[發明專利]用于形成絕緣涂層的溶液及晶粒取向電工鋼片

有效

• 申請號: 201380069093.7
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN105051255B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 雷吉斯·勒邁特;盧德格爾·拉恩;卡斯滕·舍佩爾斯;山崎修一;竹田和年;高橋克;佐藤博彥;金橋康二
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯電工鋼有限公司;日本制鐵株式會社
• 主分類號: C23C22/07
• 分類號: C23C22/07;H01F1/18
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 樊曉煥;金小芳

一種用于形成晶粒取向電工鋼片的絕緣涂層的溶液，包括通過將磷酸鹽溶液和膠體二氧化硅混合制備而成的水溶液。該水溶液中不添加鉻。所述膠體二氧化硅包括經鋁酸鹽表面改性的二氧化硅顆粒，或者其是通過向諸如常規膠體二氧化硅之類的膠體二氧化硅中加入鋁酸鹽制備而成的。

技術領域

本發明涉及用于形成晶粒取向電工鋼片的絕緣涂層的溶液，以

及具有使用該溶液所形成的絕緣涂層的晶粒取向電工鋼片。

背景技術

晶粒取向電工鋼片是一種條狀的鐵磁性鐵材料，通常其厚度為0.15至0.50mm。在晶粒取向電工鋼片表面形成有絕緣涂層。所述晶粒取向電工鋼片作為鐵芯(core)材料用在諸如變壓器和發動機之類的電氣設備中。

晶粒取向電工鋼片的磁性能是通過形成特殊織構(稱為高斯織構)達到的，因此容易磁化的方向大體上是軋制方向。通過冷軋和退火步驟獲得所述織構。

除了所述織構，磁疇結構對磁性能也有影響。也就是說，以如下方式通過物理效應來改善所述磁性能，所述方式為：使得磁化逆轉所導致的能量損耗(鐵芯損耗)最小化。因此，在磁疇控制法中，用聚焦激光束基本上沿著晶粒取向電工鋼片的寬度方向掃描絕緣涂層，以改善磁疇結構。

此外，如非專利文獻1公開的那樣，例如，賦予晶粒取向電工鋼片基底材料的高張力會引起改善的鐵芯損耗和磁致伸縮。通過在高的溫度下，在基底材料表面使用熱膨脹系數比鋼片小的材料來形成絕緣涂層，使得所述絕緣涂層賦予基底材料(鋼片)張力，從而改善鐵芯損耗。

所形成的絕緣膜具有以下三個功能：(1)鋼片的電絕緣性，(2)賦予鋼片張應力(張力)，并且(3)導致耐化學性和耐熱性。

例如，專利文獻1公開了一種溶液，包括：磷酸鹽、膠體二氧化硅、水和三氧化鉻或鉻酸，作為形成所述絕緣涂層的溶液。將所述溶液施加到鋼片表面且將所述溶液在例如840℃至920℃的溫度范圍內烘烤，由此在鋼片表面形成了絕緣涂層(磷酸鹽/二氧化硅層)。

就所形成的絕緣涂層來說，諸如三氧化鉻和鉻酸之類的Cr(VI)化合物具有如下優點：(i)抗腐蝕性改善，(ii)化學耐水性提高；并且(iii)在絕緣涂層形成過程中避免有氣泡。因此，Cr(VI)化合物改善了所述絕緣涂層的性質。

然而，因為Cr(VI)化合物有毒且致癌，所以近來對Cr(VI)化合物的使用限制得更加嚴格。另一方面，如果簡單地在溶液中省去Cr(VI)化合物，那么在形成絕緣涂層時會形成很多孔隙，因此不能獲得具有足夠性能的絕緣涂層。

文獻

專利文獻

【專利文獻1】美國專利No.3856568

非專利文獻

【非專利文獻1】P.Anderson，“Measurement of the stress sensitivity ofmagnetostriction in electrical steels under distorted waveform conditions(在失真波形條件下，鋼片磁致伸縮的應力敏感性測量)”，Journal of Magnetism andMagnetic Materials(磁學與磁性材料雜志)，320(2008)，第583-588頁。

發明內容

本發明要解決的問題

因此，需要一種不用向溶液中添加Cr(VI)化合物就能形成致密的絕緣涂層的溶液。

解決上述問題的方法

基于實驗進行研究，結果本發明人已經發現：通過使用包括經鋁酸鹽表面改性的二氧化硅顆粒的膠體二氧化硅或加入了鋁酸鹽的膠體二氧化硅代替常規的膠體二氧化硅，獲得了致密的絕緣涂層。本發明基于這一發現。