涂层电工钢带的制造方法及涂层电工钢带技术

一种生产涂层电工钢带的方法，包括水解轧制铝合金电工钢带的表面。将含有有机硅化合物的预处理层施加在轧制铝合金电工钢带的表面上。随后，在涂覆预处理层的轧制铝合金电工钢带上涂覆烤漆层。带上涂覆烤漆层。带上涂覆烤漆层。

Manufacturing method of coated electrical steel strip and coated electrical steel strip

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂层电工钢带的制造方法及涂层电工钢带


[0001]本专利技术涉及一种生产涂层电工钢带的方法和一种涂层电工钢带。

技术介绍

[0002]涂层电工钢带用于电气工业，它们形成用于发电机、电动机、变压器或其他电气设备的电芯构造的起始材料。这种电芯是通过将涂层电工钢带切割成单独的金属薄片、堆叠金属薄片并将它们连接(例如粘合)以形成薄片封装来制造的。这种分层结构在很大程度上防止了电芯中产生涡流，从而显着提高了电芯的效率。
[0003]根据应用的不同，选择不同钢合金、软磁性能、功耗、厚度和其他决于应用的重要性能的电工薄片。
[0004]在生产过程中用一层烤漆涂覆电工钢带是已知的。烤漆层是绝缘漆层，其确保片堆叠中的电工薄片的电绝缘并且也是有粘合性的，即除了绝缘之外，它们还使得堆叠中的电工薄片粘合。烤漆层包含粘合剂，该粘合剂在粘合过程中被活化(所谓的堆叠中的电工薄片粘合以形成薄片封装)并赋予薄片封装所需的尺寸稳定性。
[0005]由于烤漆层减少了电芯的电有效体积，因此目标是实现尽可能薄的层厚度以实现高效率。另一方面，层厚度必须足够大，才能保证在电芯的整个寿命期内所需的绝缘安全。
[0006]现有的涂层系统将烤漆层施加到清洁(洗涤和刷洗)的裸露电工钢带上。烤漆的附着力通过清洁电工钢带得到改善。
[0007]在实践中，粘合的薄片封装的冷却出现了一个复杂的问题。过去已经讨论了许多可能的解决方案，包括使用冷却管道、冷却介质等。具体的、实用的解决方案尚未可知。困难的造成尤其是由于湿附着力不足导致烤漆层被湿气渗入。特别是在高合金电工钢带的情况下，通常不能保证烤漆层与电工钢带的充分粘合。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个目的可以从提供一种生产涂层电工钢带的方法中看出，该方法能够使烤漆涂层具有良好的湿附着力，从而具有良好的耐冷却剂性。特别地，该方法应当简单且实施成本低廉，并且还应当能够实现低涂层厚度。
[0009]目的的另一方面可以在提供一种方法和用该方法制造的产品中看到，它使客户的传统制造方法(包括将薄片切割成一定尺寸并将它们粘合成尺寸稳定的薄片封装)尽可能不受影响。
[0010]该目的通过独立权利要求的特征来实现。实施例的示例和进一步的改进是从属权利要求的主题。
[0011]相应地，一种生产涂层电工钢带的方法包括水解轧制铝合金电工钢带的表面。将含有有机硅化合物的预处理层施加在轧制铝合金电工钢带的表面上。随后，在涂覆有预处理层的轧制铝合金电工钢带上涂覆烤漆层。
[0012]有机硅化合物充当铝合金电工钢带和烤漆(Backlack)层之间的粘合促进剂。特别
地，它增加了烤漆层对轧制铝合金电工钢带表面的湿附着力。这减少了渗入的趋势，并确保了后续产品(薄片封装)中的耐冷却剂性。这是通过有机硅化合物能够与烤漆和轧制铝合金电工钢带的水解表面形成共价键来实现的。
[0013]通过轧制铝合金电工钢带表面的选择性水解，电工钢带的表面相邻的AlN层转变为确定的Al(OH)3表面。这种Al(OH)3表面非常适合与有机硅化合物的(第一)官能团共价键合。这意味着烤漆层增加的湿附着力尤其基于铝合金电工钢带的(至少部分)水解表面与有机硅化合物的化学性质的相互作用。这可能涉及整个电工钢带表面的水解，即优选全表面水解，因为它能够在电工钢带表面和整个电工钢带表面上的有机硅化合物之间形成共价键。
[0014]优选地，有机硅化合物是有机硅烷。有机硅烷，也称为有机官能硅烷，是一种混合化合物，它结合了硅酸烷基酯的无机官能团和活性有机基团的官能团。这种特殊性质使其能够用作铝合金电工钢带的(无机)表面和(有机)烤漆之间的分子桥。
[0015]有机硅化合物还可以是选自有机硅醇、硅氧烷或硅酮的物质。
[0016]为实现电工钢带的可水解表面，电工钢带退火时的露点(dew point)可设定在
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35℃至
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60℃的范围内，尤其是低于
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45℃。通过设置低露点(即通过具有含水量的退火气氛的干燥环境)，为在电工钢带的表面上有足够的AlN用于水解创造了有利的条件。
[0017]此外，可以将退火结束温度设置在1000℃至1200℃的范围内，特别是大于1100℃。退火结束温度也影响含铝电工钢带的表面氧化和表面氮化之间的权衡。退火结束温度越高且露点越低，表面上可用于水解的AlN就越多。
[0018]例如，预处理层可由含有1.0％wt(重量百分比)至3.0％wt的有机硅烷(例如，3
‑
缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、0.5％wt至2.0％wt的助溶剂(例如，丁基乙二醇)、0.05％wt至0.3％wt的表面活性剂(例如，Ligaphob N90)，余量为有机或无机溶剂和/或水。
[0019]预处理层可以进一步包含成膜树脂(所谓的成膜剂)，例如0.1％wt至2.0％wt苯氧基分散体。这可以有利地影响预处理层在施加和干燥期间的层性质。然而，也可以在没有成膜剂的情况下施加预处理层。
[0020]干燥的预处理层的层厚度可以非常薄，例如仅在10
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100nm之间，特别是20
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50nm。由于其较低的层厚度，预处理层对涂层工艺的总厚度的贡献很小。与以前的应用相比，可以认为预处理层的使用不需要增加总涂层厚度。因此，预计与传统的电芯相比，由本专利技术的电工钢带制成的电芯的效率不会降低。
[0021]在施加预处理层后和涂覆烤漆层之前，可以通过供给能量对预处理层进行主动干燥。通过提供额外的能量来进行主动干燥，例如以辐射或对流热的形式。由于预处理层较低的层厚度，相对短时间和/或低能量的能量供给就可以足够了。主动干燥提高了涂层工艺的工艺可靠性。
[0022]例如，预处理层通过使用第一辊筒辊涂来施加。其他施加方法，例如印刷方法或喷涂方法，也是可能的。
[0023]当在流水线工艺(inline process)中使用具有两个串联的涂覆工位的现有涂覆系统时，通过将带运行中的第一个涂覆工位转换为涂覆预处理层，该工艺可以在制造工厂中非常经济有效地实施，而烤漆层则仅在第二个涂覆工位使用单个辊筒辊涂。如有必要，只需对两个辊筒之间的(第一个)干燥系统进行改装。
[0024]一种涂层电工钢带包括轧制铝合金电工钢带和在轧制铝合金电工钢带的表面上的含有有机硅化合物的预处理层，以及在预处理层上的烤漆层。就烤漆层的湿附着力和耐冷却剂性而言，这种涂层电工钢带可以表现出高的涂覆质量。当使用高合金的电工钢带时，这些优点可以尤其有效，这为传统的良好的烤漆粘合提供了较差的条件，但特别适用于本专利技术。
附图说明
[0025]在下文中，在示意图的基础上以示例性的方式解释实施例的示例和进一步改进，其中在某些情况下在附图中使用不同程度的细节。相同的附图标记表示相同或相似的部分。
[0026]图1显示了在电工钢带上的预处理层上施加预处理层和烤漆层以及在干燥设备中干燥这些层的示例性方法的纵向截面图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生产涂层电工钢带的方法，包括：水解轧制铝合金电工钢带的表面；在所述轧制铝合金电工钢带的表面施加预处理层，所述预处理层包括有机硅化合物；以及对涂覆有所述预处理层的所述轧制铝合金电工钢带涂覆烤漆层。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物是有机硅烷。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物是有机硅烷醇。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物是硅氧烷或者硅酮。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物包含第一官能团和第二官能团，其中所述第一官能团与水解表面形成共价键并且所述第二官能团与所述烤漆形成共价键。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一官能团是烷氧基。7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一官能团的所述共价键是Si
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O键。8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二官能团是氨基或环氧基。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述水解之前进行所述电工钢带的退火，其中在所述电工钢带的退火期间，露点被设定在
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35℃至
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60℃的范围内。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述水解之前进行所述电工钢带的退火，其中退火结束温度设定在1000℃至1200℃的范围内。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预处理层由含有0.5％wt至3.0％wt有机硅烷、0.2％wt至2.0％wt助溶剂、0.02％wt至0.3％wt表面活性剂的组合物制备，余量为有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德，
申请(专利权)人：奥钢联钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：