[发明专利]方向性电磁钢板用绝缘覆膜处理液以及具有绝缘覆膜的方向性电磁钢板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及能得到具有绝缘覆膜(insulation coating)的方向性电磁钢板(grain oriented electrical steel sheet)的无铬(chromium-free)绝缘覆膜处理液，所述绝缘覆膜具有与使用含有铬化合物的绝缘覆膜处理液(treatment solution for insulation coating)时同等的覆膜特性。本发明还涉及具有使用了该无铬绝缘覆膜处理液的绝缘覆膜的方向性电磁钢板的制造方法。 

背景技术

近年来，由电力变压器产生的噪音作为公害而成为问题。电力变压器的噪音的主要原因是作为变压器的铁芯材料使用的方向性电磁钢板的磁致伸缩(magnetostriction)。为了降低变压器的噪音，需要使方向性电磁钢板的磁致伸缩减小，工业上有利的解决方法是在方向性电磁钢板上包覆绝缘覆膜。 

作为方向性电磁钢板的绝缘覆膜所需要的特性，有覆膜张力(tension induced by a coating)、耐吸湿性(moisture-absorption resistance)、抗锈性(rust resistance)及叠层系数(lamination factor)。在这些特性中，对于磁致伸缩的降低而言，重要的是确保覆膜张力。这里，覆膜张力是指通过绝缘覆膜的形成而赋予方向性电磁钢板的张力。 

方向性电磁钢板的覆膜通常是由通过二次再结晶退火(secondaryrecrystallization annealing)形成的陶瓷质的镁橄榄石覆膜、和在其上形成的磷酸盐基(phosphate-based)绝缘覆膜构成的。作为形成该绝缘覆膜的方法，已知日本特开昭48-39338号公报(专利文献1)及日本特开昭 50-79442号公报(专利文献2)中公开的技术。在这些技术中，将含有胶体状二氧化硅(colloidal silica)、磷酸盐、铬化合物(chromiumcompound)(例如选自无水铬酸、铬酸盐、重铬酸盐中的1种或2种以上)的绝缘覆膜处理液涂布(coating)在钢板上，然后进行烘焙(baking)。 

通过这些方法形成的绝缘覆膜，由于赋予方向性电磁钢板拉伸应力而具有改善磁致伸缩特性的效果。但是，这些绝缘覆膜处理液由于含有无水铬酸、铬酸盐或重铬酸盐等铬化合物作为用于良好地维持绝缘覆膜的耐吸湿性的成分，因此含有来自这些化合物的6价铬。专利文献2也公开了不添加铬化合物的技术，但从耐吸湿性的观点出发极为不利。这里，绝缘覆膜处理液中所含有的6价铬通过烘焙被还原成3价铬，从而无害化。但是，存在如下问题：在处理液的废液处理作业中的处理方面产生各种负担。 

另一发面，作为实质上不含铬的、所谓无铬的方向性电磁钢板用绝缘覆膜处理液，在日本特公昭57-9631号公报(专利文献3)中公开了含有胶体状二氧化硅、磷酸铝及硼酸，还含有选自Mg、Al、Fe、Co、Ni及Zn的硫酸盐中的1种或2种以上的绝缘覆膜处理液，另外，在日本特公昭58-44744号公报(专利文献4)中公开了含有胶体状二氧化硅及磷酸镁，还含有选自Mg、Al、Mn及Zn的硫酸盐中的1种或2种以上的绝缘覆膜处理液。但是，在使用专利文献3及专利文献4的绝缘覆膜处理液的情况下，对于近年来对覆膜特性的要求，在覆膜张力、耐吸湿性方面存在问题。 

另外，作为含有胶体状二氧化硅及磷酸盐的绝缘覆膜处理液的添加物，(日本)专利第2791812号公报(专利文献5)中公开了由Fe、Ca，Ba、Zn、Al、Ni、Sn、Cu、Cr、Cd、Nd、Mn、Mo、Si、Ti、W、Bi、Sr、V构成的氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物、氢氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物的胶体溶液(粒径80～3000nm)。这些添加物是为了改善绝缘覆膜的滑移性(耐粘着性(耐粘 附性)：removal property of stiction)及润滑性、以避免加工成铁芯时的问题等而添加的。但是，专利文献5的绝缘覆膜处理液必须含有铬化合物，但对于已叙述的添加铬的问题和避免其的对策，并没有公开特别的解决方法。 

发明内容

本发明是鉴于上述现状而开发的，以下述各项为目的。 

防止在将绝缘覆膜处理液无铬化时成为问题的覆膜张力及耐吸湿性的降低；提供能得到不比使用含有铬化合物的绝缘覆膜处理液时逊色的、作为方向性电磁钢板的绝缘覆膜所需要的特性，即覆膜张力、耐吸湿性、抗锈性及叠层系数的方向性电磁钢板用无铬绝缘覆膜处理液；提供使用上述的方向性电磁钢板用无铬绝缘覆膜处理液的带有绝缘覆膜的方向性电磁钢板的制造方法。