[发明专利]方向性电磁钢板

说明书

本发明的方向性电磁钢板具有钢板和形成于钢板的表面的绝缘覆膜，上述绝缘覆膜含有磷酸金属盐和胶体状二氧化硅，相对于磷酸金属盐100质量份，胶体状二氧化硅为20～150质量份，进而，相对于上述磷酸金属盐100质量份，含有0.5～7质量份的选自碳化硅、氮化硅、氮化铝、氮化硼、赛隆、堇青石中的1种或2种以上的微粒，上述微粒的平均粒径为0.3～7.0μm，上述磷酸金属盐的结晶度为2～40％，不含有铬。

技术领域

本发明涉及方向性电磁钢板，特别是涉及具有不含有铬的绝缘覆膜的方向性电磁钢板。本申请基于2016年10月31日在日本申请的特愿2016-213783号而主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

对于方向性电磁钢板，有时在其表面具有由镁橄榄石层及磷酸盐覆膜层形成的绝缘覆膜。镁橄榄石层是在将板坯热轧而制成热轧钢板后，冷轧(根据情况将热轧钢板退火后进行冷轧)，进行脱碳退火，之后在表面涂布氧化镁后进行高温最终退火时形成的。

另外，磷酸盐覆膜层通过在用于形成镁橄榄石层的高温最终退火之后，进行矫平和以磷酸盐等作为主要成分的处理液的涂布后进行烧结来形成。矫平和以磷酸盐等作为主要成分的处理液的涂布可以同时进行，也可以分别进行。

镁橄榄石层位于钢板与磷酸盐覆膜层之间，作为中间层而有助于钢板与磷酸盐覆膜层的密合性的提高。

也被称为二次覆膜的磷酸盐覆膜层通过对电磁钢板赋予绝缘性而降低涡流损耗来改善铁损，使电气设备的能量转换效率提高。

然而，在将电磁钢板进行加工来制造变压器等的铁芯时，若电磁钢板的加工性、耐热性、滑动性差，则有时在消除应力退火时绝缘覆膜发生剥离。在该情况下，有可能绝缘性下降而电气设备的效率下降。另外，若这些特性差，则在制造铁芯时，将电磁钢板层叠要花费时间，作业性或组装效率恶化。

因此，近年来，对于磷酸盐覆膜层，除了绝缘性以外，还要求耐蚀性、耐热性、滑动性或加工性这样的各种特性(覆膜特性)。

对于方向性电磁钢板的绝缘覆膜，除了上述以外还已知有通过对电磁钢板赋予表面张力而使方向性电磁钢板的磁特性提高这样的特性。赋予了张力的电磁钢板通过磁畴壁移动变得容易而铁损降低。具有由方向性电磁钢板制造的铁芯的变压器通过方向性电磁钢板的铁损的降低，作为噪音的主要原因之一的磁致伸缩降低。

例如，在专利文献1中记载了一种方法，其中，通过在最终退火后形成于钢板表面的镁橄榄石覆膜上，涂布特定组成的以磷酸盐、铬酸盐、胶体状二氧化硅作为主要成分的绝缘覆膜处理液并烧结，从而在钢板表面形成对钢板赋予高张力的绝缘覆膜(高张力绝缘覆膜)，来降低方向性电磁钢板的铁损和磁致伸缩。

另外，在专利文献2中记载了一种方向性电磁钢板，其具有通过附着特定量的以磷酸盐、铬酸盐和玻璃化转变点为950℃～1200℃的胶体状二氧化硅作为主要成分的处理液而形成的高张力绝缘覆膜。

根据上述专利文献1及专利文献2中公开的技术，可得到具有大的覆膜张力(对钢板赋予张力的作用)、并且具有优异的各种覆膜特性的绝缘覆膜。然而，在任一绝缘覆膜中均配合有作为铬化合物的铬酸盐。近年来，作为环境问题，要求禁止铬酸盐的使用或限制铬酸盐的使用。

作为制造不含有铬酸盐的绝缘覆膜的技术，在专利文献3中记载了一种方法，其中，通过在钢板上涂布含有以SiO₂计为20重量份的胶体状二氧化硅、10～120重量份的磷酸铝、2～10重量份的硼酸和4～40重量份的选自Mg、Al、Fe、Co、Ni、Zn各自的硫酸盐内的1种或2种的合计的涂覆处理液并在300℃以上的温度下进行烧结处理来形成绝缘覆膜。

另外，在专利文献4中，记载了一种关于不包含铬的方向性电磁钢板用表面处理剂的技术，其特征在于，作为选自Ca、Mn、Fe、Zn、Co、Ni、Cu、B及Al中的有机酸盐，含有选自甲酸盐、醋酸盐、草酸盐、酒石酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐及水杨酸盐中的有机酸盐的1种或2种以上。