市場における無取向シリコン鋼の自己粘着コーティング技術を深く解析する
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2025-10-12 08:43
新エネルギー自動車の駆動モーターの性能向上には、電気用シリコン鋼材料とコーティング技術の革新が欠かせません。
宝鋼が世界で初めて開発した無方向性珪鋼Zコーティング(自己接着型)技術は、特殊な自己接着絶縁コーティングを採用することでモーター鉄心の積層方法を大幅に簡素化し、鉄心損失の低減、騒音の抑制、製造効率の向上などにおいて「見えない力」を発揮しています。
本稿では、モータの研究開発エンジニアを対象とし、原理、材料、プロセス、性能に加え、業界比較や応用動向に至るまで、宝鋼のZコーティング技術を深く分析します。また、韓国のポスコおよび日本の新日鉄など、自己接着型コーティングシリコン鋼に関する製品と市場状況についても比較検討します。
01Zコーティングの自己接着テクノロジーの原理と接着メカニズム 
自己接着絶縁コーティングの原理: Zコーティングは特殊な配合の有機絶縁コーティングであり、その核心は熱硬化性樹脂を珪素鋼板の表面に塗布することです。 シリコン鋼板が出荷される際、 ZコーティングはB段階樹脂の形で存在します。水系フェノール変性エポキシ樹脂接着剤を塗布し、低温で乾燥させることにより、乾燥し柔軟で反応活性を持つ薄膜を形成します。このコーティングの厚さは約4~6μmで、水系フェノールエポキシ樹脂が約45%~48%含まれており、適量の硬化剤や促進剤などが添加されています。 シリコン鋼板を打ち抜いて加工した後、積層組立時に一定の温度(約170~180℃)と圧力を加えて熱圧着します。これにより、B段階の樹脂コーティングが急速に軟化・融解し、架橋固化(C段階)が進行します。その結果、三次元網目構造が形成され、シート間を強固に接着します。要するに、 Zコーティングは、熱硬化型接着剤を用いて隣り合うシリコン鋼板同士を「面接着」方式で固定し、従来の機械的接合に代わります。 。
接着メカニズムと材料構成: Zコーティングには通常、改質エポキシ樹脂系が用いられ、その樹脂マトリックスは乾燥時に完全に重合せず(活性を保持し)、熱プレス時に急速に硬化します。 配合成分にはフェノール改質エポキシが含まれており、これにより接着強度が向上します。硬化剤は潜在的な活性を提供し、促進剤は硬化速度を速めます。溶媒と水は塗布性能を確保します。硬化後、接着界面には強固な樹脂接着層が形成され、優れた誘電絶縁性と機械的強度を発揮します。企業基準によると、ZコーティングにはCrなどの重金属を含まず、環境に優しくクロムフリーです。硬化後の鉄チップ間の接着強度は高く、T型剥離強度は1mmあたり3N以上に達します。注目すべき点は、 Zコーティングされた珪素鋼は、出荷後6か月以内に使用しなければ、コーティングの活性および接着効果を保証できません。 (メーカー推奨の保存期間)。
加工プロセスの特徴: 鉄鋼メーカーは、シリコン鋼帯の連続還元生産ラインに塗布工程を追加し、自己接着性の塗料を鋼帯の両面にロールコートで塗布した上で、区画ごとに段階的に加熱・乾燥することで樹脂の過度な硬化を防ぎます。 適切な乾燥曲線(例えば、120~160℃での低温・中温予乾燥、170~180℃での高温段階での迅速な乾燥)を用いることで、コーティング層は乾燥感がありながらも「活性」を保つことができます。プレス成形時には、乾燥したフィルムコーティングが一定の潤滑性と摩耗低減効果を発揮し、プレス性能が良好になります。積層接着工程では、全体を加熱してホットプレスする方法や、金型内で局部的に加熱する方法を採用することで、金型内でのプレス・積層・接着の一貫したプロセスを実現できます。技術の進歩に伴い、一部の速硬化コーティングが登場し、従来の1.5時間だった硬化時間を数分に短縮できるようになり、積層接着のサイクルタイムを大幅に加速しています。総じて言えば、Zコーティング技術は材料科学(樹脂配合)と製造プロセス(プレス/ホットプレス)を融合し、モーターコアの組立に新たな道筋を提供しています。
02Zコーティングがモーターコア製造において持つ優位性 
モータの固定子および回転子の鉄心積層にZコーティングを施すことで、多方面にわたる利点が得られます。
1. ストレス損失を除去し、鉄損を低減する: 従来のリベット接合や溶接では、シリコン鋼板の局所に機械的応力や熱影響が生じ、磁気特性が低下し鉄損が増加します。一方、自己接着コーティングはシート間を全体的に接着するため、リベットによる圧縮応力や溶着部の熱応力を回避でき、シリコン鋼板はほとんど応力変形を受けることなく、電磁特性が損なわれません。さらに、Zコーティング自体が優れた絶縁性を有しているため、層間短絡による鉄損を防ぐことができます。POSCOの研究によると、 自己接着を溶着に代替した結果、鉄心の総損失が約5%低減しました。 。
2. 鉄心の強度と安定性の向上: 自己接着剤はシート間で広範囲にわたって強力な接着を形成し、接着力が高いため、鉄心全体の剛性が大幅に向上します。機械的な留め具による部分的な固定に比べ、接着により運転応力が均一に分散されるため、鉄心の構造安定性がより高まります。高速回転時にも積層板が緩んだりずれたりしにくく、高速かつ高出力密度のモーターにおける信頼性要件を満たすことができます。 3. 振動騒音の低減: シート間の接着層はダンピング効果を有し、磁歪によって生じるシート間の微小振動を効果的に抑制します。また、新たに打ち抜きリベット接合や溶着による固定が不要なため、鉄心に緩みや衝撃が生じず、機械的接合でよく見られる共振ノイズを回避できます。報告によると、 自己接着技術を採用することで、駆動モーターの騒音を約5デシベル低減できます。 新エネルギー自動車にとって、この騒音低減効果は特に貴重であり、車両全体のNVH品質向上に寄与します。 4. 工程プロセスを簡素化し、効率を向上させる: Zコーティングを施すことで、鉄心の積層工程においてリベットや溶接工程を省き、一度の熱プレス成形に変更できます。特に、 モールド内接着プロセスでは、シートの打ち抜きと積層接着を同時に自動で行うことができ、工程が一工程に簡略化され、生産サイクルが加速します。 これにより、人件費や設備投資が削減されるだけでなく、工程間の誤差の累積も抑えられ、鉄芯の寸法の一貫性が向上します。 5. 鉄心設計と絶縁処理の最適化: 自己接着により、鉄心の設計に新たな自由度が得られます。リベット穴や溶着位置を設計する必要がないため、シリコン鋼板の利用率が向上し、局所的な磁束分布も均一になります。接着剤が固化した後、鉄心は緻密で防水性も高まるため、一部の用途ではその後の塗装処理を省略することが可能です。これにより絶縁処理の工程が簡素化されるだけでなく、塗装固化時に発生する可能性のあるコイル汚染を回避できます。 6. 環境保護と保守性: Zコーティングはクロムを含まない環境配慮型配合であり、RoHS/REACHなどの環境規制に適合しています。接着された鉄心には溶着スラグが残らず、鉄心表面はきれいです。廃棄処理の際には加熱するだけで接着層を剥がすことができ、材料のリサイクルが容易です。また、機械的接合のように珪鋼板の構造を損なうこともありません。以上の利点により、Zコーティング技術はモーター製造における痛点(損失、騒音、工程の複雑さなど)に対して効果的な解決策を提供します。特に、高効率かつ静音性を追求する現代のモーター、とりわけ新エネルギー自動車用駆動モーターの分野において、自己接着タイプのコーティングは急速に人気を集めています。
03 バオガンZコーティング製品と主要性能パラメーター 
当技術のリーダーとして、宝鋼はZコーティングを施した非定向電磁鋼のシリーズを発表し、さまざまな厚さと性能グレードをカバーしています。下表には、代表的な宝鋼のZコーティング珪鋼のモデルおよび主要なパラメーター(典型値)を示します。
注:絶縁等級とは、被覆の耐熱性能を示すもので、F級は約155℃、H級は約180℃です。
表に示す通り、B35A230-Zは宝鋼の代表的な高級無方向性珪素鋼(公称厚さ0.35mm、鉄損2.30 W/kg)です。Zコーティングを施すことにより、高効率の中小型モーターに使用可能です。また、B50A800-Zは一般グレード(厚さ0.5mm、鉄損約8.00 W/kg)に属し、一般的な産業用モーターに適しています。これは旧国際規格の50W800牌号に相当します。特筆すべきは、宝鋼が近年世界で初めて発表した極薄仕様の高強度無方向性珪素鋼B10AHV900M-Zです。その厚さはわずか0.10mmで、1.0T/400Hz条件下における鉄損は9 W/kgを超えない(典型的には8.5)という優れた性能を有しています。 これは高周波でも極めて低い損失を維持することを意味し、無方向性シリコン鋼の性能上限を塗り替えました。このグレードは超高合金含有量と極薄厚さを両立しており、Zコーティングを採用することで積層部の接着性を確保しています。 新エネルギー自動車用駆動モーターとヒューマノイドロボット用モーター の先端材料。
宝鋼のZコーティング製品は、一般的に高い磁束密度(B50は通常1.65~1.75テスラ)と低鉄損という優れた特性を備えています。モデルごとに異なる周波数および出力レベルに対応しており、厚板(0.50~0.65mm)は商用周波数モーター向け、薄板(0.20~0.35mm)は中高速モーター向け、超薄板(≤0.15mm)は高速・高周波用途(例えば高速電主軸や新エネルギー車用モーターなど)に特化しています。Zコーティングの接着強度は、コーティングの厚さや配合によって調整可能で、一般的には剥離強度が3 N/mm以上です。特殊な要件がある場合は、さらに高い性能指標についても相談可能です。また、宝鋼はさまざまな用途に応じて耐高温バージョンのコーティング(耐熱グレードH級)も開発しており、高い固定子温度上昇環境にも対応しています。
総合的に見ると、宝鋼のZコーティングシリーズ電磁鋼は、鉄損、磁束密度、強度、厚さなど多面的な最適化を実現しており、低速高効率から高速極限まで、さまざまなモータ設計に必要な材料ソリューションを提供できます。これにより、中国国内のモータメーカーは輸入に頼ることなく、世界トップレベルの性能を有する結合シリコン鋼材を入手できるようになりました。
04 POSCOの自己接着性コーティングシリコン鋼製品および技術 
韓国のポスコもまた、無方向性シリコン鋼の自己接着コーティング分野で先進的な技術を有しています。ポスコの関連製品は、「自己接着電磁鋼」やHi-M Core(高効率モーターコア材料)などと呼ばれることがあります。これらのコーティングの種類は宝鋼のZコーティングに相当し、例えばポスコ社内の内部コードであるSMおよびSHは、それぞれ2種類の自己接着コーティングタイプを指します。
1. SMコーティング(スタンダードモーター) 高接着性自己粘着コーティング。モーター効率の向上を目的としています。 SMコーティングは接着強度が高く、一般的なプレス加工後に再度焼鈍する必要のない工程に適しています。コーティング自体により鉄芯をしっかりと接着・固定します。 これにより、溶着または機械的な留め付けの工程を省略できます。
2. SHコーティング(応力緩和アニール) 応力除去アニーリング(SRA)に使用可能な自己接着コーティング。 このコーティングは、珪鋼板のプレス加工後に一度低温焼なまし処理を施しても耐えられ、応力を最大限に除去した上で接着を行うため、さらなる効率向上が図れます。 SHは、極限の性能を追求するモーター製造プロセスに適しています。
POSCOの自己接着コーティング珪鋼は、宝鋼のZコーティングと原理が似ており、いずれも珪鋼シートの表面に事前に有機接着剤層を塗布し、積層時に熱圧着して接合します。両者の違いは、POSCOがこの技術をより早く高級珪鋼であるHyper NOシリーズに商品化した点です。2017年にはすでに、POSCOは自社のHyper NO高品位珪鋼が自己接着プロセスを採用し、従来の溶着法に代わって鉄心の結合強度を向上させたと発表しました。実測結果によると、この技術を採用していない従来の材料と比較して、Hyper NOの鉄損は約5%低減し、モーターの騒音は約5デシベル低減しました。これは主に以下の2つの要因によるものです。 第一に、ポスコは圧延プロセスの改良により厚さを0.15 mm級の超薄型にすることで、渦電流損失を顕著に低減しました。第二に、自己接着コーティングにより溶着応力や鉄片間の振動が不要となり、付加損失と騒音を低減しました。
典型的なPOSCOの非定向シリコン鋼のグレード、例えば35PNVや50PNMシリーズなどは、絶縁コーティングと自己接着コーティングの両方から選択可能です。例えば、POSCOの35PNS250(0.35mm)は鉄損が約2.25 W/kg、B50磁束密度が約1.66 Tで、宝鋼のB35A230と性能がほぼ同等です。同シリーズにSM自己接着コーティングを施すと、鉄心を組み立てる際にリベット留めや溶着による固定が不要となり、結果としてモーターの効率がさらに向上します。また、POSCOはPNM-Core専用材料を開発し、耐摩耗性と低残留磁気を強調しています。この材料は、自己接着が必要な小型高速リレーの磁路などに適しています。
市場適応において、浦項はそのモビリティ・ソリューション子会社を活用し、自動車メーカーへ直接自己接着型積層鉄心の完成品を提供しています。この材料と部品を一体化したマーケティングにより、POSCOの自己接着電磁鋼は世界の新エネルギー車サプライチェーンで一席を占めるに至りました。例えば、現代自動車やゼネラルモーターズなどのモーター工場では、POSCOの高グレードシリコン鋼を調達し、同社の接着組立プロセスを採用しています。POSCOの公式情報によると、同社の自己接着技術は複雑な形状や小型の鉄心の製造にも適用可能であり、「リベット接合や溶接を省き、効率的な組立を実現できる」ことが大きな強みです。さらに、POSCOは海外(欧州や米州など)にモーター用シリコン鋼加工センターを投資・建設しており、自己接着コーティングシリコン鋼製品が今後より広く国際市場に進出することが期待されています。全体的に見ると、浦項の自己接着シリコン鋼の技術パラメーター(鉄損、磁束密度など)は宝鋼とほぼ同等ですが、一部の薄板規格ではそれぞれ独自の優位性を有しています。また、市場応用面では、POSCOが世界的な展開を通じて早くから多国籍自動車メーカーのサプライチェーンに参入した点は、国内メーカーにとっても参考になるでしょう。
05 新日鉄の自己接着コーティングシリコン鋼の製品と特長 
宝鋼やポスコが積極的に推進するのに対し、日本の新日鉄住金(Nippon Steel)は、非指向性シリコン鋼における自己接着コーティングに関する公開情報が少ない。「自己接着コーティング」は新日鉄の製品宣伝の重点項目ではないが、これは同社が関連技術を保有していないことを意味するものではない。日本企業は長年にわたり、シリコン鋼材料そのものの限界性能の向上に重点を置いており、例えば厚さの低減、合金純度の向上、強度の向上などを目指してきた。また、積層部の接合方法については、従来の工法(機械的留め具、溶着、それに塗装処理を併用するなど)を多く採用している。報道によると、 日系企業は、応力コーティングとアニーリングプロセスを用いてシートの応力影響を低減し、材料レベルで電磁特性を確保してきました。 しかし、高速モーターや静音化の需要が高まるにつれ、日本の鉄鋼メーカーも自己接着型ソリューションに注目し始めています。例えば、新日本製鉄は一部の顧客向けにカスタマイズされた接着コーティングを施した珪素鋼を試験的に提供する可能性がありますが、まだ独立した商品ブランドには至っていません。
技術水準については、 日本製の無方向性珪鋼は、薄板仕様と高磁束密度においてリーダーシップを維持しています。 新日鉄とJFEはともに、0.20mm以下の超薄型シリコン鋼を量産可能であり、JFEの10JNEXシリーズではさらに配向型シリコン鋼を0.10mmまで薄くしています。新エネルギー自動車の駆動モーター用鋼材において、日本は高強度グレードの開発に重点を置いており、高速回転子が要求する降伏強度を満たすよう工夫されています。一部の高強度NO鋼グレードでは、降伏強度が700 MPaを超えるものもあります。自己接着コーティングについては、日本ではより高温に耐える接着剤系を採用し、積層板の溶着後に実施される応力除去熱処理に対応しています(POSCOのSHコーティング概念と類似)。しかし、日本のモーターエンジニアリング業界は信頼性と検証期間に対する要求が極めて高いことから、完全な検証が済んでいない段階では、こうした自己接着技術の大量導入には依然として慎重な姿勢を取っています。
製品モデルに関して、新日鉄はまだ専用の自己接着コーティングの型番名を公式に公表していません。推測するに、高グレードの非指向性シリコン鋼(例えばNS EDGEシリーズ)についても、顧客の要望があれば自己接着層を追加塗布することが可能でしょう。しかし、宝鋼の「Z」や浦項の「SM/SH」と異なり、新日鉄には特定のアルファベットで識別された自己接着製品が市場で広く知られてはいません。これはおそらく、現在日本の電機メーカーが類似の効果を得るため、機械的圧着+浸漬加工を多く採用しているからです。すなわち、鉄心シートをステータフレームにきつくはめ込み、全体を絶縁塗料に浸して固化することで、一定のノイズ低減と強化効果を実現しています。これに比べると、直接シリコン鋼に自己接着テープを用いる技術は、日本市場ではまだ主流とは言えません。そのため、新日鉄がこの分野で際立たせているのは、素材自体の性能の優秀さ(低損失・高磁束密度、超薄型・高強度など)であり、コーティングの接着プロセスについては依然として様子見の姿勢を保っていると言えます。ただし、無視できないのは、日本メーカーが絶縁コーティング技術において豊富な蓄積を有していることです(高張力コーティングや無機コーティングなど、シリコン鋼の性能向上のために早くから開発を進めてきました)。これらの経験は、自己接着コーティングの配合設計にも十分に応用できるでしょう。市場ニーズが明確になれば、新日鉄とJFEは十分に優れた性能を持つ自己接着コーティング付きシリコン鋼製品を投入できるはずです。全体的に見ると、現時点では新日鉄は自己接着コーティング付き非指向性シリコン鋼において公にリーディング製品を出しておらず、その技術レベルは宝鋼や浦項とそれほど変わらないものの、市場での普及度は若干劣る傾向があります。その特色としては、むしろ材料の強度や信頼性を重視し、日本の電機製造の工法習慣にマッチさせていると言えるでしょう。
06 3社の製品比較:強みと弱み、市場からのフィードバックおよびサプライチェーンの連携 
宝鋼、浦項、新日鉄の3社が自己粘着型シリコン鋼分野で提供する製品を横断的に比較すると、それぞれの重点分野と課題が明らかになります。
1. 製品の性能と技術 核心磁気特性(鉄損、磁束密度)において、3社のハイグレード製品間の差はわずかであり、いずれも国際的なトップレベルに達しています。例えば、宝鋼のB35A230-ZとPOSCOの35PNS250はともに鉄損が約2.3 W/kg程度で、磁束密度は約1.66~1.70 Tです。超薄型製品に関しては、宝鋼の0.1mmグレードがいち早く損失のボトルネックを突破しましたが、POSCOや日本企業も0.15mm程度の製品をすでにラインナップしています。接着コーティングの性能では、宝鋼と浦項がともに量産供給を実現しており、接着強度はステータ組立の大部分のニーズを満たしています(剥離強度3~5 N/mm)。宝鋼のZコーティングは、現地化による迅速なイテレーションに優れており、例えば配合の最適化により接着強度と膜厚の比率を向上させ、同等の膜厚でも強度を50%向上させる効果を実現しています。一方、浦項のSM/SHコーティングはプロセスの適応性に優れており、特にSHコーティングは焼鈍処理と組み合わせることで極めて低い損失を実現できます。新日鐵の関連製品はまだ明確に発表されていませんが、その材料強度およびコーティングの耐熱性能には大きな期待が寄せられています。 全体的に見ると、宝鋼/浦項は「接着剤あり」の细分市場で一歩リードしており、新日鉄は「接着剤なし」の高性能基材において依然として伝統的な強みを保持しています。
2. 製造プロセスと協働 宝鋼のZコーティングは、国内モーターメーカーのプロセスアップグレードニーズに適合しており、そのコーティングの硬化温度は一般的な絶縁塗料とほぼ同じ(約180℃)で、導入コストも国内メーカーにとって低く抑えられています。浦項は自社の積層製造設備を活用し、材料から鉄心に至るまで総合的なソリューションを提供しており、大規模かつ高度な自動化を求めるお客様に特に適しています。一方、日本ではモーター産業チェーンが保守的であるため、鉄鋼メーカーとモーターメーカーの間での協力が十分でなく、自己接着技術の普及が遅れています。産業チェーンにおける協力の難しさの主な要因は以下の通りです:下流側の慣行変更——メーカーは金型加熱装置を追加したり、別途熱圧工程を設ける必要があること;保管・輸送——自己接着コーティングのロール材は防湿・期限切れ防止対策が必須であり、これには鉄鋼メーカーとユーザーのサプライチェーンが高度に連携することが求められます(宝鋼が推奨する6カ月以内に使用することもその一例です)。宝鋼は国内の大手モーターメーカーとの共同開発・試験を通じてこうした懸念を徐々に解消し、材料とプロセスの連携モデルを確立しました。一方、浦項はグローバルな技術サポートを通じてお客様のプロセス改修を支援しています。対照的に、新日鉄がこの技術を普及させるには、顧客の意識改革への抵抗がより大きな障壁となる可能性があります。
3. 市场反响从市场反馈看,采用自粘胶硅钢的电机产品普遍收到正面评价。宝钢Z涂层产品在新能源汽车驱动电机上的应用表明,铁芯噪声和损耗指标明显改善,终端车企(如比亚迪、广汽埃安等)的车型在噪声控制上形成卖点。尤其高转速竞赛中,自粘铁芯独有的高强度和低噪优势备受关注。浦项的产品则在海外家电和工业电机领域树立口碑,一些高效率空调压缩机、电梯电机厂商指定使用其自粘硅钢来提升能效等级。市场也提出了一些改进建议:例如早期部分厂商反映粘接铁芯在长时间高温运行后胶层可能老化开裂,对此宝钢升级了耐热树脂体系,目前粘接可靠性已通过严格考核(相当于电机寿命周期内热循环)。总体而言,市场欢迎能兼顾性能与环保的新材料,但也希望验证周期充分。日本客户相对保守,需要长期运行数据支撑,在这方面宝钢和浦项还需继续积累大型项目业绩以获取更广泛认可。
4. 价格与供需趋势高牌号无取向硅钢本身属于高附加值产品,加之自粘涂层的加工,会比普通涂层材料价格稍高(约高出10~20%)。近年来由于新能源汽车产销两旺,此类材料一度出现供不应求局面,价格也水涨船高。不过各大钢厂纷纷扩产:宝武集团新增硅钢产线、浦项将年产能从16万吨提升至30万吨以上等。预期随着产能释放,供需关系缓和,价格将趋于理性。同时,自粘涂层技术本身经过近几年推广,成本有所下降(如减少铆焊工序带来的整机成本节约可部分抵消材料单价上涨)。产业链各环节正努力压低自粘胶配方成本、提高涂覆效率来降低价格门槛。长远看,高性能粘结硅钢的性价比将越来越高,尤其在能效法规日趋严格的背景下,其全生命周期节能收益能明显抵补初始材料成本。
综上,宝钢Z涂层、浦项SM/SH涂层、新日铁潜在的自粘产品各有优势:宝钢本土响应快、产品系列全,在新兴市场快速成长;浦项技术成熟、国际客户基础好,擅长整体解决方案;新日铁材料底蕴强,在保守市场信誉高。劣势方面:宝钢海外影响力稍弱起步晚,浦项价格略高交货期长,新日铁创新步伐放缓错失部分先机。产业链协同需要钢厂与电机厂共同努力,解决技术推广“最后一公里”的难点,比如工艺改造和标准认证。随着各方磨合,自粘涂层硅钢有望在未来成为高效电机的标配材料之一。
07中国电机厂应用现状与Z涂层技术未来趋势
目前中国本土的电机制造企业正积极探索应用Z涂层技术,以保持产品竞争力。比亚迪等新能源汽车厂商由于产量大、自研电机,已率先尝试宝钢和首钢的自粘硅钢用于驱动电机定子叠片,收到了降低噪声和提升峰值效率的效果。据业内消息,比亚迪部分高端车型电机铁芯采用了粘接叠片工艺,在高速区电磁噪声明显低于竞品。华为的电驱动部门与宝钢合作开发“F超级电机”样机,使用了宝钢0.10mm极薄Z涂层硅钢材料,其转速高达31000 rpm且运行平稳。广汽埃安、吉利等新势力车企同样对此技术表现出浓厚兴趣,在招标中增加了对硅钢涂层类型的考量。一些传统电机厂(如大众、联合电子等合资供应商)也开始在中国生产的驱动电机上使用自粘接铁芯。总体而言,国内应用正从试点验证走向小批量使用阶段,尤其在要求高效静音的新能源乘用车、电控压缩机等领域,自粘技术的渗透率逐步提升。
未来趋势展望:展望未来,Z涂层自粘胶技术有望在以下方向取得更广泛应用或演进:
1. 更高速、更薄化 モーターが高回転化・小型化に向かうに伴い、0.1mm級の超薄型シリコン鋼と接着工法が標準装備となるでしょう。接着技術により、100枚を超える超薄型シートを高速で安定して稼働させることができます。私たちが—— 6万回転乃至10万回転級の高速モーターに自己粘着性鉄心が採用されているのを見た。 実現可能となり、フライホイール蓄電や電動タービンなど、極端な用途のニーズを満たします。
2. 標準化とプロセスの融合 業界は、接着式積層鉄心の製造基準(接着強度検査規格、耐久試験方法など)を策定する見込みです。これにより、量産への移行が円滑に進むことが期待されます。また、プレス金型に加熱機能や自動積層機能などを統合した設備がさらに成熟し、金型内での接着が一般的なプロセスとなることで、時間と人件費をさらに削減できるようになります。さらに、接着工程における水分、温度、圧力の自動制御もスマート化され、各鉄心の均一性が確保される予定です。
3. 材料とプロセスの協調最適化 鉄鋼メーカーとモーターメーカーは協力体制を強化し、共同開発を推進していきます。例えば、特定のモーター型式に合わせてコーティングの厚さや硬化曲線をカスタマイズすることで、十分な接着強度を確保しつつもできるだけ薄いコーティング層を実現し(積層係数を向上させる)、首鋼が最近発表した新コーティングのように、同等の強度でも膜厚を30%削減することに成功しています。将来的には、グレード付き接着コーティング(重要な部位に局所的に接着層を強化する)などの革新的な手法が登場し、強度と性能の両立が図られるようになるでしょう。
4. 代替経路と競合技術 自己接着性の優位性は際立っていますが、他の道筋も並行して進められています。 一つ目は機械的接続の改良です。 首鋼は、燕尾形の重ね合わせ接合と逆方向の過盈接合という新工法を研究しており、接着剤を使わずに高精度な嵌合を実現することで、接着材への依存度を低減しようとしています(現在も試験段階です)。 二つ目はレーザー溶接+焼きなましです。 一部のメーカーは、精密レーザー溶接による積層と、鉄心全体に対する応力除去熱処理を試みて、損失特性を回復しようとしています。この方法は設備投資および工程管理に極めて高い要求を伴うため、現時点では大規模な導入には至っていません。 第三に真空浸漬ゴム: すぐに仕上げて簡単に挟み込んだ鉄心を樹脂中に投入し、真空引きして浸透させた後、固化させて一体化します。これは変圧器の鉄心接着の考え方と類似していますが、
接着強度はZコーティング方式に劣り、樹脂が気泡隙間に浸透して性能に影響を及ぼす可能性もありますが、過渡的な手段として一部の中小企業では依然として使用されています。 四つ目は新素材への代替です: 例えば、ナノ結晶合金シートや鉄系アモルファス帯材の積層体などは、材料自体の損失が極めて低いため、接着剤を使用しなくても効率要件を満たすことができます。ただし、これらの材料は機械的性能が劣り加工が難しいため、現在では主流の自動車用モーターではなく、特殊な用途(例えば高効率ファンモーター)に多く用いられています。総合的に見ると、主流の駆動モーター分野においては、短期的には自己接着型シリコン鋼が依然として最も現実的で信頼できる方案であり、他の手法では全面的な代替が難しく、一部で競争が生じるにとどまるでしょう。
5. コストフレンドリーなアプリ 将来的には、Zコーティング技術が中低価格帯のモーターにも浸透していくでしょう。特に家電製品や小型産業用モーターの分野で顕著です。メーカーがプロセス改修にかかるコストを消化すれば、接着鉄心は騒音低減と省エネ効果により高い魅力を備えるようになります。例えば、洗濯機や扇風機のモーターに接着鉄心を採用すれば、運転音がより静かで滑らかになり、市場での差別化ポイントが際立つことでしょう。価格に敏感な分野では、材料サプライヤーが簡易版の自己粘着コーティングを提供する可能性があります(厚さを薄くしたり、一部の高価な成分を省いたりしてコストを削減し、基本的な接着ニーズを満たす)。これにより、自己粘着技術の適用範囲はさらに広がっていくでしょう。
08 まとめ
宝鋼の無方向性シリコン鋼Zコーティング自己接着技術は、モーター材料分野における革新として、中国のみならず世界の高効率モーター産業において大きな潜在力を示しています。今後、より多くの国内モーター企業(例えば、比亜迪や華為など)が成功した実践と模範効果を発揮することで、この技術は急速に普及し、モーター設計が「機械組み立て」のパラダイムから「材料接着」のパラダイムへと転換を促進するでしょう。性能要求がますます高まる中、自己接着コーティングシリコン鋼は新たな電磁方案と相まって、次世代モーターの高効率化、低騒音化、スマート製造のニーズを支えていくことになるでしょう。Zコーティング技術の広範な応用は、わが国の新エネルギーおよびハイエンド設備製造分野における新たな顔となり得るとともに、国際的な競合他社にもこの分野へのさらなる投資を促し、結果としてモーター産業全体のアップグレードにつながるでしょう。エンジニアリング技術者として、私たちは材料とプロセスの新たな進展に引き続き注目し、それに応じた研究開発および生産能力の整備を積極的に進めることで、この技術変革がもたらすチャンスを確実に捉えていきたいと思います。
ザ 終わり
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