[发明专利]方向性电磁钢板被膜形成用涂布剂及方向性电磁钢板的制造方法

说明书

本发明提供能够形成密合性高、张力大的硼酸铝被膜的方向性电磁钢板被膜形成用涂布剂及方向性电磁钢板的制造方法。本发明的方向性电磁钢板被膜形成用涂布剂包含：含有氧化铝和/或氧化铝前体化合物的铝源；含有碱金属的硼酸盐的硼源；和相对于上述铝源与上述硼源的合计固体成分浓度而言以氧化硅换算计为5质量％～10质量％的氧化硅和/或氧化硅前体，其中，按照以摩尔比计成为Al/B：0.5～2.0的方式包含上述铝源和上述硼源，上述铝源与上述硼源的合计固体成分浓度为20质量％～38质量％，pH为2.0～6.0。

技术领域

本发明涉及方向性电磁钢板被膜形成用涂布剂及方向性电磁钢板的制造方法。

背景技术

方向性电磁钢板具有以{110}001作为主取向的晶体组织，大多被用作变压器的铁心材料，特别是为了减少能耗，要求铁损小的材料。

在专利文献1中，作为降低方向性电磁钢板的铁损的手段，公开了一种方法，其对成品退火后的钢板表面照射激光束来给予局部的应变，由此将磁畴细化。

在专利文献2中公开了一种磁畴细化手段，其即使是在实施了铁心加工后的消除应力退火(应力除去退火)之后其效果也不会消失。

另一方面，含有铁及硅的铁合金由于晶体磁各向异性大，因此如果附加外部张力，则引起磁畴的细化，能够降低铁损的主要素即涡流损耗。已知：特别是对于降低含有5％以下的硅的方向性电磁钢板的铁损，对钢板赋予张力是有效的。该张力通过形成于表面的被膜来赋予。

在方向性电磁钢板中，通过下述2层被膜，在板厚为0.23mm的情况下赋予了10MPa左右的张力：在成品退火工序中钢板表面的氧化物与退火分离剂反应而生成的以镁橄榄石作为主体的一次被膜；及专利文献3等中公开的通过将以胶体状二氧化硅和磷酸盐作为主体的涂敷液进行烧结而生成的以非晶质为主的二次被膜。

在上述那样的以往被膜的情况下，虽然通过增多被膜量能够赋予更大的张力，留有由张力提高带来的铁损改善的可能性，但为了提高所赋予的张力，将被膜增厚至现状以上会带来占空系数的降低，因此是不优选的。因此，期望在不引起占空系数降低的情况下密合性优异、薄且能够对钢板赋予大的张力的被膜。

对此，在专利文献4中提出了一种方向性电磁钢板，其在表面具有以硼酸铝晶体为主的被膜。

为了使某被膜成为高张力被膜，要求被膜的杨氏模量高、并且热膨胀系数小。一般而言，晶体与非晶质相比杨氏模量高。由硼酸铝形成的被膜由于主要构成物为晶体，因此与由二氧化硅和磷酸盐形成的以往的非晶质的被膜相比杨氏模量高。由硼酸铝形成的被膜由于热膨胀系数也充分低，因此与杨氏模量的效果相结合，能够得到比专利文献3中公开的那样的被膜更高的张力。

但是，在专利文献4的技术中，由于用于形成被膜的涂布液的固体成分浓度低，因此在被膜干燥、烧结时引起突沸，存在引起被膜缺陷的问题。

为了抑制这样的被膜缺陷的产生，在专利文献5中，为了提高固体成分浓度，需要提高氧化铝前体的浓度，关于此时成为问题的涂布液的粘度稳定性，公开了将反絮凝剂的添加、强搅拌、加温这3个条件组合的方法。此外，示出了：如果提高硼酸的浓度则会引起凝胶化，因此不期望提高硼酸的量。在专利文献6中公开了一种方向性电磁钢板形成用涂布剂，其包含成为硼、铝源的化合物、与水具有相容性的有机溶剂和水。此外，在专利文献7中，出于提高涂布液干燥时的升温速度的目的，公开了使用固体成分浓度高的微粒子分散液作为涂布液的方法。即，该方法是下述方法：利用使用了以氧化硼换算计为12～26重量％的可溶性硼酸的微粒子分散液，并且为了在分散液涂布后的干燥时抑制粗大的硼酸晶体形成而在硼酸析出的温度区域以比较快的速度进行升温。但是，硼酸如果是溶解度以下的浓度则可溶于水，但在专利文献7的方法中由于使用超过溶解度的浓度的硼酸含有液，因此不可避免地在微粒子分散液中存在未溶解的硼酸。如果在微粒子分散液中存在未溶解的硼酸，则未溶解的硼酸容易沉淀，因此变得难以保持涂布液被均匀地混合的状态，其结果是，变得难以得到高张力的被膜。容易引起沉淀的涂布液是不稳定的涂布液，在用于生产的情况下产生不便。