[發明專利]用于焊接的半有機-半無機硅鋼片涂液及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910567355.1
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110283480B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 宋剛;胡守天;劉婷;劉敏
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/63;C09D7/65;C09D133/04;C09D7/61;C09D5/16;C09D5/08;C09D5/25;B05D7/26;B05D7/16;B05D3/04;B05D1/28
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

本發明公開了一種用于焊接的半有機?半無機硅鋼片涂液，該半有機?半無機硅鋼片涂液由無機組分、有機硅改性丙烯酸乳液、硅烷聚合物、多元醇、消泡劑按質量比(8～24)：1：(0.1～0.8)：(0.1～1)：(0.01～0.05)組成。本發明還公開了上述半有機?半無機硅鋼片涂液的制備方法與應用。本發明的涂液耐酸穩定性、機械穩定性高；涂層的附著力、光澤度及硬度好，成膜質量均勻；涂層中含有Si?O鍵，大大改善了涂層的焊接性能。

技術領域

本發明涉及一種冷軋硅鋼片涂料，特別是指一種用于焊接的半有機-半無機硅鋼片涂液及制備方法與應用。

背景技術

冷軋無取向硅鋼片主要用于制造各種型號的電機鐵芯。硅鋼片在制作鐵芯過程中需要疊在一起使用，制成的電機在工作頻率下運行時，交變磁場導致鐵芯中產生渦流損耗。因此需要在硅鋼片表面涂覆絕緣涂層，這種絕緣涂層不僅需要具有良好的絕緣性，還要具有良好沖片性、附著性及耐蝕性。

用于無取向硅鋼涂層主要是鉻酸鹽-丙烯酸樹脂類半無機半有機涂層，該技術配方主要為武鋼從日本新日鐵引進冷軋硅鋼涂層配方技術并沿用至今。其中，無機組分主要是氧化鋅、鉻酐、硼酸等物質，有機組分主要是純丙烯酸乳液熱固化交聯樹脂，其主要成分為硬單體甲基丙烯酸甲酯、軟單體丙烯酸乙酯和交聯單體N-羥甲基丙烯酰胺通過一定比例進行乳液聚合而得。

目前，國內各大鋼廠為適應下游電機廠提出的不同需求，生產無取向硅鋼時采用的均為上述涂層配方或在此配方基礎上進行的部分改良。但現有的改良產品無法有效滿足用戶的涂層個性化需求，導致下游客戶投訴質量問題較多，特別是用戶制作鐵芯時，采用焊接工藝將鐵芯端部進行連接，但是在焊接過程中硅鋼涂層中有機組分在高溫下熱分解，產生大量氣體并從硅鋼片鐵芯層間逸出沖破焊縫，導致焊縫處留下大量孔洞，影響了焊接質量。用戶只能采取鐵芯報廢，或者對焊縫進行補焊處理等措施。為此，針對改善焊接性能無取向硅鋼涂層的研發及應用顯得迫在眉睫。

日本專利昭63-26313(1988)在臨界變形二次冷軋法制造半成品時，先用Ra＝0.3μm光面軋輥，在用Ra＝3.0～4.5μm粗面軋輥經1％～5％壓下后涂絕緣膜，改善了絕緣膜的附著性、沖片性和焊接性，沖片退火后絕緣膜不脫落，磁性基本不變壞，但疊片系數降低。日本專利平3-47919(1991)將熱軋板經700～850℃×5～15h預退火，使冷軋前晶粒尺寸達到ASTMNo.2～4，經光面軋輥冷軋和退火后，表面殘存有原粗大晶粒痕跡，波高為2～6μm，也可改善焊接性。日本專利平3-72024(1991)和平1-309304(1989)為改善焊接性，采用激光照射、化學浸蝕、電子束或等離子火焰處理等方法，使軋輥表面形成規整排列的凸凹區，鋼板表面凸區上端部為平臺狀，這可使焊接產生的氣體跑掉并防止疊片系數降低。

上述專利為改善涂層焊接性能，主要采取增加軋輥粗糙度或者使軋輥表面形成凸凹區，從而通過軋制提高鋼板表面粗糙度，當對硅鋼片沖片疊成鐵芯后沿端面焊接時，涂層中的有機組分高溫分解氣體能夠迅速從疊片縫隙中逸出，從而不會沖破焊縫，達到改善焊接質量的目的。

上述專利對于當前各大鋼廠均采用酸軋聯合機組大批量生產冷軋硅鋼片時存在不適用性。由于酸軋聯合機組軋制速度快，成品道次軋制速度可達到1000-1500m/min，單根軋輥軋制產量高。而對焊接性能有需求的硅鋼片必須滿足經涂層后的成品表面粗糙度Ra≥0.3μm，相對于普通的硅鋼片經涂層后的成品表面粗糙度(Ra≤0.2μm)要高。當軋制有焊接性能需求的硅鋼片時，需要單獨配置成品道次表面粗糙度Ra≥0.5μm的軋輥，并且需要停機更換軋輥和制定單獨的軋制工藝，以防止板面粗糙度過大，影響疊片系數，這極大地影響了酸軋聯機的作業效率和軋輥消耗。目前，市面上通過涂液配方和涂層工藝的調整，以達到改善焊接性能目的的專利未有發表，難以滿足用戶個性化需求。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種用于焊接的半有機-半無機硅鋼片涂液，該涂液涂覆于硅鋼片，可大幅改善硅鋼片的焊接性能。