Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листах анизотропной электротехнической стали, лист анизотропной электротехнической стали и способ производства листа анизотропной электротехнической стали
Группа изобретений относится к покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, листу анизотропной электротехнической стали и способу производства листа анизотропной электротехнической стали. Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали содержит частицы алюминийсодержащего гидратированного силиката и борную кислоту без содержания органического компонента. Техническим результатом является формирование изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, обеспечивающего превосходное натяжение покрытия и превосходную коррозионную стойкость. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 40 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, к листу анизотропной электротехнической стали, а также к способу производства листа анизотропной электротехнической стали.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Лист анизотропной электротехнической стали имеет кристаллическую структуру, главной ориентацией которой является ориентация (110)[001], и обычно представляет собой стальной лист, содержащий 2 мас.% или более Si. Он используется главным образом в качестве материалов сердечника, например в трансформаторах, и, в частности, материалов с низкими потерями энергии при трансформации, то есть когда требуются материалы с низкими магнитными потерями.
[0003] Типичный процесс производства листа анизотропной электротехнической стали заключается в следующем. Сначала сляб, содержащий от 2 мас.% до 4 мас.% Si, подвергают горячей прокатке, а затем горячекатаный лист отжигают. Потом осуществляют холодную прокатку один или два или более раз с промежуточным отжигом между ними для того, чтобы получить лист конечной толщины, а затем выполняют обезуглероживающий отжиг. После этого наносят отжиговый сепаратор, содержащий главным образом MgO, и выполняют окончательный отжиг. В результате формируется кристаллическая структура с ориентацией (110)[001] в качестве главной ориентации, и на поверхности стального листа образуется получаемая при окончательном отжиге пленка, содержащая главным образом Mg2SiO4. Наконец, наносят покрывающую жидкость для формирования изоляционного покрытия, прокаливают ее, а затем полученный в результате продукт отгружают.
[0004] Лист анизотропной электротехнической стали имеет свойство улучшения магнитных потерь за счет придания натяжения стальному листу. Следовательно, формируя при высокой температуре изоляционное покрытие из материала, имеющего меньший коэффициент теплового расширения, чем у стального листа, стальному листу придают натяжение, и его магнитные потери могут быть улучшены.
[0005] Традиционно известны различные покрывающие жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе электротехнической стали (см., например, патентные документы 1-11).
ДОКУМЕНТЫ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0006] ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 48-039338
Патентный документ 2: проверенная заявка на патент Японии (Kokoku) № 54-143737
Патентный документ 3: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 2000-169972
Патентный документ 4: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 2000-178760
Патентный документ 5: Международная заявка на патент № WO2015/115036
Патентный документ 6: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 06-065754
Патентный документ 7: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 06-065755
Патентный документ 8: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 08-325745
Патентный документ 9: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 09-256164
Патентный документ 10: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 06-306628
Патентный документ 11: непроверенная заявка на патент Японии (Kokai) № 2017-075358
Патентный документ 12: Международная заявка на патент № WO2010/146821
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0007] Изоляционное покрытие, получаемое прокаливанием раскрытой в патентном документе 1 покрывающей жидкости, в состав которой входит коллоидный кремнезем, монофосфат и хромовая кислота, обладает превосходными свойствами покрытия, такими как натяжение.
[0008] Однако покрывающая жидкость для формирования вышеупомянутого изоляционного покрытия содержит шестивалентный хром, что предъявляет повышенные требования к оборудованию для улучшения рабочей среды в процессе формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали. Следовательно, нужна давно ожидаемая разработка такой покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, которая не содержала бы шестивалентного хрома и позволяла бы получать изоляционное покрытие с различными превосходными свойствами покрытия, такими как натяжение.
[0009] Например, патентные документы 2-5 описывают покрывающую жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, содержащую главным образом коллоидный кремнезем и монофосфат и использующую другие добавки вместо хромовой кислоты. Однако натяжение изоляционного покрытия, получаемого с помощью этой покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, не содержащей хромовой кислоты и использующей отличающуюся от хромовой кислоты добавку, является более низким, чем натяжение изоляционного покрытия, получаемого с помощью покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, содержащей хромовую кислоту. В дополнение к этому, все добавки, используемые в этих методах, являются более дорогостоящими, чем хромовая кислота.
[0010] С другой стороны, патентные документы 6 и 7 раскрывают покрывающую жидкость для формирования изоляционного покрытия, содержащую золь глинозема и борную кислоту. Кроме того, покрывающие жидкости для формирования изоляционного покрытия, раскрытые в патентных документах 8 и 9, являются покрывающей жидкостью для формирования изоляционного покрытия, содержащей глинозем или гидрат глинозема и борную кислоту, и покрывающей жидкостью для формирования изоляционного покрытия, содержащей глинозем или гидрат глинозема, борную кислоту и коллоидный кремнезем, соответственно. Натяжение изоляционного покрытия, сформированного путем прокаливания этих покрывающих жидкостей, больше, чем у изоляционного покрытия, получаемого путем прокаливания вышеупомянутой покрывающей жидкости, в состав которой входит коллоидный кремнезем, монофосфат и хромовая кислота. Кроме того, патентный документ 10 раскрывает, что лист анизотропной электротехнической стали, содержащий кристаллическую пленку xAl2О3·yB2O3, может быть получен путем нанесения золя водного раствора, содержащего оксид алюминия и борную кислоту, способом, раскрытым в патентных документах 6 и 7. Однако, поскольку эти изоляционные покрытия состоят только из кристаллической пленки xAl2О3·yB2O3, все еще есть возможности для дальнейшего улучшения с точки зрения коррозионной стойкости. В дополнение к этому, многие золи глинозема в качестве сырья являются дорогостоящими.
[0011] Гидратированный силикат (слоистый глинистый минерал) является примером вещества, сырье из которого может быть получено по относительно низкой цене и которое дает возможность получать большое натяжение покрытия после прокаливания. Например, патентный документ 11 раскрывает покрывающую жидкость, в состав которой входит каолин, который является разновидностью гидратированного силиката, и силикат лития. Изоляционное покрытие, полученное прокаливанием описанной в этом документе покрывающей жидкости, имеет натяжение, равное или большее, чем у покрытия, получаемого прокаливанием покрывающей жидкости, в состав которой входит коллоидный кремнезем, монофосфат и хромовая кислота. Кроме того, получаемый лист анизотропной электротехнической стали обладает превосходными магнитными потерями. Однако все изоляционные покрытия, выполненные из этих покрывающих жидкостей, страдают недостатком плотности. В результате было найдено, что использование этих покрывающих жидкостей может привести к недостаточной коррозионной стойкости изоляционного покрытия. Патентный документ 12 раскрывает покрывающую жидкость, в состав которой входит наполнитель, такой как каолин, который является разновидностью гидратированного силиката, и связующее, содержащее фосфат металла. В изоляционном покрытии, получаемом прокаливанием этой покрывающей жидкости при 250-450°C, каолин, который является разновидностью гидратированного силиката, диспергируется в качестве наполнителя. Локальная плотность изоляционного покрытия варьируется в зависимости от дисперсионного состояния наполнителя. В результате было найдено, что использование этих покрывающих жидкостей может привести к недостаточной коррозионной стойкости изоляционного покрытия.
[0012] Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить покрывающую жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, которая обеспечивает возможность достижения свойств покрытия, включая высокое натяжение покрытия и превосходную коррозионную стойкость, даже без использования соединений хрома, лист анизотропной электротехнической стали и способ производства листа анизотропной электротехнической стали.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
[0013] Средства решения вышеописанных проблем включают следующие аспекты.
[0014] <1> Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, содержащая частицы алюминийсодержащего гидратированного силиката и борную кислоту.
<2> Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по пункту <1>, в которой частицы гидратированного силиката имеют удельную площадь поверхности 20 м2/г или более.
<3> Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по любому из пункта <1> или <2>, в которой частицы гидратированного силиката содержат по меньшей мере один тип частиц из каолина и пирофиллита.
<4> Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по любому из пунктов с <1> по <3>, в которой относительное содержание частиц гидратированного силиката к борной кислоте составляет от 0,2 до 1,5 как молярное отношение B(бор)/Al(алюминий) в покрывающей жидкости.
<5> Лист анизотропной электротехнической стали, содержащий:
основной материал листа анизотропной электротехнической стали и
изоляционное покрытие, предусмотренное на основном материале листа анизотропной электротехнической стали, которое содержит кристаллы псевдотетрагонального бората алюминия, в состав которого входят составляющие элементы, включающие Al, B и O.
<6> Способ производства листа анизотропной электротехнической стали, включающий стадии:
нанесение покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по любому из пунктов с <1> по <4> на лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига, а затем
выполнение обработки прокаливанием при температуре прокаливания от 600°C до 1000°C.
ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0015] В соответствии с настоящим изобретением предложены покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, которая позволяет достичь свойств покрытия, включая высокое натяжение покрытия и превосходную коррозионную стойкость, даже без использования соединений хрома, лист анизотропной электротехнической стали и способ производства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0016] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой фотографию сечения, показывающую один пример листа анизотропной электротехнической стали, снабженного обычным изоляционным покрытием.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой фотографию сечения листа анизотропной электротехнической стали, снабженного изоляционным покрытием из Примера 10.
[Фиг. 3] Фиг. 3 - график, показывающий результаты рентгеновского анализа кристаллической структуры изоляционного покрытия из Примера 10.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] Далее будет описан пример предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. При этом в настоящем описании диапазон числовых значений, выраженный с использованием символа «-», означает диапазон, включающий в себя числовые значения до и после символа «-» в качестве нижнего предела и верхнего предела. В настоящем описании термин «стадия» включает в себя не только независимую стадию, но и любую стадию, даже если ее невозможно четко отличить от других стадий, если назначение стадии может быть реализовано.
<Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали>
[0018] Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления (покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия) содержит частицы алюминийсодержащего гидратированного силиката и борную кислоту.
[0019] Как описано выше, в качестве покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, которая не использует соединения хрома, была изучена, например, покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия, содержащая золь глинозема и бор. Изоляционное покрытие формируется путем нанесения этой покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на основной материал листа анизотропной электротехнической стали, а затем ее прокаливания. Изоляционное покрытие на листе анизотропной электротехнической стали, полученное с помощью покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, содержащей золь глинозема и бор, содержит кристаллы бората алюминия и имеет превосходное натяжение покрытия. Однако это изоляционное покрытие может иметь низкую коррозионную стойкость, хотя четкая причина этого не определена. Следовательно, имелась возможность для улучшения коррозионной стойкости при обеспечении тех свойств, что в изоляционном покрытии может быть получено превосходное натяжение покрытия.
[0020] Соответственно, мы исследовали улучшение коррозионной стойкости изоляционного покрытия при условии, что обеспечивается превосходное натяжение покрытия. В результате было обнаружено, что, комбинируя частицы гидратированного силиката с борной кислотой, можно получить изоляционное покрытие на листе анизотропной электротехнической стали, имеющее превосходное натяжение покрытия и улучшенную коррозионную стойкость. Это изоляционное покрытие становится плотным изоляционным покрытием. Следовательно, оно имеет натяжение, равное или большее, чем у обычного изоляционного покрытия. Кроме того, считается, что оно имеет лучшую коррозионную стойкость, чем изоляционное покрытие, получаемое с помощью покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, содержащей золь глинозема и бор.
[0021] Далее будет описан каждый материал, составляющий покрывающую жидкость в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
(Частицы гидратированного силиката)
[0022] Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия содержит частицы гидратированного силиката. Могут содержаться частицы гидратированного силиката одного типа или двух или более типов. Гидратированный силикат также называют глинистым минералом, и он часто имеет слоистую структуру. Слоистая структура состоит из слоя силиката 1:1, представленного формулой состава X2-3Si2O5(OH)4, и слоя силиката 2:1, представленного формулой состава X2-3(Si,Al)4O10(OH)2 (где X - Al, Mg, Fe и т.д.), по отдельности или в виде смеси в наслоенной структуре. Между слоями этой слоистой структуры может содержаться по меньшей мере одно из молекулы воды и иона.
[0023] Типичные примеры гидратированного силиката включают каолин (или каолинит) (Al2Si2O5(OH)4), тальк (Mg3Si4O10(OH)2) и пирофиллит (Al2Si4O10(OH)2). Большинство частиц гидратированного силиката получают путем очистки и измельчения встречающегося в природе гидратированного силиката. В качестве частиц гидратированного силиката с точки зрения промышленной доступности может использоваться по меньшей мере один вид частиц, выбираемых из группы, состоящей из каолина, талька и пирофиллита. Кроме того, с точки зрения получения превосходного натяжения покрытия и превосходной коррозионной стойкости используются частицы содержащего алюминий гидратированного силиката. Частицы содержащего алюминий гидратированного силиката имеют превосходную реакционную способность с борной кислотой, образуют псевдотетрагональный борат алюминия и обеспечивают превосходное натяжение покрытия и превосходную коррозионную стойкость. С этой точки зрения в качестве частиц гидратированного силиката предпочтительно использовать по меньшей мере один вид частиц из каолина и пирофиллита, а более предпочтительно использовать каолин. Частицы гидратированного силиката могут использоваться в комбинации.
[0024] Чем больше удельная площадь поверхности частиц гидратированного силиката, тем легче протекает реакция с борной кислотой. Следовательно, удельная площадь поверхности частиц гидратированного силиката предпочтительно составляет 20 м2/г или более, предпочтительнее 40 м2/г или более, а еще предпочтительнее 50 м2/г или более. С другой стороны, верхний предел удельной площади поверхности конкретно не ограничен, и удельная площадь поверхности может составлять 200 м2/г или менее, 180 м2/г или менее, или 150 м2/г или менее. Когда верхний предел удельной площади поверхности равен или не превышает вышеуказанного значения, становится легко поддерживать стабильность дисперсии (стабильность вязкости) покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия. Удельная площадь поверхности частиц гидратированного силиката является удельной площадью поверхности, основанной на методе БЭТ, и измеряется в соответствии со стандартом JIS Z 8830:2013.
(Получение частиц гидратированного силиката с удельной площадью поверхности 20 м2/г или более)
[0025] Трудно получить коммерчески доступные для промышленного использования частицы гидратированного силиката с удельной поверхностью 20 м2/г или более. Поэтому, например, подвергая коммерчески доступный продукт обработке измельчением, можно получить частицы гидратированного силиката, имеющие удельную поверхность 20 м2/г или более.
[0026] В качестве средств измельчения частиц гидратированного силиката эффективны шаровые мельницы, вибрационные мельницы, бисерные мельницы, струйные мельницы и т.д. Эти обработки измельчением могут представлять собой сухое измельчение, при котором порошок измельчается как он есть, или мокрое измельчение, при котором частицы гидратированного силиката диспергируются в дисперсионной среде, такой как вода или спирт, и измельчение выполняется в состоянии густой суспензии. Обработка измельчением эффективна как при сухом, так и при влажном измельчении. Удельная площадь поверхности частиц гидратированного силиката также увеличивается с увеличением времени измельчения различными средствами измельчения. Следовательно, путем управления временем измельчения могут быть получены частицы гидратированного силиката, имеющие требуемую удельную площадь поверхности, а также их дисперсионная жидкость.
[0027] Гидратированный силикат может представлять собой пластинчатые частицы, потому что во многих случаях гидратированный силикат имеет слоистую структуру, то есть структуру, в которой наслоено множество слоев. Измельчение вызывает расслаивание этого наслоения. Таким образом, обработка измельчением уменьшает толщину пластинчатых частиц пластинчатого гидратированного силиката. Чем меньше эта толщина, тем легче протекает реакция с борной кислотой. Следовательно, толщина частиц гидратированного силиката (пластинчатых частиц) предпочтительно составляет 0,1 мкм или менее, более предпочтительно 0,05 мкм или менее, а еще более предпочтительно 0,02 мкм или менее. С другой стороны, нижний предел толщины частиц гидратированного силиката (пластинчатых частиц) конкретно не ограничен и может составлять 0,001 мкм или более, потому что вязкость суспензии становится высокой, когда поверхность частиц активируется и частицы суспендируются в воде. Он может предпочтительно составлять 0,002 мкм или более, а предпочтительнее 0,005 мкм или более. Толщина частиц гидратированного силиката (пластинчатых частиц) определяется путем анализа формы частиц гидратированного силиката на изображении, полученном с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) или просвечивающего электронного микроскопа.
[0028] В случае мокрого измельчения вязкость дисперсии увеличивается при увеличении удельной площади поверхности частиц гидратированного силиката. Когда удельная площадь поверхности увеличивается при измельчении свыше 200 м2/г, вязкость дисперсии может увеличиться так, что дисперсия превратится в гель, что может помешать измельчению. Следовательно, по мере необходимости к дисперсии может быть добавлен диспергирующий агент.
[0029] Увеличение вязкости во время измельчения может быть подавлено путем добавления диспергирующего агента. Однако, из числа диспергирующих агентов, если добавляется органический диспергирующий агент, он может разлагаться и карбонизироваться во время прокаливания изоляционного покрытия и науглероживать лист анизотропной электротехнической стали. Следовательно, в том случае, когда диспергирующий агент используется, предпочтительным является неорганический диспергирующий агент. Примеры неорганического диспергирующего агента включают полифосфат, жидкое стекло и т.п. Конкретные диспергирующие агенты из первого включают дифосфат натрия и гексаметафосфат натрия. Конкретные диспергирующие агенты из последнего включают силикат натрия и силикат калия. Добавляемое количество этих неорганических диспергирующих агентов предпочтительно понижено до 20 мас.% или менее от полной массы частиц гидратированного силиката. При установлении добавляемого количества неорганического диспергирующего агента на уровне 20 мас.% или менее, изменение состава пленки после прокаливания подавляется, и может быть легко получено более высокое натяжение покрытия. Поскольку диспергирующий агент является необязательным дополнительным компонентом, нижний предел содержания диспергирующего агента конкретно не ограничен и может составлять 0%. То есть, покрывающая жидкость может не содержать диспергирующего агента, такого как полифосфат и жидкое стекло. В случае сухого измельчения добавление диспергирующего агента во время измельчения не требуется.
(Борная кислота)
[0030] 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 используется ортоборная кислота. Борная кислота может использоваться в виде частиц борной кислоты, или же борная кислота может быть растворена или диспергирована в воде перед использованием.
(Относительное содержание частиц гидратированного силиката и борной кислоты)
[0031] Относительное содержание частиц гидратированного силиката и борной кислоты, содержащихся в покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, как молярное отношение B(бор)/Al(алюминий), конкретно не ограничено. Молярное отношение B(бор)/Al(алюминий) предпочтительно составляет 1,5 или менее с точки зрения получения превосходного натяжения покрытия и превосходной коррозионной стойкости. Борная кислота и борат имеют относительно низкую растворимость в воде. Следовательно, если молярное отношение B/Al сделать слишком большим, то концентрация покрывающей жидкости должна быть уменьшена, и становится трудным получить желаемое количество покрытия. Следовательно, верхний предел молярного отношения B/Al предпочтительно составляет 1,5 или менее, более предпочтительно 1,3 или менее, а еще более предпочтительно 1,0 или менее. Нижний предел молярного отношения B/Al конкретно не ограничен и может составлять 0,05 или более, или 0,1 или более. С точки зрения получения превосходного натяжения покрытия и превосходной коррозионной стойкости нижний предел молярного отношения B/Al предпочтительно составляет 0,2 или более. Следовательно, относительное содержание частиц гидратированного силиката и борной кислоты, описываемое как молярное отношение B(бор)/Al(алюминий), предпочтительно составляет 0,2-1,5.
(Дисперсионная среда (или растворитель))
[0032] В качестве дисперсионной среды или растворителя, используемых в покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, могут использоваться спирты, такие как этиловый спирт, метиловый спирт и пропиловый спирт, а также вода. В качестве дисперсионной среды или растворителя с точки зрения невоспламеняемости предпочтительно использовать воду.
[0033] Концентрация твердых веществ в покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия конкретно не ограничена при том условии, что она может быть нанесена на лист анизотропной электротехнической стали. Концентрация твердых веществ в покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия находится, например, в диапазоне от 5 мас.% до 50 мас.% (предпочтительно от 10 мас.% до 30 мас.%).
[0034] Кроме того, покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления может содержать небольшое количество других добавок, в случае необходимости, или может не содержать каких-либо других добавок (0 мас.%), при том условии, что свойства натяжения покрытия и коррозионной стойкости не ухудшаются. Когда содержится небольшое количество других добавок, оно предпочтительно составляет 3 мас.% или менее, или 1 мас.% или менее от общего содержания твердых веществ в покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Примеры других добавок включают, например, поверхностно-активное вещество (ПАВ), которое препятствует отталкиванию покрывающей жидкости от стального листа.
[0035] Вязкость покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия предпочтительно составляет от 1 мПа·с до 100 мПа·с с точки зрения технологичности нанесения покрытия и т.п. Если вязкость является слишком высокой, то может быть трудно наносить покрывающую жидкость, а если вязкость является слишком низкой, то покрывающая жидкость может растекаться, и может быть трудно получить желаемое количество покрытия. Вязкость измеряется вискозиметром B-типа (вискозиметром Брукфилда). Кроме того, температура измерения составляет 25°C.
[0036] С точки зрения производственной среды предпочтительно, чтобы покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия не содержала шестивалентного хрома. Кроме того, изоляционное покрытие, получаемое с помощью покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления, прокаливается при высокой температуре (например, 600°C или выше), чтобы получить высокое натяжение. Следовательно, когда в покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия содержится смола, она разлагается и карбонизируется при прокаливании. В результате магнитные свойства листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. С этой точки зрения предпочтительно, чтобы покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия не содержала органического компонента, такого как смола.
[0037] При этом покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления может придавать натяжение стальному листу при прокаливании и является подходящей в качестве покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали. Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления может также наноситься на лист изотропной электротехнической стали. Однако, даже если покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления наносится на лист изотропной электротехнической стали, изоляционное покрытие не содержит органического компонента, и нет никакого эффекта улучшения свойства пробиваемости стального листа. Следовательно, выгода от нанесения на листы изотропной электротехнической стали мала.
(Способ приготовления покрывающей жидкости)
[0038] Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть приготовлена путем смешивания и перемешивания частиц гидратированного силиката и борной кислоты вместе с дисперсионной средой (растворителем). Порядок добавления частиц гидратированного силиката и борной кислоты конкретно не ограничен. Например, может быть подготовлена дисперсионная жидкость, в которой заданное количество частиц гидратированного силиката диспергировано в воде в качестве дисперсионной среды, а затем может быть добавлено заданное количество борной кислоты, и полученная смесь может быть смешана и перемешана. Альтернативно, может быть приготовлен водный раствор борной кислоты, в котором заданное количество борной кислоты растворено в воде в качестве растворителя, а затем заданное количество частиц гидратированного силиката может быть добавлено к этому водному раствору борной кислоты, и полученная смесь может быть смешана и перемешана. Кроме того, в случае необходимости, могут быть добавлены другие добавки, и полученная смесь может быть смешана и перемешана. Затем покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия может быть доведена до желаемой концентрации твердых веществ. Температура покрывающей жидкости может быть повышенной (например, 50°C) или нормальной (например, 25°C).
(Анализ компонентов покрывающей жидкости)
[0039] В покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание частиц гидратированного силиката и борной кислоты может быть измерено следующим образом. В покрывающей жидкости, в которой смешаны частицы гидратированного силиката и борная кислота, они почти не реагируют друг с другом при 100°C или ниже. Следовательно, покрывающая жидкость при 100°C или ниже находится в состоянии суспензии, в котором частицы гидратированного силиката диспергированы, например, в водном растворе борной кислоты. Конкретнее, сначала покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия фильтруется. При фильтрации покрывающая жидкость разделяется на фильтрат, содержащий водный раствор борной кислоты, и остаток, содержащий частицы гидратированного силиката. Затем анализ ICP-AES (высокочастотный атомно-эмиссионный спектроскопический анализ с индуктивно связанной плазмой) фильтрата показывает, что он содержит борную кислоту. В дополнение, флуоресцентный рентгеновский анализ остатка показывает молярное отношение бора к алюминию (B/Al) в гидратированном силикате. Кроме того, удельная площадь поверхности частиц гидратированного силиката измеряется следующим образом. Частицы гидратированного силиката, отделенные указанным выше образом, диспергируются в растворителе, в котором они не растворяются. После этого удельная площадь поверхности определяется с помощью вышеупомянутого метода БЭТ. Кроме того, толщина частиц гидратированного силиката (пластинчатых частиц) определяется с помощью вышеупомянутого наблюдения под электронным микроскопом.
<Способ производства листа анизотропной электротехнической стали и лист анизотропной электротехнической стали>
[0040] Далее будет описан пример предпочтительного варианта осуществления листа анизотропной электротехнической стали и способа производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0041] Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит основной материал листа анизотропной электротехнической стали и изоляционное покрытие, предусмотренное на основном материале листа анизотропной электротехнической стали, которое содержит кристаллы псевдотетрагонального бората алюминия, в состав которого входят составляющие элементы, включающие Al, B и O. В состав изоляционного покрытия входит продукт реакции борной кислоты и содержащего алюминий гидратированного силиката, и изоляционное покрытие содержит кристаллы псевдотетрагонального бората алюминия, в состав которого входят составляющие элементы, включающие Al, B и O, в по меньшей мере части изоляционного покрытия.
[0042] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления изоляционное покрытие, содержащее кристаллы псевдотетрагонального бората алюминия, в состав которого входят составляющие элементы, включающие Al, B и O, отличается от обычного изоляционного покрытия. Например, образованное из фосфата, коллоидного кремнезема и хромовой кислоты изоляционное покрытие на основе патентных документов 1-4 является аморфным веществом, содержащим Al, Mg, P, Si, Cr и O в качестве составляющих элементов. Кроме того, использующее золь глинозема и борную кислоту изоляционное покрытие, представленное патентным документом 6, состоит только из кристаллического вещества, представленного формулой состава xAl2О3·yB2O3, содержащего Al, B и O в качестве составляющих элементов, как показано в патентном документе 10. С другой стороны, в состав изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления входят псевдотетрагональный борат алюминия xAl2О3·yB2O3, образовавшийся по реакции компонента Al в частицах гидратированного силиката с борной кислотой, и аморфные компоненты, получившиеся из отличного от Al остатка частиц гидратированного силиката. Например, когда в качестве частиц гидратированного силиката используется каолин, он становится смесью псевдотетрагонального бората алюминия и кремнезема следующим образом. Следовательно, состав изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления отличается от состава обычного изоляционного покрытия.
2yH3BO3 + xAl2Si2O5(OH)4 → xAl2O3·yB2O3 + 2xSiO2 + (2x+3y)H2O
[0043] Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет превосходное натяжение покрытия, поскольку изоляционное покрытие содержит кристаллы псевдотетрагонального бората алюминия, в состав которого входят составляющие элементы, включающие Al, B и O. В дополнение к этому, он имеет превосходную коррозионную стойкость благодаря структуре, в которой кристаллическая фаза окружена аморфным слоем. Кроме того, в качестве изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления формируется плотная пленка. Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно получен описываемым ниже способом производства.
[0044] Способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит стадии: нанесения покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления на лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига (то есть на основной материал листа анизотропной электротехнической стали), а затем выполнения обработки прокаливанием, при которой температура прокаливания составляет от 600°C до 1000°C.
(Лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига)
[0045] Лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига представляет собой лист анизотропной электротехнической стали, который служит основным материалом перед нанесением вышеупомянутой покрывающей жидкости (то есть покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления). Лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига конкретно не ограничен. Лист анизотропной электротехнической стали, служащий основным материалом, в качестве подходящего примера получают следующим образом. А именно, стальную заготовку, содержащую от 2 мас.% до 4 мас.% Si, подвергают горячей прокатке, отжигу горячекатаного листа, холодной прокатке, а затем обезуглероживающему отжигу. После этого он получается путем нанесения отжигового сепаратора, имеющего содержание MgO 50 мас.% или более, и выполнения окончательного отжига. Лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига не должен иметь пленки окончательного отжига.
(Нанесение и прокаливание покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия)
[0046] После нанесения покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления на лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига выполняют обработку прокаливанием. Количество покрытия конкретно не ограничено. С точки зрения получения превосходного натяжения покрытия и превосходной коррозионной стойкости предпочтительно наносить покрывающую жидкость так, чтобы количество пленки после формирования изоляционного покрытия находилось в диапазоне от 1 г/м2 до 10 г/м2. Более предпочтительным, оно составляет от 2 г/м2 до 8 г/м2. Количество покрытия после прокаливания может быть получено по разности веса до и после удаления изоляционного покрытия. Кроме того, превосходные натяжение покрытия и коррозионная стойкость могут означать, что они равны или выше, чем у обычного изоляционного покрытия, в частности, изоляционного покрытия при использовании покрывающей жидкости, содержащей соединение хрома. В описанном позже справочном примере (изоляционное покрытие при использовании покрывающей жидкости, содержащей соединение хрома) натяжение покрытия составляет 8 МПа, а коррозионная стойкость составляет 0%. В изоляционном покрытии в соответствии с настоящим вариантом осуществления натяжение покрытия может составлять 5 МПа или более, предпочтительно 8 МПа или более, а предпочтительнее 10 МПа или более с учетом допустимой вероятности. Кроме того, коррозионная стойкость может составлять 10% или менее, предпочтительно 5% или менее, более предпочтительно 1% или менее, или 0%.
[0047] Способ нанесения покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига конкретно не ограничен. Например, можно упомянуть такие способы нанесения покрытия, как способ нанесения валиком, способ распыления жидкости или способ окунания.
[0048] После нанесения покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия выполняют прокаливание. Оно будет способствовать реакции между частицами гидратированного силиката и борной кислотой с образованием плотной пленки и получением превосходного натяжения покрытия и превосходной коррозионной стойкости. Многие гидратированные силикаты высвобождают структурную воду при температуре нагрева около 550°C и в этом процессе реагируют с борной кислотой. Если температура прокаливания составляет менее 600°C, реакция между частицами гидратированного силиката и борной кислотой является недостаточной. В результате частицы гидратированного силиката и борной кислоты могут присутствовать в изоляционном покрытии в смешанном состоянии. Следовательно, температура прокаливания устанавливается на 600°C или выше. Предпочтительный нижний предел температуры прокаливания составляет 700°C или выше. С другой стороны, когда применяется температура прокаливания более 1000°C, лист анизотропной электротехнической стали размягчается и легко деформируется, и поэтому температура прокаливания устанавливается на 1000°C или меньше. Предпочтительный верхний предел составляет 950°C или ниже. Время прокаливания предпочтительно составляет от 5 секунд до 300 секунд (предпочтительно от 10 секунд до 120 секунд).
[0049] Способ нагрева для выполнения обработки прокаливанием конкретно не ограничен, и его примеры включают использование радиационной печи, печи с горячим воздухом и индукционного нагрева.
[0050] Изоляционное покрытие после обработки прокаливанием становится плотной пленкой. Толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет от 0,5 мкм до 5 мкм (предпочтительно от 1 мкм до 4 мкм). Толщина изоляционного покрытия после обработки прокаливанием может быть определена с помощью наблюдения сечения под СЭМ.
[0051] Плотность может быть оценена по доле пустот в пленке. Когда в пленке присутствует большое количество пустот, изоляционное покрытие считается имеющим низкое натяжение покрытия и низкую коррозионную стойкость. В изоляционном покрытии в соответствии с настоящим вариантом осуществления доля пустот может составлять 10% или менее, предпочтительно 5% или менее, более предпочтительно 3% или менее, еще более предпочтительно 2% или менее, а особенно предпочтительно 1% или менее.
[0052] Посредством вышеописанных стадий с помощью покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления, даже если она не содержит соединения хрома, может быть получен лист анизотропной электротехнической стали, имеющий как превосходное натяжение покрытия, так и превосходную коррозионную стойкость. Кроме того, лист анизотропной электротехнической стали, снабженный изоляционным покрытием с помощью покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия в соответствии с настоящим вариантом осуществления, имеет превосходные магнитные свойства, а также имеет превосходный коэффициент заполнения.
[0053] При оценке свойств покрытия, коррозионной стойкости, магнитных свойств, доли пустот в изоляционном покрытии и т.д. в отношении листа анизотропной электротехнической стали, снабженного изоляционным покрытием, полученным в соответствии с настоящим вариантом осуществления, способ оценки для каждого свойства является следующим.
(Коррозионная стойкость)
[0054] При поддержании температуры на уровне 35°C на испытываемый образец непрерывно распыляли водный раствор с 5 мас.% NaCl, по прошествии 48 часов наблюдали состояние образования ржавчины и вычисляли долю ее площади.
(Натяжение покрытия)
[0055] Натяжение покрытия вычисляется по кривизне стального листа, появляющейся после того, как удалено изоляционное покрытие на одной стороне. Конкретные условия являются следующими. Изоляционное покрытие удаляют только с одной стороны листа анизотропной электротехнической стали с помощью щелочного водного раствора. После этого вычисляют натяжение покрытия по кривизне листа анизотропной электротехнической стали с помощью следующей формулы.
Формула: Натяжение покрытия = 190 x толщина листа (мм) x кривизна листа (мм) / {длина листа (мм)}2 [МПа]
(Коэффициент заполнения)
[0056] Измеряется в соответствии с методом, описанным в стандарте JIS C 2550-5:2011.
(Доля пустот в покрытии)
[0057] Изображение сечения изоляционного покрытия получают с помощью обратного рассеяния электронов. Это изображение подвергают обработке бинаризацией для получения бинарного изображения. Площадь AC сечения получают путем исключения площади пустот (пор) из этого бинарного изображения. Также из бинарного изображения получают площадь А сечения, включающую в себя площадь пустот (пор). Затем вычисляют долю F пустот по следующей формуле (F). Изоляционное покрытие наблюдали при 5000-кратном увеличении, получив 5 изображений, и из полученных долей пустот вычисляли среднее значение.
Формула (F) F = {1- (AC/A)} x 100
(Магнитные потери и плотность магнитного потока)
[0058] Магнитные потери и плотность магнитного потока измеряются в соответствии с методом, описанным в стандарте JIS C 2550-1:2011. В частности, измеряют магнитные потери как удельные магнитные потери (W17/50) на единицу массы при условиях амплитуды измеряемой плотности магнитного потока 1,7 Tл и частоты 50 Гц. Кроме того, измеряют плотность магнитного потока (B8) как значение плотности магнитного потока при намагничивающей силе 800 A/м.
[0059] Хотя выше был описан один пример предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничено вышеприведенным описанием. Вышеприведенное описание является иллюстративным, и любой вариант осуществления, имеющий по существу ту же самую конфигурацию и проявляющий аналогичный эффект, что и техническая идея, описанная в формуле настоящего изобретения, также входит в технический объем настоящего изобретения.
Примеры
[0060] Далее настоящее изобретение будет подробно описано с помощью иллюстрирующих примеров, но настоящее изобретение не ограничено ими.
(Пример A)
[0061] Сначала коммерчески доступные частицы гидратированного силиката из каолина, талька и пирофиллита (удельная площадь поверхности 10 м2/г для всех) были обеспечены и измельчены с помощью различных средств, показанных в нижеприведенной Таблице 1. В том случае, когда добавлялся диспергирующий агент, для обработки влажным измельчением его добавляли при приготовлении водной суспензии перед обработкой, а для обработки сухим измельчением его добавляли при приготовлении покрывающей жидкости после обработки измельчением. После обработки измельчением удельная площадь поверхности измеряли в соответствии с методом, описанным в стандарте JIS Z 8830:2013.
[0062] Используя вышеупомянутые частицы гидратированного силиката, приготовили покрывающую жидкость, имевшую состав, показанный в Таблице 1. Для того, чтобы подтвердить стабильность покрывающей жидкости, брали часть приготовленной жидкости и оставляли при комнатной температуре (25°C) на 2 суток, а затем наблюдали состояние этой покрывающей жидкости (наличие или отсутствие гелеобразования). Покрывающая жидкость, показанная в Примере 22, является примером, в котором смешивают и используют два типа частиц гидратированного силиката. В результате наблюдения никакого гелеобразования не наблюдалось ни в одной из покрывающих жидкостей с показанными в Таблице 1 составами.
[0063] Приготовили лист анизотропной электротехнической стали (B8=1,93 Tл) с толщиной 0,23 мм и с полученной при окончательном отжиге пленкой, который был подвергнут окончательному отжигу, и покрывающую жидкость, имевшую показанный в Таблице 1 состав, наносили и сушили таким образом, чтобы количество изоляционного покрытия после прокаливания стало равным 5 г/м2, и прокаливали при 850°C в течение 30 секунд.
[0064] Оценивали свойства покрытия и коррозионную стойкость полученного листа анизотропной электротехнической стали, снабженного изоляционным покрытием. В дополнение, были оценены магнитные свойства. Кроме того, была измерена доля пустот изоляционного покрытия. Результаты показаны в Таблице 2. Способ получения каждой оценки, показанной в Таблице 2, был описан выше.
[0065] Молярное отношение B/Al, показанное в Таблице 1, является расчетным значением, полученным при смешивании и регулировании частиц гидратированного силиката и борной кислоты так, что молярное отношение B/Al становится значением, показанным в Таблице 1.
[0066] [Таблица 1]
| Состав покрывающей жидкости | |||||
| Гидратированный силикат | B/Al | ||||
| Название | Средство измельчения | Удельная площадь поверхности | Содержание твердых веществ | Молярное отношение | |
| (м2/г) | (%) | ||||
| Справочный пример | Справочная покрывающая жидкость | ||||
| Сравн. пример 1 | Сравнительная покрывающая жидкость 1 (Сравн. пример 1) | ||||
| Сравн. пример 2 | Каолин | Нет | 10 | 25 | 0 |
| Сравн. пример 3 | Каолин | JM | 15 | 25 | 0 |
| Сравн. пример 4 | Тальк | BD | 15 | 25 | 0 |
| Сравн. пример 5 | Тальк | BW | 15 | 25 | 0 |
| Пример 1 | Каолин | BW | 20 | 25 | 0,2 |
| Пример 2 | Каолин | BW | 20 | 25 | 0,4 |
| Пример 3 | Каолин | BW | 20 | 25 | 0,6 |
| Пример 4 | Каолин | BW | 20 | 25 | 0,8 |
| Пример 5 | Каолин | BW | 20 | 25 | 1,0 |
| Пример 6 | Каолин | BW | 20 | 12,5 | 0,6 |
| Пример 7 | Каолин | BD | 50 | 25 | 0,2 |
| Пример 8 | Каолин | BD | 50 | 25 | 0,4 |
| Пример 9 | Каолин | BD | 50 | 25 | 0,6 |
| Пример 10 | Каолин | BD | 50 | 25 | 0,8 |
| Пример 11 | Каолин | BD | 50 | 25 | 1,0 |
| Пример 12 | Каолин | JM | 100 | 25 | 0,1 |
| Пример 13 | Каолин | JM | 100 | 25 | 0,2 |
| Пример 14 | Каолин | JM | 100 | 25 | 0,4 |
| Пример 15 | Каолин | JM | 100 | 25 | 0,6 |
| Пример 16 | Каолин | JM | 100 | 25 | 0,8 |
| Пример 17 | Каолин | JM | 100 | 25 | 1,0 |
| Пример 18 | Каолин | BM | 150 | 25 | 0,1 |
| Пример 19 | Каолин | BM | 150 | 25 | 0,2 |
| Пример 20 | Каолин | BM | 150 | 25 | 0,6 |
| Пример 21 | Каолин | BM | 150 | 25 | 0,8 |
| Пример 22 | Каолин | BW | 100 | 12,5 | 0,6 |
| Тальк | BW | 50 | 12,5 | ||
| Пример 23 | Пирофиллит | BW | 20 | 25 | 0,6 |
| Пример 24 | Пирофиллит | BW | 50 | 25 | 0,2 |
| Пример 25 | Пирофиллит | BW | 50 | 25 | 0,4 |
| Пример 26 | Пирофиллит | BW | 50 | 25 | 0,6 |
| Пример 27 | Пирофиллит | BW | 50 | 25 | 0,8 |
| Пример 28 | Пирофиллит | BW | 50 | 25 | 1,0 |
| Пример 29 | Пирофиллит | BW | 100 | 25 | 0,6 |
| Пример 30 | Пирофиллит | BW | 150 | 25 | 0,6 |
| Пример 31 | Каолин | BW | 18 | 25 | 0,4 |
| Пример 32 | Каолин | BW | 18 | 25 | 0,6 |
| Пример 33 | Каолин | BW | 18 | 25 | 0,8 |
| Пример 34 | Каолин | BW | 100 | 12,5 | 0,4 |
| Пирофиллит | BW | 150 | 12,5 | ||
| Пример 35 | Каолин | BD | 50 | 25 | 1,3 |
| Пример 36 | Каолин | BD | 50 | 25 | 1,5 |
[0067] [Таблица 2]
| Свойства покрытия | Магнитные свойства | |||||
| Коррозионная стойкость | Натяжение покрытия | Коэффициент заполнения | Доля пустот в покрытии | Плотность магнитного потока B８ | Магнитные потери W17/50 | |
| (%) | (МПа) | (%) | (%) | (Тл) | (Вт/кг) | |
| Справ. пример | 0 | 8 | 96,5 | 0,0 | 1,93 | 0,88 |
| Сравн. пример 1 | 50 | 15 | 97,0 | 0,0 | 1,93 | 0,78 |
| Сравн. пример 2 | 30 | 3 | 95,5 | 30,0 | 1,93 | 0,99 |
| Сравн. пример 3 | 30 | 3 | 95,5 | 20,0 | 1,93 | 0,98 |
| Сравн. пример 4 | 30 | 3 | 95,5 | 30,0 | 1,93 | 0,99 |
| Сравн. пример 5 | 30 | 3 | 95,5 | 20,0 | 1,93 | 0,98 |
| Пример 1 | 0 | 8 | 96,4 | 5,0 | 1,93 | 0,85 |
| Пример 2 | 0 | 10 | 96,6 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 3 | 0 | 10 | 96,6 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 4 | 0 | 10 | 96,6 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 5 | 0 | 10 | 96,6 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 6 | 0 | 10 | 96,6 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 7 | 0 | 9 | 96,5 | 3,0 | 1,93 | 0,83 |
| Пример 8 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 9 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 10 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 11 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 12 | 0 | 9 | 96,5 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 13 | 0 | 10 | 96,6 | 2,0 | 1,93 | 0,81 |
| Пример 14 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 15 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 16 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 17 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 18 | 0 | 9 | 96,5 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 19 | 0 | 10 | 96,6 | 2,0 | 1,93 | 0,81 |
| Пример 20 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 21 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 22 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 23 | 0 | 10 | 96,6 | 3,0 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 24 | 0 | 9 | 96,5 | 3,0 | 1,93 | 0,83 |
| Пример 25 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 26 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 27 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 28 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 29 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 30 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 31 | 0 | 8 | 96,4 | 5,0 | 1,93 | 0,85 |
| Пример 32 | 0 | 9 | 96,5 | 3,0 | 1,93 | 0,83 |
| Пример 33 | 0 | 9 | 96,5 | 3,0 | 1,93 | 0,83 |
| Пример 34 | 0 | 11 | 96,7 | 1,0 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 35 | 0 | 12 | 96,7 | 1 | 1,93 | 0,79 |
| Пример 36 | 0 | 12 | 96,7 | 1 | 1,93 | 0,79 |
[0068] Состав справочной покрывающей жидкости в Таблице 1 является следующим:
- водная дисперсия 20 мас.% коллоидного кремнезема: 100 массовых частей
- водный раствор 50 мас.% фосфата алюминия: 60 массовых частей
- хромовый ангидрид: 6 массовых частей.
[0069] Состав сравнительной покрывающей жидкости 1 в Таблице 1 является следующим:
- золь глинозема с содержанием твердых веществ 10 мас.%: 100 массовых частей.
- борная кислота: 7 массовых частей.
[0070] Содержание твердых веществ (мас.%) в частицах гидратированного силиката (частицах глинистого минерала) и борной кислоте в Таблице 1 вычисляются как безводные эквиваленты, при этом, например, каолин – Al2O3·2SiO2, а борная кислота – B2O3.
[0071] Средства измельчения в Таблице 1 являются следующими.
JM: струйная мельница (сухого типа)
BD: шаровая мельница (сухого типа)
BW: шаровая мельница (мокрого типа)
BM: бисерная мельница (мокрого типа)
[0072] Как показано в Таблице 1, Примеры 1-36 представляют собой изоляционные покрытия, сформированные с использованием покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, содержащей частицы гидратированного силиката и борную кислоту. Как показано в Таблице 2, изоляционное покрытие каждого из Примеров имеет большое натяжение покрытия, а также превосходную коррозионную стойкость. Более того, оно имеет превосходные коэффициент заполнения и магнитные свойства. Кроме того, можно заметить, что изоляционное покрытие каждого из Примеров имеет такие же или более высокие характеристики, что и пленка, полученная с использованием содержащей соединение хрома покрывающей жидкости, показанной в Справочном примере.
[0073] С другой стороны, можно заметить, что изоляционное покрытие, сформированное с использованием покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия, содержащей частицы гидратированного силиката и не содержащей борную кислоту, имеет низкую коррозионную стойкость. Кроме того, можно заметить, что изоляционное покрытие Сравнительного примера 1, полученное с помощью покрывающей жидкости, содержащей золь глинозема и борную кислоту, имеет низкую коррозионную стойкость.
[0074] При этом Фиг. 1 показывает пример результата наблюдения с помощью СЭМ сечения листа анизотропной электротехнической стали, снабженного обычным изоляционным покрытием. Кроме того, Фиг. 2 показывает результаты наблюдения с помощью СЭМ сечения листа анизотропной электротехнической стали, снабженного изоляционным покрытием Примера 10. На Фиг. 1 ссылочной позицией 11 указано изоляционное покрытие, а ссылочной позицией 12 – полученная при окончательном отжиге пленка. Кроме того, на Фиг. 2 ссылочной позицией 21 указано изоляционное покрытие, а ссылочной позицией 22 – полученная при окончательном отжиге пленка. В дальнейшем эти ссылочные цифры для объяснения будут опущены.
[0075] В изоляционном покрытии, показанном на Фиг. 1, присутствует большое количество пустот. Поэтому считается, что изоляционное покрытие, показанное на Фиг. 1, имеет низкое натяжение покрытия, а также низкую коррозионную стойкость. С другой стороны, стало ясно, что изоляционное покрытие, показанное на Фиг. 2, представляет собой плотную пленку с чрезвычайно низким количеством пустот. Поэтому считается, что изоляционное покрытие, показанное на Фиг. 2, имеет высокое натяжение покрытия, а также превосходную коррозионную стойкость. Следовательно, лист анизотропной электротехнической стали, полученный с использованием покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия по настоящему варианту осуществления, имеет плотное изоляционное покрытие с большим натяжением и превосходной коррозионной стойкостью даже без использования соединения хрома. Кроме того, можно видеть, что эти свойства покрытия получены и что магнитные свойства и коэффициент заполнения также являются превосходными.
[0076] Фиг. 3 показывает результаты рентгеновского анализа кристаллической структуры изоляционного покрытия Примера 10 с помощью рентгеновского дифрактометра. На графике, показанном на Фиг. 3, можно заметить, что изоляционное покрытие Примера 10 состоит из составляющих элементов, включающих Al, B и O, и содержит псевдотетрагональный борат алюминия.
(Пример B)
[0077] Затем свойства покрытия и магнитные свойства оценивали при изменении температуры прокаливания. Покрывающая жидкость была доведена до того же самого состава, что и в Примере 10, и нанесена и высушена с помощью той же самой процедуры, что и в Примере 1, так, чтобы количество изоляционного покрытия после прокаливания составило 5 г/м2. Затем температуру прокаливания изменяли на показанную в Таблице 3, и выполняли прокаливание (при том же самом времени прокаливания). Результаты показаны в Таблице 3.
[0078] [Таблица 3]
| Температура прокаливания | Свойства покрытия | Магнитные свойства | |||||
| Коррозионная стойкость | Натяжение покрытия | Коэффициент заполнения | Доля пустот в покрытии | Плотность магнитного потока B８ | Магнитные потери W17/50 | ||
| (°C) | (%) | (МПа) | (%) | (%) | (Тл) | (Вт/кг) | |
| Сравн. пример 6 | 500 | 50 | 2 | 95,0 | 40 | 1,93 | 1,10 |
| Сравн. пример 7 | 550 | 30 | 3 | 95,5 | 30 | 1,93 | 0,99 |
| Пример 37 | 600 | 1,0 | 8 | 96,4 | 5 | 1,93 | 0,85 |
| Пример 38 | 700 | 0 | 10 | 96,6 | 2 | 1,93 | 0,82 |
| Пример 39 | 950 | 0 | 11 | 96,7 | 1 | 1,93 | 0,80 |
| Пример 40 | 1000 | 0 | 12 | 97,0 | 0 | 1,93 | 0,79 |
[0079] Как показано в Таблице 3, Сравнительные примеры 6 и 7 с температурой прокаливания ниже 600°C, показывают низкую коррозионную стойкость, потому что реакция между частицами гидратированного силиката и борной кислотой является недостаточной. С другой стороны, в каждом из Примеров, в которых температура прокаливания составляет 600°C или выше, может быть получена превосходная коррозионная стойкость.
[0080] Хотя выше были описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничено такими примерами. Понятно, что специалист в данной области техники может придумать различные модификации или вариации в рамках объема идей, описанных в формуле изобретения, и понятно, что они также естественным образом входят в технический объем настоящего изобретения.
1. Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали, содержащая частицы алюминийсодержащего гидратированного силиката и борную кислоту и не содержащая органического компонента.
2. Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по п. 1, в которой частицы гидратированного силиката имеют удельную площадь поверхности 20 м2/г или более.
3. Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по п. 1 или 2, в которой частицы гидратированного силиката содержат по меньшей мере один тип частиц из каолина и пирофиллита.
4. Покрывающая жидкость для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по любому из пп. 1-3, в которой относительное содержание частиц гидратированного силиката к борной кислоте составляет от 0,2 до 1,5, как молярное отношение бора к алюминию B/Al в покрывающей жидкости.
5. Лист анизотропной электротехнической стали, содержащий:
основной материал листа анизотропной электротехнической стали и
изоляционное покрытие, предусмотренное на основном материале листа анизотропной электротехнической стали, которое содержит смесь псевдотетрагонального бората алюминия и кремнезема и содержит кристаллы псевдотетрагонального бората алюминия, состоящего из составляющих элементов, включающих Al, B и O, и в котором кристаллическая фаза окружена аморфным материалом.
6. Способ производства листа анизотропной электротехнической стали, включающий стадии:
нанесение покрывающей жидкости для формирования изоляционного покрытия на листе анизотропной электротехнической стали по любому из пп. 1-4 на лист анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига, а затем
выполнение обработки прокаливанием при температуре прокаливания от 600 до 1000°C.
