам), используются содержащие алюминий частицы гидросиликата. Содержащие алюминий частицы гидросиликата обладают исключительной способностью к реакции с борной кислотой, образуя псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния, и в результате получаются исключительные натяжение покрытия, коррозионная стойкость и химическая стойкость. В связи с этим для частиц гидросиликатов предпочтительно использовать по меньшей мере одно из частиц каолина и пирофиллита, и более предпочтительно использовать каолин. Может использоваться комбинация частиц гидросиликатов.Typical examples of hydrosilicates include kaolin (or kaolinite) (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ), talc (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ), and pyrophyllite (Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2 ). Most hydrosilicate particles are obtained by purifying and atomizing natural hydrosilicates. For hydrosilicate particles, taking into account commercial availability, it is preferable to use at least one of kaolin, talc and pyrophyllite particles. In addition to this, aluminum containing hydrosilicate particles are used to obtain exceptional tensile strength, exceptional corrosion resistance and exceptional chemical resistance of the coating (not only to acids but also to alkalis). Aluminum-containing hydrosilicate particles have an exceptional ability to react with boric acid to form pseudo-tetragonal aluminum borate and silica, resulting in exceptional coating tension, corrosion resistance and chemical resistance. In this regard, it is preferable to use at least one of kaolin and pyrophyllite particles for the hydrosilicate particles, and it is more preferable to use kaolin. A combination of hydrosilicate particles can be used.
[0040][0040]
Увеличение удельной площади поверхности частиц гидросиликатов способствует реакции между частицами гидросиликатов и борной кислотой. Следовательно, удельная площадь поверхности частиц гидросиликатов предпочтительно составляет 20 м2/г или больше, более предпочтительно 40 м2/г или больше, и еще более предпочтительно 50 м2/г или больше.An increase in the specific surface area of hydrosilicate particles promotes the reaction between hydrosilicate particles and boric acid. Therefore, the specific surface area of the hydrosilicate particles is preferably 20 m 2 /g or more, more preferably 40 m 2 /g or more, and even more preferably 50 m 2 /g or more.
С другой стороны, верхний предел удельной площади поверхности особенно не ограничивается, и удельная площадь поверхности может составлять 200 м2/г или меньше, 180 м2/г или меньше, или 150 м2/г или меньше. Когда верхний предел удельной площади поверхности равен или не превышает вышеуказанного значения, становится легко поддерживать стабильность дисперсии (стабильность вязкости) покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия. Удельная площадь поверхности частиц гидросиликатов является удельной площадью поверхности, основанной на способе BET, и измеряется в соответствии со стандартом JIS Z 8830:2013.On the other hand, the upper limit of the specific surface area is not particularly limited, and the specific surface area may be 200 m 2 /g or less, 180 m 2 /g or less, or 150 m 2 /g or less. When the upper limit of the specific surface area is equal to or does not exceed the above value, it becomes easy to maintain dispersion stability (viscosity stability) of the coating solution for forming the insulating coating. The specific surface area of hydrosilicate particles is the specific surface area based on the BET method and is measured in accordance with JIS Z 8830:2013.
[0041][0041]
(Производство частиц гидросиликатов с удельной площадью поверхности 20 м2/г или больше)(Production of hydrosilicate particles with a specific surface area of 20 m 2 /g or more)
Среди частиц гидросиликатов, коммерчески доступных для промышленного применения, трудно получить частицы с удельной площадью поверхности 20 м2/г или больше. Поэтому, например, при обработке коммерческого продукта измельчением можно получить частицы гидросиликатов с удельной площадью поверхности 20 м2/г или больше.Among the hydrosilicate particles commercially available for industrial use, it is difficult to obtain particles with a specific surface area of 20 m 2 /g or more. Therefore, for example, when a commercial product is processed by grinding, it is possible to obtain hydrosilicate particles with a specific surface area of 20 m 2 /g or more.
[0042][0042]
Шаровые мельницы, вибрационные мельницы, бисерные мельницы, струйные мельницы и т.п. являются эффективными устройствами для измельчения частиц гидросиликатов. Эти способы измельчения могут представлять собой сухое измельчение, при котором частицы гидросиликатов измельчаются в форме порошка, или мокрое измельчение, при котором частицы гидросиликатов измельчаются в состоянии густой суспензии, в котором частицы гидросиликатов диспергированы в дисперсионной среде, такой как вода или спирт. Для измельчения эффективны как сухое, так и мокрое измельчение. Удельная площадь поверхности частиц гидросиликатов увеличивается с увеличением времени измельчения любым из различных измельчающих устройств. Следовательно, когда время измельчения регулируется, можно получить частицы гидросиликатов, имеющие требуемую удельную площадь поверхности, а также их дисперсию.Ball mills, vibration mills, bead mills, jet mills, etc. are effective devices for grinding hydrosilicate particles. These grinding methods may be dry grinding, in which the hydrosilicate particles are ground into powder form, or wet grinding, in which the hydrosilicate particles are ground into a slurry state, in which the hydrosilicate particles are dispersed in a dispersion medium such as water or alcohol. Both dry and wet grinding are effective for grinding. The specific surface area of hydrosilicate particles increases with increasing grinding time using any of the various grinding devices. Therefore, when the grinding time is controlled, hydrosilicate particles having the desired specific surface area as well as their dispersion can be obtained.
[0043][0043]
Форма частиц гидросиликатов особенно не ограничивается, и могут использоваться пластинчатые частицы. Это связано с тем, что во многих случаях частицы гидросиликатов имеют слоистую структуру, т.е. структуру, в которой ламинировано множество слоев. Измельчение вызывает разделение слоев частиц гидросиликатов. Таким образом, при измельчении толщина пластинчатых частиц гидросиликатов становится меньше. При уменьшении их толщины реакция с борной кислотой облегчается. Следовательно, толщина частиц гидросиликатов (пластинчатых частиц) предпочтительно составляет 0,1 мкм или меньше, более предпочтительно 0,05 мкм или меньше, и еще более предпочтительно 0,02 мкм или меньше.The shape of the hydrosilicate particles is not particularly limited, and plate-like particles can be used. This is due to the fact that in many cases hydrosilicate particles have a layered structure, i.e. a structure in which many layers are laminated. Grinding causes separation of layers of hydrosilicate particles. Thus, during grinding, the thickness of the lamellar particles of hydrosilicates becomes smaller. As their thickness decreases, the reaction with boric acid becomes easier. Therefore, the thickness of the hydrosilicate particles (lamellar particles) is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and even more preferably 0.02 μm or less.
С другой стороны, нижний предел толщины частиц гидросиликатов (пластинчатых частиц) особенно не ограничивается, и если эта толщина является слишком малой, при суспендировании в воде поверхность этих частиц активируется, и вязкость суспензии увеличивается. Следовательно, толщина частиц гидросиликатов может составлять 0,001 мкм или больше, предпочтительно 0,002 мкм или больше, и более предпочтительно 0,005 мкм или больше.On the other hand, the lower limit of the thickness of hydrosilicate particles (lamellar particles) is not particularly limited, and if the thickness is too small, when suspended in water, the surface of these particles is activated and the viscosity of the suspension increases. Therefore, the thickness of the hydrosilicate particles may be 0.001 µm or more, preferably 0.002 µm or more, and more preferably 0.005 µm or more.
Толщина частиц гидросиликатов (пластинчатых частиц) определяется путем анализа изображения их формы, получаемого с помощью сканирующего электронного микроскопа или просвечивающего электронного микроскопа.The thickness of hydrosilicate particles (lamellar particles) is determined by analyzing an image of their shape obtained using a scanning electron microscope or transmission electron microscope.
[0044][0044]
В случае мокрого измельчения вязкость дисперсии увеличивается при увеличении удельной площади поверхности частиц гидросиликатов. Поэтому, если удельная площадь поверхности при измельчении увеличивается свыше 200 м2/г, вязкость дисперсии увеличивается, и дисперсия может превратиться в гель, что может помешать измельчению. Следовательно, по мере необходимости к дисперсии может быть добавлен диспергирующий агент.In the case of wet grinding, the viscosity of the dispersion increases with increasing specific surface area of the hydrosilicate particles. Therefore, if the grinding specific surface area increases above 200 m2/g, the viscosity of the dispersion increases and the dispersion may gel, which may interfere with grinding. Therefore, a dispersing agent can be added to the dispersion as needed.
[0045][0045]
Увеличение вязкости во время измельчения может быть уменьшено путем добавления диспергирующего агента. Однако среди диспергирующих агентов органический диспергирующий агент может разлагаться и науглероживать при обжиге изоляционного покрытия и может науглероживать в листе анизотропной электротехнической стали, и таким образом, если используется диспергирующий агент, то предпочтительным является неорганический диспергирующий агент. Примеры неорганических диспергирующих агентов включают в себя полифосфат, жидкое стекло и т.п. Конкретные примеры первого включают в себя дифосфат натрия, гексаметафосфат натрия и т.п. Конкретные примеры последнего включают в себя силикат натрия, силикат калия и т.п.The increase in viscosity during grinding can be reduced by adding a dispersing agent. However, among the dispersing agents, the organic dispersant can be decomposed and carburized when the insulation coating is fired and can carburize in the anisotropic electrical steel sheet, and thus, if a dispersant is used, an inorganic dispersant is preferable. Examples of inorganic dispersing agents include polyphosphate, water glass and the like. Specific examples of the former include sodium diphosphate, sodium hexametaphosphate and the like. Specific examples of the latter include sodium silicate, potassium silicate and the like.
Количество этих добавляемых диспергирующих агентов предпочтительно уменьшается до 20 мас.% или меньше относительно полной массы частиц гидросиликатов. Если количество добавляемого неорганического диспергирующего агента составляет 20 мас. % или меньше, изменение состава изоляционного покрытия после обжига уменьшается, и можно легко получить более высокое натяжение покрытия, более высокую коррозионную стойкость и более высокую химическую стойкость. Поскольку диспергирующий агент является необязательным дополнительным компонентом, нижний предел его содержания особенно не ограничивается, и может составлять 0%. Таким образом, покрывающий раствор может не содержать диспергирующего агента, такого как полифосфат или жидкое стекло.The amount of these dispersing agents added is preferably reduced to 20% by weight or less relative to the total weight of the hydrosilicate particles. If the amount of added inorganic dispersing agent is 20 wt. % or less, the composition change of the insulating coating after firing is reduced, and higher coating tension, higher corrosion resistance and higher chemical resistance can be easily obtained. Since the dispersing agent is an optional additional component, the lower limit of its content is not particularly limited, and may be 0%. Thus, the coating solution may not contain a dispersing agent such as polyphosphate or water glass.
В случае обработки сухим измельчением нет необходимости добавлять диспергирующий агент во время измельчения.In the case of dry grinding, there is no need to add a dispersing agent during grinding.
[0046][0046]
(Борная кислота)(Boric acid)
В качестве борной кислоты может использоваться кислота, получаемая с помощью известного способа производства, и может использоваться ортоборная кислота или метаборная кислота. В качестве борной кислоты предпочтительно использовать ортоборную кислоту. Борная кислота может быть борной кислотой в виде частиц или борной кислотой, растворенной или диспергированной в воде.As the boric acid, an acid produced by a known production method may be used, and orthoboric acid or metaboric acid may be used. It is preferable to use orthoboric acid as boric acid. Boric acid may be particulate boric acid or boric acid dissolved or dispersed in water.
[0047][0047]
(Соотношение содержания частиц гидросиликатов и борной кислоты)(Ratio of hydrosilicate particles and boric acid)
Соотношение содержания частиц гидросиликатов и борной кислоты, содержащихся в покрывающем растворе для формирования изоляционного покрытия, представляет собой молярное отношение B(бор)/Al(алюминий), и особенно не ограничивается. Здесь борная кислота и борат имеют относительно низкую растворимость в воде. Следовательно, если молярное отношение B/Al слишком велико, нет необходимости снижать концентрацию покрывающего раствора, и трудно получить желаемое количество изоляционного покрытия. Следовательно, молярное отношение B/Al составляет 1,5 или меньше, предпочтительно 1,3 или меньше, и более предпочтительно 1,0 или меньше. Нижний предел молярного отношения B/Al особенно не ограничивается, и может составлять 0,05 или больше или 0,1 или больше. Молярное отношение B/Al предпочтительно составляет 0,2 или больше для того, чтобы получить исключительное натяжение покрытия, исключительную коррозионную стойкость и исключительную химическую стойкость. Следовательно, относительное содержание частиц гидросиликатов и борной кислоты, т.е. молярное отношение B(бор)/Al(алюминий), предпочтительно составляет 0,2-1,5.The content ratio of hydrosilicate particles and boric acid contained in the coating solution to form the insulating coating is the B(boron)/Al(aluminum) molar ratio and is not particularly limited. Here, boric acid and borate have relatively low solubility in water. Therefore, if the B/Al molar ratio is too high, there is no need to reduce the concentration of the coating solution, and it is difficult to obtain the desired amount of insulating coating. Therefore, the B/Al molar ratio is 1.5 or less, preferably 1.3 or less, and more preferably 1.0 or less. The lower limit of the B/Al molar ratio is not particularly limited, and may be 0.05 or more or 0.1 or more. The B/Al molar ratio is preferably 0.2 or greater in order to obtain exceptional coating tension, excellent corrosion resistance and excellent chemical resistance. Consequently, the relative content of hydrosilicate particles and boric acid, i.e. the molar ratio B(boron)/Al(aluminium) is preferably 0.2-1.5.
[0048][0048]
(Дисперсионная среда (или растворитель))(Dispersion medium (or solvent))
В дополнение к воде можно использовать, например, спирты, такие как этиловый спирт, метиловый спирт и пропиловый спирт в качестве дисперсионной среды или растворителя, используемого для покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия. В качестве дисперсионной среды или растворителя предпочтительно использовать воду, поскольку она не горит.In addition to water, for example, alcohols such as ethyl alcohol, methyl alcohol and propyl alcohol can be used as the dispersion medium or solvent used for the coating solution to form the insulating coating. It is preferable to use water as a dispersion medium or solvent since it does not burn.
[0049][0049]
Концентрация твердого содержимого покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия особенно не ограничивается, если она находится в диапазоне, в котором ее можно наносить на лист анизотропной электротехнической стали. Концентрация твердого содержимого покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия может составлять, например, 5 мас. % или больше, и предпочтительно 10 мас. % или больше. В дополнение к этому, концентрация твердого содержимого покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия может составлять, например, 50 мас. % или меньше и предпочтительно 30 мас. % или меньше.The concentration of the solid content of the coating solution for forming the insulating coating is not particularly limited as long as it is within a range in which it can be applied to the anisotropic electrical steel sheet. The concentration of the solid content of the coating solution for forming the insulating coating may be, for example, 5 wt. % or more, and preferably 10 wt. % or more. In addition, the concentration of the solid content of the coating solution for forming the insulating coating may be, for example, 50 wt. % or less and preferably 30 wt. % or less.
[0050][0050]
В дополнение к этому, по мере необходимости, покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия может содержать или не содержать небольшое количество других добавок до тех пор, пока не ухудшаются свойства покрытия, коррозионная стойкость и химическая стойкость. Другими словами, содержание других добавок может составлять 0 мас.%. Если покрывающий раствор содержит небольшое количество других добавок, их количество может составлять, например, 3 мас.% или меньше или 1 мас.% или меньше по массе сухого остатка покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия. Здесь примеры других добавок включают в себя поверхностно-активное вещество, которое предотвращает отталкивание покрывающего раствора от стального листа.In addition, as necessary, the coating solution for forming the insulating coating may or may not contain small amounts of other additives as long as the coating properties, corrosion resistance and chemical resistance are not degraded. In other words, the content of other additives may be 0% by weight. If the coating solution contains a small amount of other additives, the amount may be, for example, 3 wt.% or less or 1 wt.% or less by weight of the dry residue of the coating solution to form the insulating coating. Here, examples of other additives include a surfactant that prevents the coating solution from repelling the steel sheet.
[0051][0051]
Вязкость покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия предпочтительно составляет 1-100 мПа⋅с с учетом обрабатываемости покрытия и т.п. Если вязкость является слишком высокой, становится трудно наносить покрывающий раствор, а если вязкость является слишком низкой, покрывающий раствор начинает растекаться, и становится трудно получить желаемое количество изоляционного покрытия. Измерение выполняется с помощью вискозиметра типа В (вискозиметра Брукфилда). В дополнение к этому, температура измерения составляет 25°C.The viscosity of the coating solution for forming the insulating coating is preferably 1-100 mPa.s in consideration of the workability of the coating and the like. If the viscosity is too high, it becomes difficult to apply the coating solution, and if the viscosity is too low, the coating solution begins to flow and it becomes difficult to obtain the desired amount of insulating coating. The measurement is performed using a type B viscometer (Brookfield viscometer). In addition to this, the measurement temperature is 25°C.
[0052][0052]
При этом, с учетом рабочей среды, покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия предпочтительно не содержит шестивалентного хрома.Here, taking into account the working environment, the coating solution for forming the insulating coating preferably does not contain hexavalent chromium.
В дополнение к этому, для того, чтобы получить изоляционное покрытие, имеющее высокое напряжение, высокую коррозионную стойкость и исключительную химическую стойкость не только к кислоте, но также и к щелочи при травлении, покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно обжигается при высокой температуре, например 600°C или выше. Когда покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия содержит смолу, смола разлагается при обжиге и науглероживается в стальном листе. В результате магнитные характеристики листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. В связи с этим покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия предпочтительно не содержит органического компонента, такого как смола.In addition, in order to obtain an insulation coating having high voltage, high corrosion resistance and excellent chemical resistance not only to acid but also to alkali when etched, the coating solution for forming the insulation coating according to the present embodiment is preferably fired at high temperature, such as 600°C or higher. When the coating solution for forming the insulation coating contains a resin, the resin is decomposed by firing and carburized into the steel sheet. As a result, the magnetic characteristics of the anisotropic electrical steel sheet are deteriorated. In this regard, the coating solution for forming the insulating coating preferably does not contain an organic component such as a resin.
[0053][0053]
Здесь вышеупомянутый покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия может придавать натяжение стальному листу за счет формирования покрытия обжигом. Таким образом, вышеупомянутый покрывающий раствор для изоляционного покрытия является подходящим в качестве покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали. Здесь вышеупомянутый покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия может быть нанесен на лист изотропной электротехнической стали. Однако, даже если вышеупомянутый покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия наносится на лист изотропной электротехнической стали, изоляционное покрытие по существу не содержит органического компонента, и нет никакого эффекта улучшения свойства пробиваемости стального листа. Следовательно, выгоды от нанесения на лист изотропной электротехнической стали являются малыми.Here, the above-mentioned coating solution for forming an insulating coating can impart tension to the steel sheet by forming a baking coating. Thus, the above-mentioned insulating coating coating solution is suitable as a coating solution for forming an insulating coating on an anisotropic electrical steel sheet. Here, the above-mentioned coating solution for forming an insulating coating can be applied to the isotropic electrical steel sheet. However, even if the above-mentioned coating solution for forming an insulating coating is applied to the isotropic electrical steel sheet, the insulating coating essentially does not contain an organic component, and there is no effect on improving the penetration property of the steel sheet. Therefore, the benefits of applying isotropic electrical steel to the sheet are small.
[0054][0054]
(Способ приготовления покрывающего раствора)(Method of preparing coating solution)
Покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия может быть приготовлен путем смешивания и перемешивания частиц гидросиликата и борной кислоты вместе с дисперсионной средой (растворителем). Порядок, в котором добавляются частицы гидросиликата и борная кислота, особенно не ограничивается. Например, может быть приготовлена дисперсия, в которой заданное количество частиц гидросиликата диспергировано в воде в качестве дисперсионной среды, а затем может быть добавлено, смешано и перемешано заданное количество борной кислоты. В дополнение к этому, может быть приготовлен водный раствор борной кислоты, в котором предопределенное количество борной кислоты растворяется в воде в качестве растворителя, а затем к этому водному раствору борной кислоты может быть добавлено, смешано и перемешано заданное количество частиц гидросиликата.The coating solution for forming the insulating coating can be prepared by mixing and stirring the hydrosilicate and boric acid particles together with a dispersion medium (solvent). The order in which the hydrosilicate particles and boric acid are added is not particularly limited. For example, a dispersion may be prepared in which a predetermined amount of hydrosilicate particles is dispersed in water as a dispersion medium, and then a predetermined amount of boric acid may be added, mixed and mixed. In addition, an aqueous boric acid solution can be prepared in which a predetermined amount of boric acid is dissolved in water as a solvent, and then a predetermined amount of hydrosilicate particles can be added, mixed and mixed to this aqueous boric acid solution.
Кроме того, при необходимости могут быть добавлены, смешаны и перемешаны другие добавки. В дополнение к этому, покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия может быть отрегулирован таким образом, чтобы он имел желаемую концентрацию твердых веществ. Температура жидкого покрывающего раствора может быть высокой (например 50°C) или комнатной (например 25°C).In addition, other additives may be added, mixed and blended as needed. In addition, the coating solution for forming the insulating coating can be adjusted so that it has the desired solids concentration. The temperature of the liquid coating solution can be high (eg 50°C) or room temperature (eg 25°C).
[0055][0055]
(Анализ компонентов покрывающего раствора)(Analysis of coating solution components)
В покрывающем растворе для формирования изоляционного покрытия молярное отношение B/Al может быть измерено следующим образом.In the coating solution for forming the insulating coating, the B/Al molar ratio can be measured as follows.
В покрывающем растворе, в котором смешаны частицы гидросиликата и борная кислота, эти два компонента практически не реагируют друг с другом при температуре 100°C или ниже. Следовательно, покрывающий раствор при 100°C или ниже находится, например, в состоянии густой суспензии, в котором частицы гидросиликата диспергированы в водном растворе борной кислоты.In a coating solution in which hydrosilicate particles and boric acid are mixed, the two components have virtually no reaction with each other at temperatures of 100°C or below. Therefore, the coating solution at 100° C. or below is, for example, in a state of thick suspension in which the hydrosilicate particles are dispersed in an aqueous boric acid solution.
В особенности, сначала покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия фильтруется. В результате покрывающий раствор разделяется на фильтрат, содержащий водный раствор борной кислоты, полученный из борной кислоты перед смешиванием, и остаток, содержащий гидросиликат, полученный из частиц гидросиликата. Затем фильтрат подвергается анализу ICP-AES (атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно сопряженной плазмой), и выясняется количество борной кислоты. В дополнение к этому, из массы остатка уточняется количество гидросиликата, остаток дополнительно подвергается рентгенофлюоресцентному анализу, и таким образом выясняется концентрация алюминия, содержащегося в гидросиликате. Путем корректировки вышеупомянутых результатов уточняется молярное отношение (B/Al) бора к алюминию в покрывающем растворе.In particular, first the coating solution for forming the insulating coating is filtered. As a result, the coating solution is separated into a filtrate containing an aqueous boric acid solution obtained from boric acid before mixing, and a residue containing hydrosilicate obtained from hydrosilicate particles. The filtrate is then subjected to ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy) analysis and the amount of boric acid is determined. In addition to this, the amount of hydrosilicate is determined from the mass of the residue; the residue is additionally subjected to X-ray fluorescence analysis, and thus the concentration of aluminum contained in the hydrosilicate is determined. By adjusting the above results, the molar ratio (B/Al) of boron to aluminum in the coating solution is refined.
В дополнение к этому, для определения удельной площади поверхности частиц гидросиликата отделенные выше частицы гидросиликата диспергируются в растворителе, в котором частицы гидросиликата не растворяются. Затем их удельная площадь поверхности определяется вышеупомянутым способом BET. В дополнение к этому, толщина частиц гидросиликата (пластинчатых частиц) определяется с помощью вышеупомянутого наблюдения под электронным микроскопом.In addition, to determine the specific surface area of the hydrosilicate particles, the above separated hydrosilicate particles are dispersed in a solvent in which the hydrosilicate particles do not dissolve. Their specific surface area is then determined by the above-mentioned BET method. In addition to this, the thickness of the hydrosilicate particles (lamellar particles) is determined using the above-mentioned electron microscope observation.
[0056][0056]
(Нанесение покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия и его обжиг)(Applying coating solution to form an insulating coating and firing it)
Покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия наносится на лист анизотропной электротехнической стали после финишного отжига, и затем выполняется его обжиг. Количество покрытия особенно не ограничивается. Для того, чтобы получить исключительное натяжение покрытия, исключительную коррозионную стойкость и исключительную химическую стойкость, покрывающий раствор предпочтительно наносится так, чтобы количество изоляционного покрытия после его формирования находилось в диапазоне 1-10 г/м2. Более предпочтительно покрывающий раствор наносится так, чтобы количество изоляционного покрытия после его формирования находилось в диапазоне 2-8 г/м2. Здесь, количество покрытия (количество изоляционного покрытия) после обжига может быть определено из разности веса до и после отслаивания изоляционного покрытия.The coating solution for forming the insulating coating is applied to the anisotropic electrical steel sheet after finishing annealing, and then it is fired. The amount of coating is not particularly limited. In order to obtain exceptional coating tension, exceptional corrosion resistance and exceptional chemical resistance, the coating solution is preferably applied such that the amount of insulating coating once formed is in the range of 1-10 g/m 2 . More preferably, the coating solution is applied such that the amount of insulating coating once formed is in the range of 2-8 g/m 2 . Here, the coating amount (insulating coating amount) after firing can be determined from the difference in weight before and after peeling off the insulating coating.
Здесь в изоляционном покрытии в соответствии с настоящим вариантом осуществления с учетом приемлемой вероятности натяжение покрытия может составлять 5 МПа или больше, предпочтительно 8 МПа или больше, и более предпочтительно 10 МПа или больше. Кроме того, коррозионная стойкость может составлять 10% или меньше, предпочтительно 5% или меньше, более предпочтительно 1% или меньше, и наиболее предпочтительно 0%. В дополнение к этому, в качестве показателя исключительной химической стойкости можно использовать плотность тока 0,5 A/см2 или меньше, предпочтительно 0,2 A/см2 или меньше, и еще более предпочтительно 0,1 A/см2 или меньше через 20 с после подачи напряжения при указанных условиях.Here, in the insulation coating according to the present embodiment, taking into account an acceptable probability, the tension of the coating may be 5 MPa or more, preferably 8 MPa or more, and more preferably 10 MPa or more. In addition, the corrosion resistance may be 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and most preferably 0%. In addition, a current density of 0.5 A/cm 2 or less, preferably 0.2 A/cm 2 or less, and even more preferably 0.1 A/cm 2 or less through 20 s after applying voltage under the specified conditions.
[0057][0057]
Способ нанесения покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия на лист анизотропной электротехнической стали после финишного отжига особо не ограничивается. Примеры этого включают в себя способы нанесения покрытия валиком, распылением или погружением.The method of applying a coating solution to form an insulating coating on an anisotropic electrical steel sheet after finishing annealing is not particularly limited. Examples of this include roller, spray or dip coating methods.
[0058][0058]
Покрывающий раствор для формирования изоляционного покрытия наносится на поверхность стального листа после финишного отжига, а затем обжигается. Для того, чтобы сформировать плотное изоляционное покрытие и получить исключительное натяжение покрытия, исключительную коррозионную стойкость и исключительную химическую стойкость, стимулируется реакция между частицами гидросиликата и борной кислотой. Многие гидросиликаты выделяют структурную воду при температуре нагрева приблизительно 550°C, и при этом реагируют с борной кислотой. Если температура обжига ниже 600°C, реакция между частицами гидросиликата и борной кислотой является недостаточной. Поэтому образуется изоляционное покрытие, в котором смешаны частицы гидросиликата и борная кислота. Следовательно, температура обжига может составлять 600°С или выше. Температура обжига предпочтительно составляет 700°C или выше, и может составлять 800°C или выше. С другой стороны, если используется температура обжига выше 1000°С, поскольку лист анизотропной электротехнической стали размягчается и легко деформируется, температура обжига может составлять 1000°C или ниже. Температура обжига предпочтительно составляет 950°C или ниже и более предпочтительно 900°C или ниже, и может составлять 850°C или ниже или 800°C или ниже. Время обжига может составлять, например, 5 с или больше и предпочтительно 10 с или больше. В дополнение к этому, время обжига может составлять 300 с или меньше и предпочтительно 120 с или меньше.The coating solution to form an insulating coating is applied to the surface of the steel sheet after finishing annealing, and then fired. In order to form a dense insulating coating and obtain exceptional coating tension, exceptional corrosion resistance and exceptional chemical resistance, a reaction between the hydrosilicate particles and boric acid is stimulated. Many hydrosilicates release structural water when heated to approximately 550°C, and react with boric acid. If the firing temperature is below 600°C, the reaction between the hydrosilicate particles and boric acid is insufficient. Therefore, an insulating coating is formed in which hydrosilicate particles and boric acid are mixed. Therefore, the firing temperature may be 600°C or higher. The firing temperature is preferably 700°C or higher, and may be 800°C or higher. On the other hand, if a firing temperature higher than 1000°C is used, since the anisotropic electrical steel sheet is softened and easily deformed, the firing temperature may be 1000°C or lower. The firing temperature is preferably 950°C or lower, and more preferably 900°C or lower, and may be 850°C or lower or 800°C or lower. The firing time may be, for example, 5 seconds or more, and preferably 10 seconds or more. In addition, the firing time may be 300 seconds or less, and preferably 120 seconds or less.
[0059][0059]
Здесь способ нагревания для проведения обработки обжигом особенно не ограничивается, и его примеры включает в себя способы с использованием радиационной печи, печи с горячим воздухом, индукционного нагрева и т.п.Here, the heating method for carrying out the calcination treatment is not particularly limited, and examples thereof include methods using a radiation furnace, a hot air furnace, induction heating and the like.
[0060][0060]
Для того, чтобы получить исключительное натяжение покрытия, исключительную коррозионную стойкость и исключительную химическую стойкость, изоляционное покрытие, сформированное на поверхности стального листа после обжига, предпочтительно представляет собой плотное изоляционное покрытие. В связи с этим, толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 0,5 мкм или больше, и более предпочтительно 1 мкм или больше. В дополнение к этому, толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 5 мкм или меньше, и более предпочтительно 4 мкм или меньше.In order to obtain exceptional coating tension, excellent corrosion resistance and excellent chemical resistance, the insulating coating formed on the surface of the steel sheet after firing is preferably a dense insulating coating. In this regard, the thickness of the insulating coating is preferably 0.5 µm or more, and more preferably 1 µm or more. In addition, the thickness of the insulating coating is preferably 5 µm or less, and more preferably 4 µm or less.
Здесь толщина изоляционного покрытия после обработки обжигом может быть определена с помощью наблюдения поперечного сечения под SEM.Here, the thickness of the insulating coating after baking treatment can be determined by observing the cross section under SEM.
[0061][0061]
Плотность может быть оценена по пористости изоляционного покрытия. Считается, что если изоляционное покрытие содержит большое количество пустот, изоляционное покрытие имеет низкое натяжение покрытия, а также низкую коррозионную стойкость и низкую химическую стойкость. В изоляционном покрытии для листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления пористость составляет 10% или меньше, предпочтительно 5% или меньше, более предпочтительно 3% или меньше, еще более предпочтительно 2% или меньше, и особенно предпочтительно 1% или меньше.Density can be estimated from the porosity of the insulating coating. It is believed that if the insulation coating contains a large number of voids, the insulation coating has low coating tension, as well as low corrosion resistance and low chemical resistance. In the insulating coating for the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the porosity is 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less, even more preferably 2% or less, and particularly preferably 1% or less.
[0062][0062]
Посредством вышеописанных процессов с использованием вышеописанного покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия получается лист анизотропной электротехнической стали, имеющий исключительные свойства натяжения покрытия, коррозионной стойкости и химической стойкости. В дополнение к этому, лист анизотропной электротехнической стали, на который нанесено изоляционное покрытие с использованием вышеупомянутого покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия, имеет исключительные магнитные характеристики и дополнительно имеет исключительный коэффициент заполнения.Through the above-described processes using the above-described coating solution to form an insulating coating, an anisotropic electrical steel sheet having exceptional properties of coating tension, corrosion resistance and chemical resistance is obtained. In addition, the anisotropic electrical steel sheet on which an insulating coating is applied using the above-mentioned coating solution to form an insulating coating has excellent magnetic characteristics and further has an excellent fill factor.
[0063][0063]
Способы оценки свойств покрытия, коррозионной стойкости, магнитных характеристик и пористости изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали являются следующими.Methods for evaluating the coating properties, corrosion resistance, magnetic characteristics and porosity of the insulating coating of an anisotropic electrical steel sheet are as follows.
[0064][0064]
(Коррозионная стойкость)(Corrosion resistance)
Водный раствор NaCl с концентрацией 5 мас.% непрерывно распыляется на лист анизотропной электротехнической стали, сформированный в виде образца размером 60 мм×100 мм, в то время как температура поддерживается на уровне 35°C, и через 48 часов наблюдается состояние появления ржавчины, и рассчитывается доля площади, занятой ржавчиной.An aqueous solution of NaCl with a concentration of 5 wt% is continuously sprayed onto an anisotropic electrical steel sheet formed into a sample of 60 mm×100 mm while the temperature is maintained at 35°C, and after 48 hours a rusting state is observed, and The proportion of area occupied by rust is calculated.
[0065][0065]
(Натяжение покрытия)(Coating Tension)
Натяжение покрытия рассчитывается по короблению стального листа, возникающему при формировании изоляционного покрытия только на одной поверхности.The coating tension is calculated from the warping of the steel sheet that occurs when the insulating coating is formed on only one surface.
Натяжение покрытия определяется по следующей формуле.The coating tension is determined by the following formula.
Формула: натяжение покрытия=190×толщина листа (мм)×коробление листа (мм)/{длина листа (мм)}2 [МПа]Formula: coating tension=190×sheet thickness (mm)×sheet warpage (mm)/{sheet length (mm)} 2 [MPa]
[0066][0066]
(Химическая стойкость)(Chemical resistance)
Для того, чтобы количественно оценить химическую стойкость изоляционного покрытия к кислоте и щелочи, можно измерить плотность тока следующим способом. А именно, существует способ, при котором часть покрытия резистом с определенной площадью, представляющая собой часть, в которой основная сталь не обнажена, погружается в раствор электролита, и наблюдается изменение тока во времени при постоянном напряжении. Например, лист анизотропной электротехнической стали, полученный при обжиге покрывающего раствора так, чтобы изоляционное покрытие (резистивное покрытие) имело количество покрытия приблизительно 4,5 г/м2, режется на куски размером 55 мм × 150 мм и покрывается виниловой клейкой лентой так, чтобы часть покрытия резиста размером 20 мм × 20 мм была обнажена и обращена к противоэлектроду из листа титана с платиновым покрытием в 10% растворе NaCl, расстояние между электродами устанавливается равным 40 мм, электролиз выполняется путем приложения напряжения 10 В между электродами, и измеряется изменение с течением времени плотности тока, который течет между электродами. Можно считать, что даже если электролиз инициируется приложением напряжения, чем труднее протекание тока, тем меньше вероятность возникновения отслоения, то есть химическая стойкость выше. Можно сравнивать плотность тока через 20 с после приложения напряжения к каждому образцу.In order to quantify the chemical resistance of an insulating coating to acid and alkali, the current density can be measured in the following way. Namely, there is a method in which a portion of the resist coating with a certain area, which is the portion in which the base steel is not exposed, is immersed in an electrolyte solution, and the change in current with time is observed at a constant voltage. For example, an anisotropic electrical steel sheet obtained by firing a coating solution so that the insulating coating (resistive coating) has a coating amount of approximately 4.5 g/m 2 is cut into pieces of size 55 mm × 150 mm and covered with vinyl adhesive tape so that a portion of the resist coating of 20 mm × 20 mm was exposed and faced a counter electrode of platinum coated titanium sheet in 10% NaCl solution, the distance between the electrodes is set to 40 mm, electrolysis is performed by applying a voltage of 10 V between the electrodes, and the change with flow is measured time of the current density that flows between the electrodes. It can be assumed that even if electrolysis is initiated by the application of voltage, the more difficult the current flow, the less likely it is for peeling to occur, that is, the chemical resistance is higher. The current density can be compared 20 s after voltage is applied to each sample.
[0067][0067]
(Коэффициент заполнения)(Fill factor)
Коэффициент заполнения измеряется в соответствии со способом, описанным в стандарте JIS C 2550-5:2011.The fill factor is measured according to the method described in JIS C 2550-5:2011.
[0068][0068]
(Пористость изоляционного покрытия)(Porosity of insulating coating)
Изображение поперечного сечения изоляционного покрытия получается с помощью обратнорассеянных электронов. Это изображение подвергается обработке бинаризации для получения бинарного изображения. Площадь AC поперечного сечения получается путем исключения площади пустот (пор) из этого бинарного изображения.The cross-section of the insulating coating is imaged using backscattered electrons. This image is subjected to binarization processing to produce a binary image. The cross-sectional area A C is obtained by excluding the area of voids (pores) from this binary image.
Площадь поперечного сечения, включающая площадь пустот (пор), получается из бинарного изображения с пустотами. Затем пористость F определяется по следующей Формуле (F).The cross-sectional area, including the area of voids (pores), is obtained from the binary image with voids. Then the porosity F is determined by the following Formula (F).
Изоляционное покрытие наблюдается при увеличении 5000х для того, чтобы получить пять изображений, и среднее значение полученной пористости вычисляется и используется в качестве пористости изоляционного покрытия.The insulating coating is observed at 5000x magnification to obtain five images, and the average of the resulting porosity is calculated and used as the porosity of the insulating coating.
Формула (F) F={1-(AC/A)}×100Formula (F) F={1-(A C /A)}×100
[0069][0069]
(Магнитные потери и плотность магнитного потока)(Magnetic loss and magnetic flux density)
Магнитные потери и плотность магнитного потока измеряются в соответствии со способом, описанным в стандарте JIS C 2550-1:2011. В частности, измеряются магнитные потери (W17/50) на единицу массы при условиях амплитуды 1,7 Тл и частоты 50 Гц для плотности магнитного потока измерения. В дополнение к этому, для плотности магнитного потока (B8) измеряется значение плотности магнитного потока при намагничивающей силе 800 A/м.Magnetic loss and magnetic flux density are measured in accordance with the method described in JIS C 2550-1:2011. In particular, magnetic losses (W 17/50 ) per unit mass are measured under the conditions of an amplitude of 1.7 T and a frequency of 50 Hz for the magnetic flux density of the measurement. In addition, for the magnetic flux density (B 8 ), the value of the magnetic flux density at a magnetizing force of 800 A/m is measured.
[0070][0070]
Выше были описаны примеры предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается вышеприведенными примерами. Вышеописанные варианты осуществления являются всего лишь примерами, и любой вариант осуществления, который имеет по существу ту же самую конфигурацию и показывает эффект, аналогичный технической идее, описанной в формуле настоящего изобретения, также входит в область охвата настоящего изобретения.Examples of preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above examples. The above-described embodiments are merely examples, and any embodiment which has substantially the same configuration and shows an effect similar to the technical idea described in the claims of the present invention also falls within the scope of the present invention.
[Примеры][Examples]
[0071][0071]
Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылками на примеры, однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что различные изменения или модификации могут быть сделаны в рамках технических идей, описанных в формуле изобретения, и все они очевидно принадлежат технической области охвата настоящего изобретения.The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. It will be apparent to one skilled in the art that various changes or modifications may be made within the technical concepts described in the claims, all of which are clearly within the technical scope of the present invention.
[0072][0072]
[Лист анизотропной электротехнической стали предшествующего уровня техники][Prior Art Anisotropic Electrical Steel Sheet]
В соответствии с раскрытием Патентного документа 3 был изготовлен лист анизотропной электротехнической стали с изоляционным покрытием (резистивным покрытием), обожженным при различных температурах обжига, и были измерены натяжение покрытия и химическая стойкость (плотность тока через 20 с после начала электролитического травления для резистивного покрытия). В частности, использовалась покрывающая жидкость, содержащая фосфат алюминия (водный раствор с концентрацией 50 мас.%: 57 м.ч.), хромовый ангидрид (6 м.ч.) и коллоидный диоксид кремния (водная дисперсия с концентрацией 20 мас.%: 100 м.ч.). Массовое отношение Ws коллоидного диоксида кремния к фосфату алюминия в покрывающей жидкости составляло 0,70. Этот покрывающий раствор был нанесен на финишно отожженный лист анизотропной электротехнической стали (толщина листа 0,23 мм, B8=1,93 Tл), высушен и обожжен при 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 750°C, 800°C, 850°C, 900°C и 950°C для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие. Количество сформированного изоляционного покрытия поддерживалось на уровне приблизительно 4,5 г/м2. Вышеупомянутые «натяжение покрытия» и «химические свойства» оценивались для каждого листа анизотропной электротехнической стали, на котором было сформировано изоляционное покрытие. Результаты показаны на Фиг. 2.According to the disclosure of Patent Document 3, an anisotropic electrical steel sheet with an insulating coating (resistive coating) fired at different firing temperatures was manufactured, and the coating tension and chemical resistance (current density 20 s after the start of electrolytic etching for the resistive coating) were measured. In particular, a coating liquid was used containing aluminum phosphate (aqueous solution with a concentration of 50 wt.%: 57 ppm), chromic anhydride (6 ppm) and colloidal silicon dioxide (aqueous dispersion with a concentration of 20 wt.%: 100 m.h.). The weight ratio Ws of colloidal silica to aluminum phosphate in the coating liquid was 0.70. This coating solution was applied to a finish annealed anisotropic electrical steel sheet (sheet thickness 0.23 mm, B 8 = 1.93 T), dried and fired at 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 750 °C, 800°C, 850°C, 900°C and 950°C to form an insulating coating. The amount of insulating coating formed was maintained at approximately 4.5 g/m 2 . The above-mentioned “coating tension” and “chemical properties” were evaluated for each anisotropic electrical steel sheet on which an insulating coating was formed. The results are shown in Fig. 2.
Натяжение покрытия составило приблизительно 0 МПа при температуре обжига 700°C или ниже, натяжение покрытия увеличивалось, когда температура обжига была выше 700°C, и составило приблизительно 8 МПа при 850°C или 900°C, но уменьшилось при 950°C.The coating tension was approximately 0 MPa when the firing temperature was 700°C or lower, the coating tension increased when the firing temperature was above 700°C, and was approximately 8 MPa at 850°C or 900°C, but decreased at 950°C.
С другой стороны, что касается химической стойкости (плотности тока через 20 с после начала электролитического травления для резистивного покрытия), то по мере увеличения температуры обжига плотность тока также увеличивалась и при 700°C составила приблизительно 0,6 A/см2, что находится за пределами диапазона 0,5 A/см2 или меньше, который рассматривался как устойчивая область, где отслаивание изоляционного покрытия не происходит. При дальнейшем повышении температуры обжига плотность тока также увеличивалась, что свидетельствовало о недостаточной химической стойкости.On the other hand, with regard to chemical resistance (current density 20 s after the start of electrolytic etching for a resistive coating), as the firing temperature increased, the current density also increased and at 700°C was approximately 0.6 A/cm 2 , which is outside the range of 0.5 A/cm 2 or less, which was considered as a stable region where peeling of the insulating coating does not occur. With a further increase in the firing temperature, the current density also increased, which indicated insufficient chemical resistance.
[0073][0073]
[Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим изобретением][Anisotropic electrical steel sheet according to the present invention]
В соответствии с настоящим изобретением был подготовлен лист анизотропной электротехнической стали, имеющий изоляционное покрытие, обожженное при различных температурах, и были измерены натяжение покрытия и химическая стойкость (плотность тока через 20 с после начала электролитического травления резистивного покрытия). В частности, коммерчески доступные частицы гидросиликата каолина были измельчены в шаровой мельнице так, чтобы их удельная площадь поверхности была равна 50 м2/г. Покрывающая жидкость была приготовлена путем добавления водного раствора борной кислоты таким образом, чтобы молярное отношение B/Al составляло 0,8, а концентрация твердого вещества составляла 25%. Этот покрывающий раствор был нанесен на финишно отожженный лист анизотропной электротехнической стали (толщина листа 0,23 мм, B8=1,93 Tл), высушен и обожжен при 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 750°C, 800°C, 850°C, 900°C и 950°C для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие. Количество сформированного изоляционного покрытия поддерживалось на уровне приблизительно 4,5 г/м2. Вышеупомянутые «натяжение покрытия» и «химические свойства» оценивались для листа анизотропной электротехнической стали, на котором было сформировано изоляционное покрытие. Результаты показаны на Фиг. 3.In accordance with the present invention, an anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating baked at various temperatures was prepared, and the coating tension and chemical resistance (current density 20 seconds after the start of electrolytic etching of the resistive coating) were measured. Specifically, commercially available kaolin hydrosilicate particles were ball milled to a specific surface area of 50 m 2 /g. The coating liquid was prepared by adding an aqueous solution of boric acid so that the B/Al molar ratio was 0.8 and the solid concentration was 25%. This coating solution was applied to a finish annealed anisotropic electrical steel sheet (sheet thickness 0.23 mm, B 8 = 1.93 T), dried and fired at 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 750 °C, 800°C, 850°C, 900°C and 950°C to form an insulating coating. The amount of insulating coating formed was maintained at approximately 4.5 g/m 2 . The above-mentioned "coating tension" and "chemical properties" were evaluated for an anisotropic electrical steel sheet on which an insulating coating was formed. The results are shown in Fig. 3.
Натяжение покрытия составило 2 МПа или меньше при температуре обжига 500°C или ниже, натяжение покрытия увеличивалось, когда температура обжига была выше 500°C, и составило больше чем приблизительно 8 МПа при 600°C, при дальнейшем повышении температуры обжига натяжение также увеличивалось, и высокое натяжение покрытия, составляющее 10 МПа или больше, было получено при 750°C или выше.The coating tension was 2 MPa or less when the firing temperature was 500°C or lower, the coating tension increased when the firing temperature was above 500°C, and was more than about 8 MPa at 600°C, and when the firing temperature was further increased, the tension also increased, and a high coating tension of 10 MPa or more was obtained at 750°C or higher.
С другой стороны, что касается химической стойкости (плотности тока через 20 с после начала электролитического травления для резистивного покрытия), в отличие от примера из предшествующего уровня техники, плотность тока уменьшалась по мере повышения температуры обжига и была значительно ниже примерно 0,1 A/см2 при 600°С. Это вполне соответствует диапазону 0,5 A/см2 или меньше, который рассматривался как устойчивая область, где отслаивание изоляционного покрытия не происходит. При дальнейшем повышении температуры обжига плотность тока еще больше уменьшалась, что подтверждало достаточную химическую стойкость.On the other hand, regarding the chemical resistance (current density 20 s after the start of electrolytic etching for a resistive coating), in contrast to the prior art example, the current density decreased as the firing temperature increased and was well below about 0.1 A/ cm 2 at 600°C. This is well within the range of 0.5 A/cm 2 or less, which was considered to be a stable region where peeling of the insulating coating does not occur. With a further increase in the firing temperature, the current density decreased even more, which confirmed sufficient chemical resistance.
[0074][0074]
[Улучшение значения магнитных потерь в результате создания бороздок или рядов точечных углублений][Improvement of magnetic loss value by creating grooves or rows of pinholes]
Как показано в Таблице 1, были измерены значения магнитных потерь до и после создания бороздок путем электролитического травления на листе анизотропной электротехнической стали предшествующего уровня техники, имеющем изоляционное покрытие (резистивное покрытие), и листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим изобретением, имеющем изоляционное покрытие (резистивное покрытие).As shown in Table 1, the magnetic loss values before and after creating grooves by electrolytic etching on a prior art anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating (resistive coating) and an anisotropic electrical steel sheet according to the present invention having an insulating coating were measured (resistive coating).
[0075][0075]
В Таблице 1 № 1 был примером листа анизотропной электротехнической стали, имеющего изоляционное покрытие, сформированное с использованием покрывающего раствора, содержащего коллоидный диоксид кремния, фосфат и хромовую кислоту.In Table 1, No. 1 was an example of an anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating formed using a coating solution containing colloidal silica, phosphate and chromic acid.
№ 2 был примером листа анизотропной электротехнической стали, имеющего изоляционное покрытие с тем же составом, что и в № 1, и произведенного при температуре обжига ниже, чем в примере № 1.No. 2 was an example of an anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating with the same composition as No. 1 and produced at a firing temperature lower than Example No. 1.
№№ 3 и 4 были примерами листа анизотропной электротехнической стали, имеющего изоляционное покрытие, сформированное с использованием покрывающего раствора, содержащего золь глинозема и борную кислоту.Nos. 3 and 4 were examples of an anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating formed using a coating solution containing an alumina sol and boric acid.
№№ 5-11 были примерами листа анизотропной электротехнической стали, имеющего изоляционное покрытие, сформированное с использованием покрывающего раствора, содержащего каолин и борную кислоту.Nos. 5 to 11 were examples of an anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating formed using a coating solution containing kaolin and boric acid.
№ 12 был примером листа анизотропной электротехнической стали, имеющего изоляционное покрытие, сформированное с использованием покрывающего раствора, содержащего пирофиллит и борную кислоту.No. 12 was an example of an anisotropic electrical steel sheet having an insulating coating formed using a coating solution containing pyrophyllite and boric acid.
На поверхностях основных сталей №№ 1-12 была сформирована пленка финишного отжига, состоящая в основном из форстерита. В дополнение к этому, изоляционные покрытия №№ 5-12 содержали псевдотетрагональный борат алюминия и диоксид кремния.A finishing annealing film consisting mainly of forsterite was formed on the surfaces of base steels No. 1-12. In addition, insulating coatings Nos. 5-12 contained pseudo-tetragonal aluminum borate and silica.
[0076][0076]
Было измерено натяжение покрытия каждого листа анизотропной электротехнической стали после формирования изоляционного покрытия. Натяжение покрытия, показанное в Таблице 1, было измерено после обжига и перед облучением лазером YAG, которое будет описано ниже.The coating tension of each anisotropic electrical steel sheet was measured after forming the insulating coating. The coating tension shown in Table 1 was measured after firing and before YAG laser irradiation, which will be described below.
[0077][0077]
В этом примере изоляционное покрытие локально отслоилось под действием лазерного излучения YAG для обработки бороздок или рядов точечных углублений с помощью электролитического травления.In this example, the insulating coating was locally peeled off by YAG laser light to machine grooves or rows of pinholes using electrolytic etching.
В случае №№ 1-3 и 5-10 на поверхности листа анизотропной электротехнической стали изоляционное покрытие удалялось в форме линий с шириной 0,15 мм с интервалами 3 мм перпендикулярно к направлению прокатки.In the case of Nos. 1-3 and 5-10, on the surface of the anisotropic electrical steel sheet, the insulating coating was removed in the form of lines with a width of 0.15 mm at intervals of 3 mm perpendicular to the rolling direction.
В случае №№ 4, 11 и 12 на поверхности листа анизотропной электротехнической стали изоляционное покрытие удалялось в форме рядов точек (интервал между точками: 0,3 мм) с диаметром 0,15 мм с интервалами между рядами 3 мм перпендикулярно к направлению прокатки.In the case of Nos. 4, 11 and 12, on the surface of the anisotropic electrical steel sheet, the insulating coating was removed in the form of rows of dots (interval between dots: 0.3 mm) with a diameter of 0.15 mm with intervals between rows of 3 mm perpendicular to the rolling direction.
[0078][0078]
Затем каждый лист анизотропной электротехнической стали, с которого изоляционное покрытие было локально удалено, подвергался электролитическому травлению 10%-ным раствором NaCl с образованием линейных бороздок или рядов точечных углублений. Глубина бороздок и углублений регулировалась плотностью тока и временем электролиза при электролитическом травлении.Each anisotropic electrical steel sheet from which the insulation coating had been locally removed was then electrolytically etched with a 10% NaCl solution to form linear grooves or rows of pinholes. The depth of the grooves and depressions was controlled by the current density and electrolysis time during electrolytic etching.
[0079][0079]
Путем наблюдения под микроскопом поверхности после обработки ширина бороздки или диаметр углубления измерялись в 100 положениях для одного состояния, и определялось их стандартное отклонение.By observing the post-treatment surface under a microscope, the groove width or indentation diameter was measured at 100 positions for one condition, and its standard deviation was determined.
[0080][0080]
До и после обработки бороздки в соответствии с методом, описанным в JIS C 2550-1:2011, измерялись магнитные потери (W17/50) на единицу массы при условиях амплитуды 1,7 Тл и частоты 50 Гц для плотности магнитного потока измерения. Результаты показаны в Таблице 1.Before and after groove treatment according to the method described in JIS C 2550-1:2011, magnetic loss (W 17/50 ) per unit mass was measured under the conditions of amplitude 1.7 T and frequency 50 Hz for magnetic flux density measurement. The results are shown in Table 1.
[0081][0081]
[Таблица 1][Table 1]
[0082][0082]
На основе Таблицы 1 было установлено, что в примерах №№ 1, 3 и 4, несмотря на получение требуемого натяжения покрытия, ширина бороздки сильно варьировалась из-за плохого резистивного свойства, и было трудно уменьшить магнитные потери.Based on Table 1, it was found that in Examples Nos. 1, 3 and 4, although the required coating tension was obtained, the groove width varied greatly due to poor resistive property, and it was difficult to reduce magnetic loss.
Было обнаружено, что в примере № 2, хотя резистивное свойство было благоприятным, эффект снижения магнитных потерь не был получен, потому что натяжение покрытия было малым.It was found that in Example No. 2, although the resistive property was favorable, the effect of reducing magnetic loss was not obtained because the coating tension was small.
Было обнаружено, что в примере № 7 не было получено достаточного эффекта снижения магнитных потерь, потому что глубина бороздки была слишком малой и составляла всего 4 мкм.It was found that in Example No. 7, sufficient magnetic loss reduction effect was not obtained because the groove depth was too shallow at only 4 µm.
Было обнаружено, что в примере № 10 не было получено достаточного эффекта снижения магнитных потерь, потому что глубина бороздки была слишком большой и составляла 50 мкм.It was found that in Example No. 10, sufficient magnetic loss reduction effect was not obtained because the groove depth was too large at 50 μm.
обнаружено, что в примерах №№ 5, 6, 8, 9, 11 и 12 из-за благоприятного резистивного свойства флуктуации ширины бороздки и диаметра были малыми, а натяжение покрытия было высоким. Таким образом, было обнаружено, что если глубина бороздки находилась в диапазоне от 5 до 40 мкм, проявлялся эффект измельчения магнитных доменов, и был получен лист анизотропной электротехнической стали с низкими магнитными потерями.It was found that in Examples Nos. 5, 6, 8, 9, 11 and 12, due to the favorable resistive property, the fluctuations of groove width and diameter were small and the coating tension was high. Thus, it was found that when the groove depth was in the range of 5 to 40 μm, the magnetic domain refinement effect was exhibited, and an anisotropic electrical steel sheet with low magnetic loss was obtained.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-038990 | 2021-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023123337A RU2023123337A (en) | 2023-11-02 |
| RU2822141C2 true RU2822141C2 (en) | 2024-07-02 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316896A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Nippon Steel Corp | Manufacturing method of low iron loss grain-oriented electrical steel sheet |
| JP2003301271A (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Nippon Steel Corp | Method of forming insulation film on grain-oriented electrical steel sheet with excellent seizure resistance |
| RU2719825C1 (en) * | 2016-03-30 | 2020-04-23 | Татехо Кемикал Индастриз Ко., Лтд. | Magnesium oxide for annealing separators and anisotropic electrotechnical sheet steel |
| WO2020085024A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 日本製鉄株式会社 | Coating liquid for forming insulating film for grain-oriented electromagnetic steel sheets, grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing grain-oriented electromagnetic steel sheet |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316896A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Nippon Steel Corp | Manufacturing method of low iron loss grain-oriented electrical steel sheet |
| JP2003301271A (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Nippon Steel Corp | Method of forming insulation film on grain-oriented electrical steel sheet with excellent seizure resistance |
| RU2719825C1 (en) * | 2016-03-30 | 2020-04-23 | Татехо Кемикал Индастриз Ко., Лтд. | Magnesium oxide for annealing separators and anisotropic electrotechnical sheet steel |
| WO2020085024A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 日本製鉄株式会社 | Coating liquid for forming insulating film for grain-oriented electromagnetic steel sheets, grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing grain-oriented electromagnetic steel sheet |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aliofkhazraei et al. | Abrasive wear behaviour of Si3N4/TiO2 nanocomposite coatings fabricated by plasma electrolytic oxidation | |
| RU2665666C2 (en) | Low magnetorestriction oriented electromagnetic steel sheet with low iron loss | |
| JP6354076B1 (en) | Directional electrical steel sheet with insulating coating, transformer core and transformer, and method for reducing transformer noise | |
| GB2167324A (en) | Grain-oriented electrical steel sheet having a low watt loss and method for producing same | |
| Li et al. | Preparation, characteristics and corrosion properties of α-Al2O3 coatings on 10B21 carbon steel by micro-arc oxidation | |
| US20250109452A1 (en) | Coating liquid for forming insulation coating for grain-oriented electrical steel sheets, grain-oriented electrical steel sheet, and method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
| KR20220156092A (en) | Linear groove formation method and grain-oriented electrical steel sheet manufacturing method | |
| RU2822141C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of its production | |
| JP7590674B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method | |
| JP2698549B2 (en) | Low iron loss unidirectional silicon steel sheet having magnesium oxide-aluminum oxide composite coating and method for producing the same | |
| JP2020111815A (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing grain-oriented electrical steel sheet | |
| JP3162570B2 (en) | Low iron loss unidirectional silicon steel sheet and method for producing the same | |
| CN113227454B (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same | |
| JP7018169B2 (en) | Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet and grain-oriented electrical steel sheet | |
| KR102543352B1 (en) | Coating liquid for forming insulating coating for grain-oriented electrical steel sheet, and method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
| EP0985743A1 (en) | Method of forming an insulating film on a magnetic steel sheet | |
| Senbahavalli et al. | Enhanced corrosion resistance of anodic non-porous alumina (ANPA) coatings on aluminium fabricated from mixed organic-inorganic electrolytes | |
| JPH04308093A (en) | Electrical steel sheet with electrolytically treated insulation coating and method for manufacturing the same | |
| JP2752682B2 (en) | Method for producing grain-oriented silicon steel sheet with excellent magnetic properties | |
| JP2003041379A (en) | Aluminum chemical conversion treatment method and chemical conversion coating | |
| CN115335539A (en) | Annealing separator composition for grain-oriented electrical steel sheet, and method for manufacturing same | |
| BR112021005578B1 (en) | COATING LIQUID FOR FORMING INSULATION COATING FOR GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL PLATE, GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL PLATE, AND METHOD OF PRODUCING GRAIN-ORIENTED ELECTRICAL STEEL PLATE | |
| Du et al. | Preparation of molybdate conversion coatings on the anodizing surface of aluminum alloy | |
| Jacob et al. | Improving Corrosion Resistance of AA2014 Welds with Micro Arc Oxidation | |
| JPH04308098A (en) | Electrical steel sheet with electrolytically treated insulation coating and method for manufacturing the same |