[發明專利]一種取向硅鋼用高張力涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201910527697.0
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110240815A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 顧華志;張奕;楊爽;黃奧
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/08;C09D7/61
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種取向硅鋼用高張力涂層的制備方法。其技術方案是：所述高張力涂層的溶液組分：磷酸二氫鋁為20～40wt％，硅溶膠為25～45wt％，鉻酐為2～4wt％，磷酸二氫鉀為0.8～4.0wt％，氧氯化鋯為1.3～6.4wt％，去離子水為20～30wt％；按高張力涂層的溶液組分及其含量，先將磷酸二氫鋁、硅溶膠和鉻酐加入反應釜中，混勻，再依次加入磷酸二氫鉀和氧氯化鋯與去離子水混合得到的氧氯化鋯溶液，攪拌，然后將攪拌得到的取向硅鋼用高張力涂層溶液涂覆到取向硅鋼表面，于保護性氣氛中烘烤，高溫固化，制得取向硅鋼用高張力涂層。本發明具有成本低、工藝簡單和易于工業化生產的特點，所制備的取向硅鋼用高張力涂層張力效果好和性能優異。

技術領域

本發明屬于張力涂層技術領域。具體涉及一種取向硅鋼用高張力涂層的制備方法。

背景技術

取向硅鋼是電力、電子行業中一種重要的軟磁材料，具有高磁感、低鐵損的優異性能，主要用作變壓器和其他電機設備的鐵芯材料。在生產工藝中，需要對取向硅鋼表面進行絕緣層涂覆處理。絕緣涂層可以保護硅鋼片在儲存、運輸和使用過程中免受各種腐蝕介質的侵蝕和銹蝕，提高表面電阻率，降低取向硅鋼的渦流損耗。由于絕緣涂層和取向硅鋼存在熱膨脹系數的差異，在高溫處理后的冷卻過程中，涂層收縮較小對取向硅鋼沿軋向施加張應力。張應力可以大幅消除取向硅鋼中的表面閉合疇，減小疇壁間距，有助于降低異常渦流損耗。

絕緣涂層的種類、工藝和質量都會對取向硅鋼的絕緣、沖片性及耐蝕耐銹性產生很大影響，進而影響電工鋼本身的總損耗及其他磁性能。目前，取向硅鋼廣泛采用磷酸鹽涂層，該涂層體系一般包括：磷酸二氫鋁、硅溶膠、鉻酐以及去離子水。

“一種磷酸鹽涂層溶液及其制備方法”(CN201510020371.0)專利技術，該技術提出了一種絕緣涂層溶液配方：采用磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂、鉻酐以及硅溶膠為原料，并添加0.5～1.5wt％聚醚改性硅油改善流平性，經過烘烤和高溫燒結工序形成涂層。但是取向硅鋼在使用前需要在高溫下進行去應力退火以降低鐵損，該涂液中的有機部分在高溫下易分解，揮發有害氣體，導致涂層的耐熱性和焊接性有所下降。

“無鉻環保的取向硅鋼絕緣涂層”(CN101135049)專利技術，該技術公開了一種取向硅鋼絕緣涂層配方：主要成分為磷酸二氫鋁和膠體二氧化硅，另外嵌段聚醚非離子型表面活性劑占涂液總質量的0.01％～0.3％，硼酸占涂液總質量的0.2％～3％。該技術的絕緣涂層雖然能保證涂層均勻性、耐蝕性和耐熱性，但涂層存在吸濕發粘的問題。

“形成無鉻面漆絕緣涂層的方法”(JP2005068493A)專利技術，該技術以磷酸二氫鋁、硅溶膠、硫酸鹽、硼酸鋁、氧化鋁和氧化鋯固體顆粒為原料制備取向硅鋼絕緣涂層，所制備的涂層的外觀和耐蝕性雖較好，但涂層的附著性一般，且固體顆粒的加入影響了涂液的穩定性，容易產生沉淀和團聚。此外，為降低鐵損，磷酸鹽涂層的張力作用仍需進一步提高。

除了磷酸鹽體系的涂層，一些學者也研究并制備出取向硅鋼用陶瓷涂層。

Yamaguchi H等人(Yamaguchi H,Muraki M,Komatsubara M.Application of CVDmethod on grain-oriented electrical steel[J].Surface&Coatings Technology,2006,200(10):3351-3354.)先對取向硅鋼進行化學拋光，去除表面涂層及硅酸鎂底層，通過將TiCl₄-N₂-H₂混合氣體沉積于加熱至1173-1423K的試樣上形成TiN陶瓷涂層；同樣的方法利用TiCl₄-CH₄-H₂混合氣體可制備出TiC陶瓷涂層。