[发明专利]取向电工钢板用绝缘覆膜组合物、利用它在表面形成绝缘覆膜的取向电工钢板及其制造方法

说明书

一种取向电工钢板用绝缘覆膜组合物、利用它在表面形成绝缘覆膜的取向电工钢板及其制造方法。具体地，可以提供一种取向电工钢板用绝缘覆膜组合物，其包含0.1至7重量％的中空纳米粒子、0.1至5重量％的陶瓷纳米纤维、0.1至5重量％的介孔纳米粒子、30至60重量％的胶态二氧化硅纳米粒子、及30至60重量％的磷酸盐，还可以提供一种表面上包含由所述组合物形成的绝缘覆膜的取向电工钢板及其制造方法，该取向电工钢板包含0.005至0.05重量％的选自硼、钒或它们的组合中的任何一种元素且包含2.6至4.3重量％的硅、0.020至0.040重量％的铝、0.01至0.20重量％的锰，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

技术领域

本发明涉及一种取向电工钢板用绝缘覆膜组合物、利用它在表面形成绝缘覆膜的取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

通常，取向电工钢板是指钢板中含有3.1％左右的Si成分，并具有晶粒取向沿{100}<001>方向对齐的织构，进而沿轧制方向具有极优秀的磁性能的电工钢板。

这种{100}<001>织构通过诸多制造工艺的组合才能获得，特别是需要对钢板坯成分以及加热、热轧、热轧板退火、1次再结晶退火、最终退火等一系列过程非常严格地进行控制。

具体地，取向电工钢板通过抑制1次再结晶晶粒的生长且在生长被抑制的晶粒中使{100}<001>取向的晶粒选择性地生长而得到2次再结晶组织，以显示出优秀的磁性能，因此1次再结晶晶粒的生长抑制剂尤为重要。另外，取向电工钢板制造技术的主要项目之一就是在最终退火工艺使生长被抑制的晶粒中稳定地具有{100}<001>取向织构的晶粒能够优先生长。

作为可满足上述的条件且目前工业上广泛采用的1次再结晶晶粒的生长抑制剂有MnS、AlN、及MnSe等。具体地，在高温下长时间再加热使钢板坯中含有的MnS、AlN、及MnSe等固溶后进行热轧，在随后的冷却过程中具有适当大小及分布的所述成分成为析出物，从而可以用作所述生长抑制剂。然而，这样会存在必须以高温加热钢板坯的问题。

有关于此，近来正在努力通过低温下加热钢板坯的方法来改善取向电工钢板的磁性能。为此提出了一种取向电工钢板中加入锑(Sb)元素的方法，但是在最终高温退火后晶粒大小不均匀且粗大，从而导致变压器噪音质量变差。

另外，为了将取向电工钢板的电力损耗降到最低，通常在其表面上形成绝缘覆膜，此时绝缘覆膜基本上电绝缘性高，与材料的附着性优秀，还要具有无外观缺陷的均匀的颜色。与此同时，近来随着对变压器噪音的国际标准进一步加强以及相关行业的竞争越来越激烈，为了通过取向电工钢板的绝缘覆膜减少噪音，需要对磁致形变(磁致伸缩)现象进行研究。

具体地，当用于变压器铁芯的电工钢板被施加磁场时，因反复收缩和膨胀而导致振颤现象，由于这种振颤在变压器中引起振动和噪音。

通常，对于已知的取向电工钢板，在钢板及镁橄榄石(Forsterite)类基底覆膜上形成绝缘覆膜，利用该绝缘覆膜的热膨胀系数之差向钢板赋予拉伸应力，从而改善铁损，并期待减少磁致形变所导致的噪音的效果，但是在满足近来要求的高级取向电工钢板中的噪音水平方面受到限制。

另外，作为减少取向电工钢板的90度磁畴的方法已知有湿式涂覆法。90度磁畴是指相对于磁场施加方向呈直角的磁化区域，这种90度磁畴的量越少磁致形变越小。然而，采用常规湿式涂覆法存在如下缺陷：基于拉伸应力的噪音改善效果不足，且需要涂覆成涂层厚度较厚的厚膜。因此，存在变压器叠装系数和效率变差的问题。

此外，作为向取向电工钢板的表面赋予高张力特性的方法已知有物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD)及化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等通过真空沉积的涂覆法。然而，这种涂覆法存在商业化生产困难的问题，而且通过该方法制造的取向电工钢板其绝缘性能变差。

发明内容