[发明专利]一种用于取向硅钢表面涂层的涂料、取向硅钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种用于取向硅钢表面涂层的涂料，其含有：磷酸盐、胶态二氧化硅、铬酸化合物和锡的化合物，其中所述锡的化合物与磷酸盐的质量比为0.05‑0.3。此外，本发明还公开了一种取向硅钢板，其包括基板以及表面涂层，其中表面涂层由采用本发明所述的涂料涂覆在基板上而形成。相应地，本发明还公开了上述取向硅钢板的制造方法，其包括步骤：在基板表面涂覆涂料，然后进行烧结处理，其中烧结处理中的板温为800‑900℃。本发明所述用于取向硅钢表面涂层的涂料可以有效用于取向硅钢板中，且可以在其表面形成涂层。该表面涂层能够赋予取向硅钢板更高的张力和更优异的耐热性能，具有良好的推广前景和应用效果。

技术领域

本发明涉及一种涂料、钢板及其制造方法，尤其涉及一种取向硅钢的涂料、取向硅钢板及其制造方法。

背景技术

取向硅钢是指钢中含硅且晶粒易磁化轴(100)001与轧制方向基本一致的电磁钢板。取向硅钢板主要用于制造变压器铁芯，其轧制方向磁性能非常优异，是重要的软磁性材料。当取向硅钢板作为变压器铁芯制造材料时，可以降低变压器的能量损耗和噪音水平。

取向硅钢板的表面涂层一般由镁橄榄石(Mg₂SiO₄)为主的陶瓷膜和其上的绝缘涂层构成。取向硅钢板表面的绝缘涂层可以有效起到绝缘、防锈和改善加工性能的作用。取向硅钢的表面涂层在高温下形成，由于具有相对于钢板较低的热膨胀率，当降到室温时，钢板与涂层热膨胀率的差异会对钢板赋予张力。对钢板赋予的张力可以降低取向硅钢的损耗(通过180℃磁畴宽度变窄降低异常涡流损耗)和磁致伸缩，从而有效降低变压器能量损耗和噪音水平。

通过表面涂层赋予取向硅钢高张力是提高取向硅钢性能的重要技术手段，近年来，大量的科技工作者做了很多有益的尝试。

公开号为JP特开昭48-39338，公开日为1973年6月9日，名称为“方向性硅素钢板的绝缘被膜制造方法”的日本专利文献公开了一种含磷酸二氢铝、胶体二氧化硅和铬酸酐的涂料。将上述涂料涂覆在取向硅钢表面，经热处理在钢板表面形成MgO-P₂O₅-SiO₂和Al₂O₃-P₂O₅-SiO₂磷酸盐系玻璃涂层。

公开号为CN107923046A，公开日为2018年4月17日，名称为“绝缘被膜处理液和带有绝缘被膜的金属的制造方法”的中国专利文献公开了一种含有选自Mg、Ca、Ba、Sr、Zn、Al和Mn中的至少1种的磷酸盐以及平均粒径不同的2种以上的胶体二氧化硅的绝缘涂液，其通过不同粒径胶体二氧化硅优化提高绝缘涂层张力。上述技术方案通过使用混合不同粒径硅溶胶可以在一定程度上改善涂层的致密性，但张力的提升空间非常有限。

公开号为CN104024474A，公开日为2014年9月3日，名称为“具有涂层的取向性电磁钢板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种取向硅钢板，通过制成含有P、Si、Cr和O的元素以及选自Mg、Al、Ni、Co、Mn、Zn、Fe、Ca和Ba中的至少1种元素、且5质量％以上为磷酸盐的晶相的涂层，从而产生较高的拉伸应力，降低铁损。上述技术方案通过提高涂层的弹性模量的方法来提高绝缘涂层赋予钢板的张力，但是需要通过增加铬酐添加量和提高涂层烧成温度来实现。磷酸盐涂层中铬酐添加量范围很窄，铬酐增加到一定程度涂层会出现裂纹和浊化现象；涂层烧结温度高于900℃左右，胶体二氧化硅会产生晶化现象。涂层中形成结晶性虽可以提高张力，但涂层的耐腐蚀性和透明性会下降。

由此可见，现有的磷酸系玻璃涂层赋予取向硅钢板的张力不充分的且耐热性低的问题。当使用取向硅钢板制备的变压器铁芯在消除加工应力退火时，取向硅钢表面磷酸盐系玻璃涂层中的磷酸盐会发生分解，会导致钢片之间发生粘结以及涂层张力显著降低，即耐热性低，不能有效起到降低变压器额能量损耗和噪音水平的作用。

基于此，期望获得一种新的涂料，该涂料可以用于取向硅钢表面，其具有更高的张力和耐热性，能够有效降低变压器额能量损耗和噪音水平。