专利名称：一种冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法
技术领域：
本发明涉及一种绝缘涂层耐热性的检验方法，具体地说是一种冷轧硅钢绝缘涂层
耐热性的评价方法。
背景技术：
冷轧硅钢主要用作各种电机和变压器的铁芯，是电力、电子和军事工业中不可缺 少的重要软磁合金，要求耗电量少，体积小和重量轻。所以冷轧硅钢钢板除了要具备钢材常 规的抗拉强度、屈服强度、延伸率；硅钢的铁损和磁感等性能要求外，还要求钢板表面光滑、 平整；具有良好的绝缘涂层薄膜。 为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，冷轧硅钢钢板表面往往涂一层绝缘 薄膜，用户冲剪后一般不需要再涂绝缘漆，只有IO万KW以上大发电机或IO万KVA以上大 电力变压器要求更高的绝缘性时，在此绝缘膜上可再涂绝缘漆。 对绝缘涂层(薄膜)的要求其中重要一条是耐热性好，在750 82(TC消除应力退 火时不会被破坏。因为冷轧硅钢片在剪切、冲压、弯曲等加工过程中，由于机械应力和应变， 导致电磁性能恶化，其恶化程度随冲片宽度减窄而明显增大。为了恢复冲剪材料原有的电 磁性能，在冲剪弯曲加工后，采用消除应力退火是可行的。通过消除应力退火，不仅可以达 到恢复材料原有电磁性能甚至提高的目的，而且还可以减少冲片的毛剌和提高材料的平整 性。 所以冷轧硅钢涂层的耐热性能如何是需要认真考虑和评价的。作为冷轧硅钢生产 企业，对涂层生产完的成品冷轧硅钢根据国家标准或企业内部标准，对相应的性能指标进 行检测评价。比如铁损、磁感、力学性能、尺寸、形状、表面检验、绝缘涂层附着性和层间电阻 检验等项目均有专门的国家标准和检验方法，而针对冷轧硅钢绝缘涂层耐热性方面还没有 专门的检验方法以国家标准方式给予统一 。 关于硅钢绝缘涂层国内外同行业都非常重视，保密性很强，并大都形成自己的专 有技术提高市场竞争能力。目前国内市场上冷轧无取向硅钢涂层大部分采用含六价铬半 有机涂层，该涂层组成一般含有丙烯酸树脂或苯丙_丙烯树脂，磷酸盐溶液，三氧化铬等材 料，Posco2002年硅钢专利文摘100345726专利介绍该涂层配方涂层成分为(重量百分 比)6. 00 % 11. 59 %的Mg0或Ca0， 19. 00 % 24. 59 %的Cr03， 11. 00 % 15. 74%的乳状 丙烯酸树脂，5% 8%的乙二醇，0.01% 1%的添加剂，其余为水。从使用效果看，含铬涂 层具有很多其它涂料无可替代的优势优良的防锈性、绝缘性、耐高温性、焊接性、外观及发 蓝质量，价格适中。但含铬涂层的致命缺点是它的毒性，涂层材料中的六价铬是人体强致癌 物质，虽然该涂层薄膜的优点已被国内外硅钢生产厂家和用户所认可，但随着国际、国内大 众环保意识的增强，含六价铬涂层必定将退出历史舞台。所以为满足硅钢涂层新的需求，国 内外硅钢生产企业和科技工作者都在进行不含六价铬硅钢涂层的研究。但从已经面市的品 种看，质量都差强人意。主要表现在防锈性、耐高温及发蓝性方面还有很大差距。
根据我们掌握的资料，冷轧硅钢生产企业在涂层品种开发和正常生产中，评价绝缘涂层耐热性方面没有很好的措施和方法，往往是把产品销售到用户，根据用户使用反馈 情况来判断，有的企业委托检测机构检测耐热性，技术要求为试样钢带在750°C， N2保护气 氛退火保温2h后，降温到45(TC在空气中3h，冷却到常温，钢带在小《lOOmm圆棒上弯曲， 观察涂层是否脱落。这些评价方法不仅周期长，跟踪困难，反馈不及时，而且有些数据缺乏 指导性，不利于冷轧硅钢生产企业评价判断和生产调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，根据退火前后 试样检测的数据来判断硅钢钢板绝缘涂层的耐热性能，解决现有评价方法中存在的反馈不 及时和缺乏指导性的问题，为绝缘涂层品种开发和生产调整提供了方便快捷的评价标准。
本发明的目的是这样实现的，一种冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法主要包括 取样、耐热退火、退火后观察试样表面，其特征在于，退火前对试样进行层间电阻和附着性 检测，将满足条件的试样放入退火炉内进行退火，退火后观察试样表面，若出炉试样表面出 现明显缺陷，则判定为不合格；若出炉试样表面无明显缺陷，则对试样进行层间电阻和附着 性的进一步检测，根据检测数据对绝缘涂层的耐热性进行判断。 本发明冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，退火前试样满足的条件为层间电 阻> 200Qmm7片，且附着性在A级以上；退火后若出炉试样的层间电阻> 70Qmm7片，且 附着性在D级以上，绝缘涂层的耐热性为合格，否则为不合格。耐热退火工艺为在氮气、 氢气或氮气和氢气的混合气氛中进行；退火温度控制在750 82(TC，退火时间控制在2 2. 5h ;冷却至40 60。C停气出炉。 本发明不仅在退火后对钢板试样的表面状态进行观察，而且还增加了对退火前后 钢板试样的层间电阻和附着性的检测，并根据退火前后检测数据的差异来判断硅钢钢板耐 热性能，解决了现有评价方法中存在的反馈不及时和缺乏指导性的问题，有效地评判了绝 缘涂层品种耐热性能的优劣，具备较强的指导性和可操作性，为绝缘涂层品种开发和生产 调整提供了方便快捷的评价标准。
具体实施例方式
下面以6种冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的检验为例，对本发明的评价方法作进一步 说明。 实施例一 1、取样钢板试样规格为300X 100mm ; 2、退火前检测钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)381Qmm7片； 附着性O级； 3、钢板试样的耐热退火工艺 设备型号氢气(氮气)保护电炉； 退火方式100%氮气；气氛控制方式流量计控制； 退火温度时间760士5。C X2h ; 冷却方式水套自然冷却，冷却至5(TC停气出炉；
4
12(TC开始通气，450°C允许推到冷却段，但严禁通水冷却； 实验全过程决对不许停气，带气操作，试样推到冷却段必须加大通气量，防止氧
化，每套试样必须加护板，同时绑紧； 4、退火后进行表面观察和数据检测 出炉后观察钢板试样表面无翘取、变形、脏化；涂层无脱落；无氧化现象； 检测退火后钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)121 Qmm2/片； 附着性A级； 5、评价耐热性结果 合格。 实施例二 1、取样钢板试样规格为300X 100mm ; 2、退火前检测钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)376Qmm7片； 附着性0级； 3、钢板试样的耐热退火工艺 设备型号氢气(氮气)保护电炉； 退火方式100%氮气，气氛控制方式流量计控制； 退火温度时间780士5。C X2. 2h ; 冷却方式水套自然冷却，冷却至5(TC停气出炉； 15(TC开始通气，400°C允许推到冷却段，但严禁通水冷却； 实验全过程决对不许停气，带气操作，试样推到冷却段必须加大通气量，防止氧
化，每套试样必须加护板，同时绑紧； 4、退火后进行表面观察和数据检测 出炉后观察钢板试样表面无翘取、变形、脏化；涂层无脱落；无氧化现象； 检测退火后钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)136 Qmm2/片； 附着性B级； 4、评价耐热性结果 合格。 实施例三 1、取样钢板试样规格为300X 100mm ; 2、退火前检测钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)408 Qmm2/片； 附着性A级； 3、钢板试样的耐热退火工艺 设备型号氢气(氮气)保护电炉； 退火方式100%氮气；气氛控制方式流量计控制； 退火温度时间780士5。C X2. 4h ;
冷却方式水套自然冷却，冷却至4(TC停气出炉； 18(TC开始通气，480°C允许推到冷却段，但严禁通水冷却； 实验全过程决对不许停气，带气操作，试样推到冷却段必须加大通气量，防止氧
化，每套试样必须加护板，同时绑紧； 4、退火后进行表面观察和数据检测
出炉后观察钢板试样表面无翘取、变形、脏化；涂层无脱落；无氧化现象； 检测退火后钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)151 Qmm2/片； 附着性C级； 5、评价耐热性结果 合格。 实施例四
1、 取样钢板试样规格为300X 100mm ;
2、 退火前检测钢板试样的层间电阻和附着性，其中
层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)276 Qmm7片；附着性0级；
3、 钢板试样的耐热退火工艺 设备型号氢气(氮气)保护电炉； 退火方式100%氮气，气氛控制方式流量计控制； 退火温度时间:810±5°C X2h ;
冷却方式水套自然冷却，冷却至6(TC停气出炉；
20(TC开始通气，500°C允许推到冷却段，但严禁通水冷却；
实验全过程决对不许停气，带气操作，试样推到冷却段必须加大通气量，防止氧
化，每套试样必须加护板，同时绑紧； 4、退火后进行表面观察和数据检测
出炉后观察钢板试样表面无翘取、变形、脏化；涂层无脱落；无氧化现象； 检测退火后钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)95Qmm7片； 附着性D级； 5、评价耐热性结果 合格。 实施例五
1、 取样钢板试样规格为300X 100mm ;
2、 退火前检测钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)310Qmm7片； 附着性0级；
3、 钢板试样的耐热退火工艺
设备型号氢气(氮气)保护电炉
退火方式20%氢气+80%氮气，气氛控制方式流量计控制； 退火温度时间800±5°C X2h ;
冷却方式水套自然冷却，冷却至5(TC停气出炉； 20(TC开始通气，50(TC允许推到冷却段，但严禁通水冷却； 实验全过程决对不许停气，带气操作，试样推到冷却段必须加大通气量，防止氧
化，每套试样必须加护板，同时绑紧； 4、退火后进行表面观察和数据检测 出炉后观察钢板试样表面无翘取、变形、脏化；涂层无脱落；无氧化现象； 检测退火后钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)139Qmm7片； 附着性A级； 5、评价耐热性结果 合格。 实施例六 1、取样钢板试样规格为300X 100mm ; 2、退火前检测钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)562Qmm7片； 附着性O级； 3、钢板试样的耐热退火工艺 设备型号氢气(氮气)保护电炉； 退火方式100%氮气，气氛控制方式流量计控制； 退火温度时间780 ± 5 °C X 2h ; 冷却方式水套自然冷却，冷却至5(TC停气出炉； 20(TC开始通气，50(TC允许推到冷却段，但严禁通水冷却； 实验全过程决对不许停气，带气操作，试样推到冷却段必须加大通气量，防止氧
化，每套试样必须加护板，同时绑紧； 4、退火后进行表面观察和数据检测 出炉后观察钢板试样表面无翘取、变形、脏化；涂层无脱落；无氧化现象； 检测退火后钢板试样的层间电阻和附着性，其中 层间电阻(根据国际电工委员会IEC检测标准)188Qmm7片； 附着性F级； 5、评价耐热性结果 不合格。
权利要求
一种冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，主要包括取样、耐热退火、退火后观察试样表面，其特征在于，退火前对试样进行层间电阻和附着性检测，将满足条件的试样放入退火炉内进行退火，退火后观察试样表面，若出炉试样表面出现明显缺陷，则判定为不合格；若出炉试样表面无明显缺陷，则对试样进行层间电阻和附着性的进一步检测，并根据检测数据对绝缘涂层的耐热性进行判断。
2. 根据权利要求1所述的冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，其特征在于，退火前 试样满足的条件为层间电阻^ 200Qmm7片，且附着性在A级以上。
3. 根据权利要求1或2所述的冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，其特征在于，若出 炉试样的层间电阻> 70 Qmm2/片，且附着性在D级以上，绝缘涂层的耐热性为合格，否则为 不合格。
4. 根据权利要求1所述的冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，其特征在于，耐热退 火工艺为在氮气、氢气或氮气和氢气的混合气氛中进行；退火温度控制在750 82(TC，退 火时间控制在2 2. 5h ;冷却至40 6(TC停气出炉。
5. 根据权利要求4所述的冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，其特征在于，100 20(TC开始通气，采用水套自然冷却方式，400 50(TC允许推到冷却段。
6. 根据权利要求1或4所述的冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，其特征在于，放入 退火炉内的试样加有护板，并将试样绑紧。
全文摘要
本发明公开了一种冷轧硅钢绝缘涂层耐热性的评价方法，主要包括取样、耐热退火、退火后观察试样表面，其特征在于，退火前对试样进行层间电阻和附着性检测，将满足条件的试样放入退火炉内进行退火，退火后观察试样表面，若出炉试样表面出现明显缺陷，则判定为不合格；若出炉试样表面无明显缺陷，则对试样进行层间电阻和附着性的进一步检测，根据检测数据对绝缘涂层的耐热性进行判断。本发明解决了现有评价方法中存在的反馈不及时和缺乏指导性的问题，有效地评判了绝缘涂层品种耐热性能的优劣，为绝缘涂层品种开发和生产调整提供了方便快捷的评价标准。
文档编号G01N19/04GK101738371SQ20081022894
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月18日 优先权日2008年11月18日
发明者姜雨, 张本尊, 罗理 申请人:鞍钢股份有限公司