[发明专利]一种复合式烘干取向硅钢板绝缘涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及取向硅钢板绝缘涂层的涂布方法，具体地属于一种复合式烘干取向硅钢板绝缘涂层的方法。

背景技术

电工钢广泛应用于各种电机、压缩机、变压器等电器产品中。在使用过程中，电工钢带通常需要冲片后叠装，加工成叠片铁心。为了保证叠片间的绝缘，电工钢产品表面需要涂布绝缘涂层。

无取向电工钢表面涂敷含铬的绝缘涂层在N₂中450℃ × 30S烘干烧结。取向电工钢表面涂敷组成为100 mL的30%胶状SiO₂ + 75 mL的5%磷酸铝 + 9 g无水铬酸的绝缘涂层，在450℃ × 30S烘干和90% N₂ + 10% H₂中800℃～900℃ × 60S烧结固化。电工钢绝缘涂层一般都是水溶性的，其中的水质量百分含量较大，能达到60%-70%。其干燥过程中会有大量的水汽挥发，为避免水气挥发产生气孔，对涂层的干燥速度有一定要求。

目前电工钢绝缘涂层的干燥烧结过程主要有两种，一种是采用明火烧嘴加热，另一种是采用电阻丝加热。这两种方法的优点是炉体设备设计安装简便，发热元件易于维修更换，但是其缺点也非常明显。

采用明火烧嘴加热，热量的传导在炉内分布不均匀。烧嘴一般会分布在炉内两侧，涂布有绝缘涂层的钢带在炉内穿过，升温速度快；升温速度慢，这会导致升温过程中钢带表面温度不均匀，沿钢板宽度方向边部温度与中心温度差异较大。绝缘涂层固化过程中因为温度不均匀，离烧嘴近的部位温度过高，表面容易产生微裂纹，影响绝缘性能导致层间电阻偏低；离烧嘴远的部位温度偏低，涂层固化温度不够，影响绝缘涂层的固化效果导致附着性变差。

采用电阻丝加热，热交换速率慢，使绝缘涂层的干燥固化需要比较长的时间完成。在其完全干燥的过程中，外层的绝缘涂层最先干燥，由于热交换慢，内层的绝缘涂层还未干燥，其产生的水汽会对已经干燥的外层产生影响，导致外层涂层结构松散，破坏涂层的均匀性。

为完善电工钢绝缘涂层干燥方式，近年来，人们对电工钢绝缘涂层的干燥方法进行了一些研究，申请了一些专利。经检索，刊登于1992（2）-40-41的《新技术新工艺》上的《感应加热在金属涂层干燥上的应用》文献中，介绍了一种涂层感应加热干燥方法，其虽然具有质量好、节能、效率高的特点，但其存在的不足是：取向硅钢钢带厚度一般都在0.3mm以下，针对这类薄板，单独使用感应加热温度最高只能达到700℃，在这个温度下取向电工钢绝缘涂层未能固化而导致涂层强度不够，附着力不牢，容易从钢板基体上脱落，因此，其是不适合取向硅钢绝缘涂层的干燥固化。

中国专利申请号CN201120125760.7的专利文献，其公开了一种采用组合式炉温控制系统的涂层干燥和烧结炉，其组合式炉温控制系统主要包括炉体、循环喷箱、大功率明火烧嘴供热系统；其中，炉体主要由结构壳体、内衬耐火及隔热材料组成；炉体内套设循环喷箱，循环喷箱与炉体之间间隔一定距离，循环喷箱上设置有多个喷射孔；设置在炉体上的大功率明火烧嘴能力是常用小功率烧嘴的燃烧能力的8～10倍。干燥段和烧结炉段采用循环喷箱喷射对带钢进行干燥和烧结，冷却段由循环喷箱进行冷却。其存在的不足是：干燥段和烧结段结合起来对炉温进行控制，这是一种将明火烧嘴加热进行改进的方式，把干燥段和烧结段分开控制，提高炉温控制的均匀性，但是这种方法仍然没有摆脱明火烧嘴加热本质上的缺点。大功率的明火烧嘴产生的热量通过循环喷箱上喷射孔对带钢加热，喷射孔不可能完全覆盖整个炉内，喷射孔直接喷射的地方加热能力强，升温速度快，未直接喷射的地方加热能力相对较差，升温速度慢，造成带钢表面温度有差别，带钢表面的绝缘涂层在固化过程中会因为温度不均匀而导致裂纹产生和附着性变差。

日本专利申请号JP011902301的专利文献，其公开了一种采用高频感应加热进行电工钢涂层烘烤的方法，该方法是将涂有绝缘涂层组合物的电工钢板通过高频感应加热炉以一定的加热速率加热到130℃，使其形成一个稳定的高品质的绝缘涂层膜。但由于其采用单一加热方式，其加热温度较低，不能满足取向电工钢绝缘涂层的烧结温度要求。

上述各发明，由于都存在不能有效的使钢板均匀加热到800℃以上较高的温度，因此容易导致取向硅钢绝缘涂层未能完全固化而使涂层强度不够，附着力不牢，容易从钢板基体上脱落，不适用于取向硅钢绝缘涂层的干燥固化。

发明内容