Состав термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали и способ его получения Российский патент 2024 года по МПК C23C26/00 C21D1/78 H01F1/14 

Область техники

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали (ЭАС) с электроизоляционным покрытием, используемой по любому известному назначению, например, для изготовления силовых и распределительных магнитопроводов трансформаторов.

Уровень техники

В данной области техническая проблема связана с поиском рецептур для нанесения на лист ЭАС термостойкого покрытия, положительно влияющего на потребительские свойства применяемого продукта.

В настоящее время большинство мировых производителей ЭАС для формирования грунтового слоя, близкого по составу к форстериту, на электротехнической анизотропной стали применяют рецептуру термостойкого покрытия на основе оксида магния MgO с введением дополнительных модифицирующих добавок, влияющих на улучшение потребительских свойств ЭАС, в том числе магнитных и диэлектрических свойств, улучшения товарного вида продукта за счет устранения поверхностных дефектов.

Электроизоляционное покрытие представляет собой композитный слой, формируемый в два этапа: образование грунтового слоя при высокотемпературном отжиге и нанесение финального покрытия на основе фосфатов при обработке в агрегате выпрямляющего отжига.

Грунтовый слой на поверхности полос ЭАС формируется в процессе высокотемпературного отжига в колпаковых печах при температуре 850-1050°C (в среде водорода или азото-водородной смеси) на основе слоя термоизоляционного покрытия, нанесенного на полосу непосредственно перед отжигом, и силиката железа, сформировавшегося на поверхности полосы в процессе предшествующего обезуглероживающего отжига (в частности, описано в патенте RU 2661967).

В ходе высокотемпературного отжига в металле в результате протекания процесса, называемого вторичной рекристаллизацией, происходят структурные превращения, а на его поверхности образуется грунтовый слой, близкий по составу к форстериту.

При этом макроструктура и текстура металла определяют магнитные свойства готовой стали.

Качество грунтового слоя оказывает значительное влияние на технические характеристики композитного покрытия (товарный вид стали, адгезия и коэффициент сопротивления электроизоляционного покрытия), а также на магнитные свойства готовой стали (за счет создания композитным покрытием, в состав которого он входит, растягивающих напряжений в металле и измельчения вследствие этого магнитных доменов).

Из уровня техники известно, что доменная структура стали может быть дополнительно улучшена за счет композитного покрытия, создающего в металлической матрице упругие растягивающие напряжения.

Композит формируется за счет взаимодействия компонентов сформировавшегося грунтового слоя, полученного по вышеуказанной технологии, с компонентами наносимого (на следующей технологической стадии производства ЭАС) на поверхность полосы ЭАС электроизоляционного покрытия на основе фосфатов алюминия и магния и золя кремневой кислоты при последующей термообработке на агрегатах высокотемпературного отжига.

Таким образом, качество грунтового слоя является фактором, влияющим на качество продукта - ЭАС.

Известны следующие технические решения, раскрывающие состав термостойких покрытий на основе оксида магния.

В описании способа производства ЭАС по патенту RU 2380433 С1 имеются сведения о составе термостойкого покрытия, включающего кремнезем SiO₂ и гидроксид магния Mg(OH)₂.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В описании способа производства электротехнической стали по патенту RU 2661967 приведены сведения о составе термостойкого покрытия, включающего, оксид магния MgO, неактивные оксиды кремния, магния или их смесь, также пирогенный диоксид кремния при следующем соотношении, мас.ч.: оксид магния 100, неактивные оксиды магния, кремния или их смесь 5-35, пирогенный диоксид кремния 0,5-2,0.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В патенте RU 2422929 раскрыт состав термостойкого покрытия для анизотропной электротехнической стали, в котором термостойкое покрытие содержит следующие компоненты, мас.%: дисперсный кремнезем – 75-89, оксид магния – 10-20, коллоидный кремнезем – 1-3.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В патенте RU 2357004 раскрыта композиция для формирования грунтового покрытия на поверхности полосы из анизотропной электротехнической стали, которая содержит следующие компоненты, в частях: MgO – 100, MgSO₄ – 0,10-0,40, MgCl₂ – 0,04-0,10, SiO₂ – 0,10-0,30.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В патентном документе СN 114854960 A имеются сведения о составе термоизоляционного покрытия на основе MgO модифицирующих добавок TiO_2, CaO, SrO и соединений B [бора], влияющих на уменьшение поверхностных дефектов.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В патентном документе CN 114645126 A описан способ улучшения значений магнитной индукции В 800 на ЭАС до 1,88-1,90 Тл за счет введения в состав термоизоляционного покрытия на основе MgO модифицирующих добавок TiO₂.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В патентном документе JP 7360572 B1 описан способ производства ЭАС, в котором состав термостойкого покрытия на основе MgO модифицирован добавками Zn, Zr, Ni, Co и Mn в виде их оксидов, гидроксидов, хлоридов, сульфидов, карбонатов, сульфатов.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

В описании к EP 4273280 A1 раскрыт способ производства ЭАС, в котором в состав термостойкого покрытия на основе MgO вводится добавка SiO₂.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

Применение составов термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на поверхности ЭАС, предложенные в документах:

- RU 2661967, EP 4273280 A1, RU 2422929, RU 2357004 – приводят к формированию неоднородного грунтового слоя по длине и ширине стальной полосы в рулоне при высокотемпературном отжиге из-за недостаточной стабилизации окислительного потенциала в межвитковом пространстве рулона в интервале температур формирования грунтового покрытия 850-1050°C, и как следствие, к производству продукции с нестабильными характеристиками адгезии, коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия, а также неудовлетворительного товарного внешнего вида по причине проявления дефектов окисления грунтового слоя.

- СN 114854960 A, CN 114645126 A, EP 4273280 A1, JP 7360572 – вследствие введения ряда модифицирующих добавок приводят к проявлению дефектов окисления на поверхности сформировавшегося в процессе высокотемпературного отжига грунтового слоя, кроме того, не обеспечивают соответствия современным требованиям к качественным характеристикам ЭАС по адгезии, товарному внешнему виду, а также не способствуют созданию композитом требуемого уровня упругих растягивающих напряжений для улучшения магнитных свойств ЭАС.

Недостатком известных решений является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

Выбор в качестве прототипа состава термостойкого покрытия по патентному документу EP 4273280 A1, обеспечивающего предотвращение сварки витком рулона ЭАС, продиктован необходимостью устранения дефектов окисления грунтового слоя в процессе высокотемпературного отжига и улучшения магнитных свойств ЭАС.

Недостатком известного решения является наличие большого количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, а также низкий уровень магнитных свойств стали.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в:

- обеспечении высоких потребительских свойств электротехнической анизотропной стали (ЭАС);

- снижении количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, создании равномерного светлого тона покрытия и обеспечении высокой адгезии покрытия;

- улучшении магнитных свойств электротехнической анизотропной стали.

Для достижения вышеуказанного технического результата предлагается состав термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали на основе оксида магния MgO, содержащий ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

оксид магния MgO100 оксид магния MgO100 ортосиликат циркония ZrSiO₄ 1–65

ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ 1–65

Под термостойким покрытием для формирования грунтового слоя в настоящей заявке понимается покрытие, которое предназначено для нанесения в процессе высокотемпературного отжига в печах при температуре 850-1050°C. Это покрытие наносят до нанесения на стальной лист финального (финишного) покрытия, например, в агрегате выпрямляющего отжига.

Вышеуказанный состав позволяет добиться снижения количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, создания равномерного светлого тона покрытия и обеспечения высокой адгезии покрытия, а также улучшения магнитных свойств электротехнической анизотропной стали.

Применение добавок ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ позволяет добиться неожиданного улучшения магнитных свойств готовой ЭАС, которое, как полагают авторы, достигается за счет синергетического воздействия добавок ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ на уровень упругих растягивающих напряжений, создаваемых композитным покрытием в металле.

Величина растягивающих напряжений определятся значением температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) компонентов, участвующих в образовании композитного покрытия.

Предлагаемый авторами состав термостойкого покрытия с модифицирующими добавками ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ позволяет снизить значения температурного коэффициента линейного расширения грунтового слоя (и, соответственно, композита) за счет более низких значений ТКЛР вводимых в состав модифицирующих добавок: ТКЛР ZrSiO₄ – 4-5⋅10^-6 1/°С, и ТКЛР Zn₂SiO₄ – 2,2⋅10^-6 1/°С – по сравнению со значениями показателя ТКЛР для форстерита 10-12⋅10^-6 1/°С, за счет чего оказать положительное влияние на уровень упругих растягивающих напряжений.

При этом влияние добавок ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ на снижение значения ТКЛР грунтового слоя происходит нелинейно, что позволяет говорить о наличии неожиданного синергетического эффекта от взаимодействия указанных добавок.

Таким образом, добавки ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄, введенные в состав предлагаемого термостойкого покрытия позволяют увеличить уровень растягивающих напряжений, создаваемых в металле композитным покрытием на 20% по сравнению с прототипом.

Применение указанных добавок ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ в составе термостойкого покрытия обеспечивает стабилизацию окислительного потенциала в межвитковом пространстве рулона в интервале температур формирования грунтового покрытия 850-1050°C в процессе высокотемпературного отжига, и одновременно обеспечивает технологичность суспензии, ее равномерное нанесение на полосу, позволяя при этом полностью исключить введение нанодисперсного порошка диоксида кремния, применяемого в прототипе для придания технологичности суспензии.

Использование Zn₂SiO₄ и ZrSiO₄ совместно в качестве добавок позволяет получить максимальный эффект улучшения качества грунтового слоя, снижения его ТКЛР и улучшения магнитных свойств готовой ЭАС.

Нижний предел содержания модифицирующей добавки ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ обусловлен следующей причиной - снижение их содержания ниже 1 мас.ч. приводит к увеличению окислительного потенциала в межвитковом пространстве и, как следствие, к формированию неоднородного грунтового слоя с высоким содержанием оксидов железа (ухудшение товарного вида, адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия).

Верхний предел содержания модифицирующей добавки ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ обусловлен следующими причинами:

- увеличение содержания выше 65 мас.ч. приводит к образованию участков с несформировавшимся грунтовым слоем и, как следствие, к браку в виде сварки витков рулона металла с нанесенным термостойким покрытием во время высокотемпературного отжига (далее также – ВТО), а также к получению дефектов, приводящих к ухудшению товарного вида, адгезии коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия;

- снижением технологичности приготовления суспензии и, как следствие, дополнительным дефектам нанесения суспензии термоизоляционного покрытия, ухудшением качества покрытия на готовой ЭАС.

Предпочтительно, состав термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали на основе MgO, содержит ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ в следующем соотношении, мас.ч.:

MgO100 MgO100 ZrSiO₄ 20–65 Zn₂SiO₄ 20–65

Вышеуказанные условия позволяют добиться дополнительного снижения количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, создания равномерного светлого тона покрытия и обеспечения высокой адгезии покрытия, а также улучшения магнитных свойств электротехнической анизотропной стали.

Предпочтительно, состав термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали на основе MgO, содержит ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ в следующем соотношении, мас.ч.:

MgO100 MgO100 ZrSiO₄ 40–65 Zn₂SiO₄ 40–65

Вышеуказанные условия позволяют добиться дополнительного снижения количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, создания равномерного светлого тона покрытия и обеспечения высокой адгезии покрытия, а также улучшения магнитных свойств электротехнической анизотропной стали.

Предпочтительно, ZrSiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, более предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм, Zn₂SiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм, MgO представляет собой порошок с частицами диаметром не более 10 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 3,5 мкм.

Добавка порошка ортосиликата циркония (ZrSiO₄), ортосиликата цинка Zn₂SiO₄ и оксида магния MgO с частицами указанных размеров (диаметра) дополнительно повышает стабильность суспензии, приготовленной по предложенному авторами составу, улучшает ее равномерное нанесение на полосу, повышает итоговое качество металла, снижает образование видимых дефектов.

Указание на диаметр частиц в настоящей заявке не предполагает, что частицы обязательно имеют идеально круглую форму, они могут иметь также форму внешне напоминающую круг, а диаметр в таком случае будет определяться по наибольшему размеру (ширине) частиц.

В технике известны случаи применения модифицирующей добавки ZrSiO₄ в электроизоляционных покрытиях электротехнических анизотропных сталей, так в описаниях к патентам RU 2706082, RU 2765555, RU 2727387 приведены примеры положительного влияния на потребительские свойства ЭАС модифицирующей добавки ZrSiO₄ в составе наносимого на финальной стадии технологической цепочки финишного электроизоляционного покрытия. Предлагаемое авторами изобретение основано на введении модифицирующей добавки ZrSiO₄ в состав термостойкого покрытия, обеспечивающего создание более качественного грунтового слоя в процессе ВТО необходимого для качественного нанесения электроизоляционного покрытия и последующего формирования композита на завершающей стадии технологии производства ЭАС. При этом, предлагаемое авторами в данном изобретении, использование модифицирующей добавки ZrSiO₄ в составе термостойкого покрытия не исключает дальнейшего использования в технологической цепочке производства ЭАС электроизоляционных покрытий, также содержащих модифицирующую добавку ZrSiO₄ (как следует из описаний к патентам RU 2706082, RU 2765555, RU 2727387), а за счет синергетического эффекта от взаимодействия ZrSiO₄ с Zn₂SiO₄ достигается вышеуказанный неожиданный технический результат.

Также для достижения вышеуказанного технического результата предлагается применение вышеуказанного состава для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали.

Также для достижения вышеуказанного технического результата предлагается способ получения термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали, в котором к воде добавляют оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

оксид магния MgO100 оксид магния MgO100 ортосиликат циркония ZrSiO₄ 1–65 ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ 1–65

Важным является именно введение заявленных компонентов в указанных соотношениях (мас.ч.), количество воды подбирается таким образом, чтобы образовать суспензию, и подбирается обычным образом для обеспечения легкости нанесения.

Предпочтительно, оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ добавляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

MgO100 MgO100 ZrSiO₄ 20–65 Zn₂SiO₄ 20–65

Предпочтительно, оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ добавляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

MgO100 MgO100 ZrSiO₄ 40–65 Zn₂SiO₄ 40–65

Предпочтительно, ZrSiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм;

Zn₂SiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм;

MgO представляет собой порошок с частицами диаметром не более 10 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 3,5 мкм.

Осуществление изобретения

Пример осуществления изобретения

Приготовили варианты составов термостойкого покрытия, указанные в Табл. 1 путем смешивания с водой, при постоянном перемешивании, компонентов, содержащих оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄.

Важным является именно введение заявленных компонентов в указанных соотношениях (мас.ч.), количество воды подбирается таким образом, чтобы образовать суспензию, и подбирается обычным образом для обеспечения легкости нанесения.

Серию плавок выплавляли в 150-тонных конвертерах (состав, мас.%: 3,10-3,14% Si, 0,032-0,034% С, 0,003-0,004% S, 0,50-0,51%, Cu, 0,015-0,017% Al, 0,010-0,011% N) разливали на УНРС на слябы, которые нагревались в нагревательных печах до температуры 1240-1260°С и затем прокатывались на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки на полосы толщиной 2,5 мм. Горячекатаные полосы проходили травление. Травленые полосы подвергали двукратной холодной прокатке (на стане 1300 на толщину 0,70 мм и реверсивном стане на толщину 0,27 мм. На холоднокатаные полосы после 2-ой холодной прокатки наносили термостойкое покрытие предлагаемого состава. Затем полосы с нанесенным термостойким покрытием проходили высокотемпературный отжиг для проведения вторичной рекристаллизации. После высокотемпературного отжига в линии агрегата электроизоляционного покрытия на полосы наносили электроизоляционное покрытие и проводили выпрямляющий отжиг. После завершающей обработки производили измерения адгезии, коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия, а также производили оценку коррозионной и влагостойкости покрытия, качества электроизоляционного покрытия готовой стали - товарного внешнего вида. Результаты оценки адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия электротехнической анизотропной стали, оценки качества покрытия и товарного вида (доля металла без дефектов нанесения покрытия), значения магнитных потерь произведенной по известной рецептуре (EP 4273280 -прототип) и заявляемой рецептуре приведены в Табл. 1.

Таблица 1. Влияние состава термостойкого покрытия на технические и товарные характеристики (данные для коммерческой ЭАС по нитридно-медному варианту)

№ Состав термостойкого покрытия, мас.ч. Характеристики Адгезия, класс¹ Коэффициент сопротивления электроизоляционного покрытия, Ом×см²,
среднее (размах)* Доля металла без дефектов нанесения покрытия Значения магнитных потерь Р_1,7/50 Вт/кг (измеренные в аппарате Эпштейна)** Товарный вид 1 2 3 4 5 6 7 1 Прототип,
MgO – 100,0
SiO₂ – 40,0
MgCl₂ – 0,5 С,D 74 (65-78) 10-12% 1,00 неудовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются четко 2 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 0,5
Zn₂SiO₄ – 0,5 С,D 42 (20-66) 6-8% 1,00 неудовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются четко 3 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 1,0
Zn₂SiO₄ – 1,0 С 44 (20-74) 10-13% 1,00 удовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются достаточно четко 4 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 5,0
Zn₂SiO₄ – 5,0 С 48 (20-78) 11-14% 1,00 удовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются достаточно четко 5 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 10,0
Zn₂SiO₄ – 10,0 С 54 (22-88) 16-21% 1,00 удовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются достаточно четко 6 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 15,0
Zn₂SiO₄ – 20,0 В,С 62 (24-102) 18-27% 0,99 удовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются достаточно четко 7 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 20,0
Zn₂SiO₄ – 20,0 В, С 64 (22-104) 23-29% 0,99 удовлетворительный: покрытие имеет более светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются достаточно четко 8 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 25,0 Zn₂SiO₄ – 20,0 В 78 (32-108) 33-53% 0,99 хороший: покрытие имеет более равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются слабо 9 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 30,0
Zn₂SiO₄ – 20,0 А,В 86 (40-112) 40-55% 0,99 хороший: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются слабо 10 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 35,0
Zn₂SiO₄ – 40,0 А,В 102 (62-118) 50-54% 0,99 хороший: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются слабо 11 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 40,0
Zn₂SiO₄ – 40,0 А,В 112 (64-132) 52-55% 0,99 отличный: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 12 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 45,0
Zn₂SiO₄ – 40,0 А 126 (68-200) 52-55% 0,98 отличный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 13 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 50,0
Zn₂SiO₄ – 60,0 А 166 (94-200) 55-58% 0,98 отличный: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 14 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 55,0
Zn₂SiO₄ – 60,0 А 188 (102-200) 56-60% 0,98 отличный: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 15 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 60,0
Zn₂SiO₄ – 60,0 О,А 188 (102-200) 56-60% 0,98 отличный: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 16 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 65,0
Zn₂SiO₄ – 65,0 О,А 200 (200-200) 56-62% 0,98 отличный: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 17 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 1,0
Zn₂SiO₄ – 61,0 С 40 (20-74) 11-13% 0,99 удовлетворительный: дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия проявляются достаточно четко 18 MgO – 100,0
ZrSiO₄ – 65,0
Zn₂SiO₄ – 1,0 А,В 110 (62-132) 52-55% 0,99 отличный: покрытие имеет равномерный светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, не проявляются 19 MgO –100,0
ZrSiO₄ – 70,0
Zn₂SiO₄ – 70,0 С 62 (24-102) 18-27% 0,99 удовлетворительный: покрытие имеет более светлый тон, дефекты грунтового слоя, связанные с нанесением термостойкого покрытия и процессами при ВТО, проявляются достаточно четко ¹Примечание. Оценка адгезии в соответствии с требованиями GB/T 2522 на внутренние стороны полосы

*- Измерения силы токов и расчет коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия. Измерение токов производят на десятиконтактной установке Франклина в соответствии с IEC 60404-11 или ГОСТ 12119.8-98. Для измерения коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия по методу Франклина отбирают по два неотожжённых образца от начала и конца рулона. Размер образца 50 мм по всей ширине полосы. На двух образцах (по одному от начала и конца рулона) выполняют по пять измерений со стороны маркировки (лицевая сторона), на двух других образцах (по одному от начала и конца рулона) выполняют по пять измерений со стороны, противоположной маркировке (обратная сторона).

Расчет коэффициента сопротивления проводят по формуле:

R = 6,45-(1/Iср -1), [Ом-см²],

где R – рассчитанный коэффициент сопротивления; Iср – среднее арифметическое значение результатов 20 измерений силы тока, в А.

**- Измерения значений магнитных потерь Р_1,7/50 (удельные потери при индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц) Вт/кг проводят в аппарате Эпштейна в соответствии ГОСТ 12119.4-98.

Как показывают приведенные результаты (Табл. 1), предлагаемый состав термостойкого покрытия обеспечивает высокие потребительские свойства готового продукта за счет достижения высокого уровня адгезии и коэффициента электросопротивления, также за счет снижения магнитных потерь при улучшении товарного внешнего вида.

Изобретение относится к черной металлургии, к составу термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали, применению указанного состава для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали и способу получения упомянутого состава. Упомянутый состав термостойкого покрытия содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: MgO – 100, ZrSiO₄ – 1–65 и Zn₂SiO₄ – 1–65. Обеспечивается получение высоких потребительских свойств электротехнической анизотропной стали, снижение количества дефектов окисления грунтового слоя, возникших в процессе высокотемпературного отжига, создание равномерного светлого тона покрытия, обеспечение высокой адгезии покрытия и улучшение магнитных свойств электротехнической анизотропной стали. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Состав термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали на основе MgO, содержащий ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ в следующем соотношении, мас.ч.:

MgO 100 ZrSiO₄ 1–65 Zn₂SiO₄ 1–65

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что состав содержит MgO, ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ в следующем соотношении, мас.ч.:

MgO 100 ZrSiO₄ 20–65 Zn₂SiO₄ 20–65

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что состав содержит MgO, ZrSiO₄ и Zn₂SiO₄ в следующем соотношении, мас.ч.:

MgO 100 ZrSiO₄ 40–65 Zn₂SiO₄ 40–65

4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что ZrSiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм, Zn₂SiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм, MgO представляет собой порошок с частицами диаметром не более 10 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 3,5 мкм.

5. Применение состава термостойкого покрытия по любому из пп. 1-4 для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали.

6. Способ получения состава термостойкого покрытия для формирования грунтового слоя на электротехнической анизотропной стали, в котором к воде добавляют оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

оксид магния MgO 100 ортосиликат циркония ZrSiO₄ 1–65 ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ 1–65

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ добавляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

MgO 100 ZrSiO₄ 20–65 Zn₂SiO₄ 20–65

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что оксид магния MgO, ортосиликат циркония ZrSiO₄ и ортосиликат цинка Zn₂SiO₄ добавляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

MgO 100 ZrSiO₄ 40–65 Zn₂SiO₄ 40–65

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что ZrSiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм, Zn₂SiO₄ представляет собой порошок с частицами диаметром не более 5 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 1 мкм, MgO представляет собой порошок с частицами диаметром не более 10 мкм, предпочтительно порошок с частицами диаметром не более 3,5 мкм.