Procédé de fabrication de tôles de fer-silicium à cristaux orientés.
La présente invention concerne d'une manière générale, la' fabrication d'acier électrique et elle a trait, plus particulièrement, à un nouveau procédé de fabrication de tôles de fer-silicium à cristaux orientés suivant une seule direction (que l'on désignera dans la suite par tôle de f er-silicium à cristaux orientés), au moyen d'une utilisation de petites quantités de bore dans le revêtement électriquement isolant sur une tôle magnétique de fer-silicium renfermant du bore, et au moyen de l'utilisation de petites quantités de bore dans le revêtement en une proportion critique, à la fois avec les teneurs en bore et en azote de la tôle.
Les tôles concernées par la présente invention sont généralement désignées dans la technique sous le nom d'aciers électriques au silicium, ou plus précisément, de fers-silicium et sont généralement composées principalement de fer allié avec environ 2,2 à 4,5 % de silicium et des quantités relativement mineures de diverses impuretés et de très petites quantités de carbone. Ces produits sont du type "cube sur arête", plus de 70 % environ de leur structure cristalline étant orientée suivant la texture (110)
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De telles tôles de fer-silicium à cristaux orientés sont couramment réalisées commercialement par la succession d'étapes de laminage à chaud, traitement thermique, laminage à froid, traitement thermique et à nouveau laminage à froid et enfin traitement thermique final de décarburation, désulfuration, et recristallisation. Les lingots sont de manière classique laminés à chaud en bandes ou
tôles d'épaisseur inférieure à 0,381 mm, appelées "bandes laminées
à chaud". La bande laminée à chaud est ensuite laminée à froid avec un traitement de recuit intermédiaire approprié jusqu'à une épaisseur de tôle finie qui généralement résulte d'une réduction d'au moins
50 % de l'épaisseur, et subit un traitement de recuit de développement de la texture ou traitement de recuit final.
Comme l'indique le brevet des Etats-Unis n[deg.] 3 905 842, on peut considérablement améliorer les propriétés magnétiques de ces tôles par incorporation de bore dans le métal de sorte qu'il soit présent en une proportion critique par rapport à la teneur en hydrogène du métal à l'instant du recuit de développement de la texture ou
recuit final. Comme l'indique ce brevet, la quantité de bore nécessaire pour produire ce résultat est très petite mais fortement critique.
De manière similaire, le brevet des Etats Unis n[deg.] 3.905.843 décrit que cette utilisation de bore dans le métal en proportion donnée par rapport à l'azote,tout en maintenant le rapport du manganèse au soufre à moins de 2,1 permettra l'amélioration substantiel correspondante des propriétés magnétiques d'un produit réalisé par le procédé comprenant le laminage à froid-en deux étapes et un recuit intermédiaire. On a également décrit une autre utilisation de petites quantités critiques de bore dans du fersilicium, avec cornue amélioration le laminage à froid de la tôle de fer silicium laminera chaud directement à l'épaisseur finale sans traitement thermique intermédiaire, grâce à l'utilisation d'une petite quantité. mais critique,de bore et en maintenant le rapport du manganèse
au soufre^ dans le métal,, à une valeur inférieure à 1,8.
On a trouvé que sous certaines conditions, la présence de bore dans le revêtement isolant usuel sur la tôle de fersilicium peut avoir un effet bénéfique sur la recristallisàtion
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des propriétés magnétiques spéciales qui lui sont associées. En particulier, on a trouvé que la présence d'une très petite quantité de bore dans le revêtement,lors du recuit final.conduit au développement de propriétés magnétiques meilleures que celles obtenues autrement. Cela peut, en fait, provoquer une recristallisation secondaire qui autrement n'aurait pas lieu. On a également déterminé cependant, que la présence de bore dans le revêtement isolant lors du recuit final n'est pas efficace de ce point de vue s'il n'y a pas de bore présent dans le métal lui-même au début du recuit final. Il s'en suit, cependant, que selon l'invention, on peut réduire de façon importante, la quantité de bore ajoutée à la poche de coulée sans nuire aux propriétés souhaitables de la tôle de fer-silicium obtenue attribuable à la présence de bore pendant le recuit final.
En outre, on a trouvé que l'on pouvait obtenir des résultats avantageux en limitant la quantité de bore dans une tôle de fer-silicium décarburée et laminée à froid à une gamme particulière et en limitant la quantité de bore disponible dans le revêtement électriquement isolant sur la tôle à une autre gamme particulière. En outre, on a trouvé que pour obtenir ces résultats, le total du bore dans l'alliage et le revêtement sur cet alliage doit être limité à un certain maximum. De plus, on a trouvé qu'en réglant la proportion de la teneur en azote de l'alliage, d'une manière particulière par rapport aux gammes moyennes et supérieures de la teneur totale en bore de l'alliage et de son revêtement, on pouvait obtenir de façon régulière et continue les résultats indiqués.
Plus particulièrement, on a trouvé que l'on pouvait obtenir une recristallisation-secondaire lors du recuit final du fer silicium renfermant aussi peu que 1,5 parties par million de bore lorsqu'il y a dans le revêtement électriquement isolant sur cette tôle, aussi peu que 6,0 parties par million de bore. En outre,
des quantités totales beaucoup plus importantes de bore dans l'alliage et dans son revêtement fourniront des produits ayant des propriétés magnétiques supérieures à la condition que le bore total ne dépasse pas 90 ppm environ et également à la condition que la teneur en bore de l'alliage ne dépasse pas 50 ppm au début du recuit final. De plus, lorsque la teneur en bore de l'alliage plus celle disponible dans le revêtement dépasse 40 ppm environ, la teneur en azote de l'alliage doit être supérieure à 70 ppm environ et de préférence comprise entre 80 et 90 ppm, pour obtenir de bons résultats en termes de propriétés magnétiques pour la tôle finale de fer-silicium à cristaux orientés.
On a aussi découvert que excepté pour les limites de la gamme critique ci-dessus du bore disponible dans le revêtement, les accroissements de la teneur en bore du revêtement conduisent
à des diminutions importantes des pertes dans la tôle finie, et,
à un moindre degré, à une amélioration de la perméabilité du produit.
On a également trouvé que l'on pouvait élever le rapport du manganèse au soufre qui auparavant était limité à 2,1 dans les procédés décrits,jusqu'à 2,5 selon la présente invention tout
en obtenant de bonnes propriétés magnétiques du produit final.
Ces découvertes sont surprenantes, tout particulièrement
à la vue du fait que des résultats très différents sont obtenus lorsqu'on ajoute du bore lors du recuit final au revêtement d'une tôle de fer silicium ne renfermant pas de bore. Ainsi, selon le brevet des Etats Unis N[deg.] 3.676.227, de telles additions résultent en des grains secondaires plus petits que la moyenne, mais sans amélioration de la perméabilité, tandis que la taille des grains n'est pas diminuée et que la perméabilité se trouve substantiellement améliorée dans le procédé de la présente invention.
On a également trouvé que bien que la quantité de bore
dans le revêtement nécessaire pour obtenir les nouveaux résultats
est à la fois critique et très petite, ce n'est pas une exigence difficile à satisfaire. En fait, on a le choix entre appliquer le bore
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similaires sous forme d'une bouillie ou, en variante, former
le revêtement tel que décrit dans le brevet des Etats Unis
n[deg.] 3.054.732 et ensuite mettre en contact le métal de la tôle revêtue avec une solution aqueuse d'un composé du bore. Ce dernier procédé peut prendre la forme d'une opération de trempage ou on peut étaler à la brosse la solution aqueuse sur le revêtement ou même, le cas échéant, la pulvériser dessus.
De plus, on a trouvé que H3B03 et Na2B407 sont des sources de bore souhaitables selon la présente invention, et que leur utilisation dans ce but est envisagée soit individuellement, soit en combinaison. En outre, les spécialistes comprendront que d'autres sources de bore compatibles avec l'environnement du recuit final pour le but de la présente invention peuvent également ou alternativement être utilisées dans le revêtement. Il faut noter que une exigence de base de la source de bore dans le revêtement est qu'elle soit décomposable sous les conditions de recuit
final de sorte que le bore puisse diffuser dans la surface de l'alliage pour produire les nouveaux résultats et avantages indiqués ci-dessus.
De ce qui précède, on dégagera que la présente invention concerne à la fois un procédé et un article ou produit. En conséquence, le produit peut être une tôle magnétique de fer-silicium à recristallisation primaire à grains fins, d'épaisseur finale déterminée�ayant un revêtement renfermant du bore qui est le produit de réaction du silicium et de l'hydroxyde de magnésium ou analogue. Du fait des teneurs en bore, azote, manganèse et soufre, de la tôle et de bore du revêtement, la tôle de fer-silicium
peut être convertie à l'état orienté unique dans lequel elle a des propriétés magnétiques intéressantes mais ne contient pas beaucoup� sinon pas, du bore qui permettait le développement de ces propriétés lors de la recristallisation secondaire. En outre, le produit
peut être une'tôle ou bande laminée à froid revêtue, décarburée, d'épaisseur finale déterminée qui contient du bore en une proportion critique par rapport et en combinaison avec le bore dans le revêtement et l'azote dans le métal, ce qui permet le développement des propriétés magnétiques voulues par recristallisation secondaire lors du recuit final.
Le procédé de fabrication de ces produits intermédiaires-de fer-silicium revêtus est également nouveau comme l'est le procédé total de fabrication de la tôle à cristaux orientés finale voulue.
En bref, l'invention concerne une tôle magnétique électriquement isolée en fer-silicium, à grains fins, à recristallisation primaire qui contient 3 à 50 ppm de bore et comporte un revêtement,,mince.fortement adhérent renfermant du bore, d'un hydroxyde de calcium, magnésium, manganèse ou aluminium insoluble
dans l'eau. De préférence, la quantité de bore dans le revêtement
doit être comprise entre 25 et 150 ppm sur la base du substrat qu'est la tôle de fer-silicium et pour des résultats optimum en termes de limitation des pertes du noyau doit être compris entre 50 et 80ppm sur la même base. En outre, ces gammes s'appliquent indépendamment
à la teneur en bore du substrat en tôle de fer silicium aussi longtemps que cette dernière est comprise dans la gamme de 3 à 50 ppm indiquée ci-dessus.
En outre, l'invention concerne une tôle de fer silicium
à recristallisation primaire à grains fins électriquement isolée
qui contient entre environ 1,5 à 50 ppm de bore et entre environ
30 à 90 ppm d'azote et comporte un-revêtement d'hydroxyde métal- lique insoluble dans l'eau adhérent fortement contenant entre environ 6 et 90 ppm de bore dont la proportion par rapport à la teneur en bore de la tôle d'alliage est telle que la quantité
totale est comprise entre 7,5 et 90 ppm.
De même, l'invention concerne un procédé qui comprend
les étapes de réalisation d'une tôle intermédiaire et une étape
de traitement thermique final pour développer dans cette tôle
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On a illustré graphiquement dans les dessins annexés
des données rassemblées lors de certaines expérimentations décrites ci-dessous.
Les figures représentent respectivement :
Figure 1, un graphe de la perméabilité en fonction de la teneur en bore de la bande laminée à froid, les 3 courbes montrant les effets des additions de bore au revêtement de magnésie de la bande ; Figure 2, un graphe de l'amélioration des pertes en fonction de la teneur en bore de la bande laminée à froid, la courbe montrant l'effet du brossage du revêtement de magnésie avec une solution d'acide borique diluée avant le recuit final ; Figure 3, un graphe à la fois de la perméabilité et des pertes en fonction de la teneur en bore disponible pour la bande à partir du revêtement, les trois courbes montrant l'amélioration relativement petite de la perméabilité avec des accroissements de
la teneur en bore du revêtement et les améliorations quelque peu supérieures des pertes pour la même gamme de bore, Figure 4, un autre graphe de la perméabilité en fonction de la quantité de bore maximum disponible pour la bande à partir de son revêtement les quatres courbes montrant l'effet de l'accroissement de la
teneur en azote du métal de 42 à 84 ppm et l'une d'elles montrant également l'effet de l'accroissement de la teneur en bore du métal d'environ 9 à 50 ppm, Figure 5, un graphe semblable à celui de la figure 4 pour des échantillons métalliques ayant une teneur en soufre supérieure
à 40 %, et, Figure 6, un graphe semblable à ceux des figures 4 et 5, les courbes représentant les données recueillies au cours d'essais
du métal traité selon la présente invention ayant encore une teneur en soufre plus grande.
Dans la mise en oeuvre de la présente invention, on peut réaliser les tôles intermédiaires décrites ci-dessus en préparant une fusion de fer-silicium de chimie requise et en coulant et laminant
à chaud à une épaisseur intermédiaire. Ainsi, la fusion lors de
la coulée peut contenir de 2,2 à 4,5 % de silicium,du manganèse
et du soufre en quantité dans le rapport du manganèse au soufre inférieur à 2,3� d'environ 3 à 50 ppm de bore et d'environ 15 à
95 ppm d'azote dans la gamme de rapport au bore de 1 et 15 parties pour une, le reste étant du fer et de petites quantités d'impuretés éventuelles comprenant le carbone, l'aluminium, le cuivre et l'oxygène. En variante, la fusion lors de la coulée peut contenir
de 2,2 à 4,5 pour cent de silicium, d'environ 1,5 à 50 ppm de
bore et d'environ 30 à 90 ppm d'azote dans la gamme de rapport au bore de 1 à 15 parties pour une, du manganèse jusqu'à environ
0,10 pour cent et du soufre jusqu'à un rapport de 2,5 parties de manganèse par partie de soufre, le reste étant du fer et de petites quantités d'impuretés éventuelles, telles qu'indiquées ci-dessus.
Dans l'un ou l'autre cas, après le recuit, la bande laminée à
chaud est laminée à froid avec ou sans recuit intermédiaire à l'é- paisseur finale déterminée et ensuite décarburée.
La tôle de fer-silicium à recristallisation primaire à grains fins résultante, quelle que soit la manière dont on l'a obtenue.,,,est traitée pour obtenir le revêtement contenant du bore,, essentiel à cette invention, en vue du recuit final de développement de texture. De préférence, l'étape de revêtement s'accomplit électrolytiquement comme décrit dans le brevet des
Etats Unis n[deg.] 3.054.732, un revêtement d'environ 0,005 à 0,012
mm de Mg(OH)2 étant ainsi appliqué sur la tôle. On plonge ensuite
la tôle revêtue dans une solution aqueuse d'acide borique ou de
borate de sodium ou d'une autre solution de composés de bore appropriée qui est de préférence relativement diluée, renfermant
de l'ordre de 5 à 10 g. par litre du composé de bore.
L'étape finale du procédé consiste à chauffer la tôle ainsi revêtue dans l'hydrogène ou un mélange d'hydrogène et d'azote pour provoquer la croissance secondaire des grains qui commence à
environ 950[deg.]C. Lorsque la température s'élève à environ 50[deg.]C par
heure jusqu'à 1000[deg.]C, le procédé de recristallisation est achevé
et on peut effectuer le chauffage jusqu'à 1175[deg.]C le cas échéant pour assurer une élimination complète du carbone, du soufre et de
l'azote résiduels.
EXEMPLE I.
On a comparé des bandes de fer-silicium ayant la composition suivante comme décrit dans le brevet des Etats Unis N[deg.] 3905.843.
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A partir de cette composition de fusion, on a produit des
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à chaud suivies d'un décapage et d'un recuit de la tôle d'épaisseur intermédiaire (environ 2,54 mm). Le laminage à froid était ensuite effectué jusqu'à une épaisseur de 1,524 mm, à la suite de quoi on réchauffait le matériau et on le laminait à froid à nou-
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sait un traitement thermique de décarburation à 800[deg.]C pendant 8 minutes dans l'hydrogène (point de rosée à la température ambiante).
On a découpé dans ces tôles des bandes d'Epstein et on les
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On choisissait trois de chacune des bandes de 0,274 et 0,345 mm en vue des essais sur le procédé de l'invention, une de chaque groupe étant un échantillon témoin et ainsi n'étant pas pourvue de bore dans le revêtement de magnésie. Une autre de chaque groupe était plongée dans une solution de 5g. par litre de borate de sodium pendant 15 secondes, tandis que la seconde était plongée
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15 secondes. Les six bandes étaient ensuite recuites à 1100[deg.]C dans l'hydrogène pendant 5 heures. Les propriétés magnétiques des bandes résultantes sont indiquées dans le tableau I.
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EXEMPLE II
On a préparé deux empilements d'Epstein de bandes supplé-
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électrolytiquement comme décrit à l'exemple I et ensuite immergées dans une solution aqueuse à 7,5 g/1 de Na2B407 pendant 15 secondes. Les empilements d'Epstein des bandes résultantes ont été soumis
à un recuit final tel qu'à l'exemple 1 avec les résutlats indiqués dans le tableau II.
TABLEAU II
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EXEMPLE III
Dans un autre essai comprenant le procédé de l'invention, on a préparé une masse fondue commerciale en utilisant du fersilicium BOF comme décrit dans le brevet des Etats Unis n[deg.] 3.905.843 dont la composition dans la poche était la suivante :
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On a effectué un laminage à chaud et un laminage à froid direct à l'épaisseur finale d'environ 0,279 mm. Le matériau
laminé à froid était ensuite décarburé et pourvu d'un revêtement de magnésie selon l'enseignement du brevet n[deg.] 3.054.732. et on le trempait ensuite dans une solution se composant de 645,5 litres d'eau, 6,8 kg d'acide borique et 2,27 litres d'ammoniac. On incorporait ainsi environ 500 parties par million de bore (équivalent d'acier) dans le revêtement de magnésie.
Les bandes revêtues résultantes étaient ensuite recuites
à 1177[deg.]C dans l'hydrogène sec pendant 3 heures.
On a trouvé que les échantillons finaux recuits avaient
de bonnes propriétés magnétiques, la perméabilité étant de 1905 gausses par oersted (dans un champ de 10 oersted) avec des pertes de 0,968 et 1, 34 watt/kg, à 1,5 et 1,7 Tesla respectivement.
EXEMPLE IV
Dans un autre essai de la présente invention, on a préparé la composition de poche suivante :
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A nouveau, on a effectué le laminage à chaud et le laminage à froid direct à l'épaisseur finale de 0,269 mm comme précédemment.
On a finalement normalisé ce matériau et revêtu électrolylitiquement avec 0,005 mm de magnésie comme décrit dans le brevet des Etats Unis n[deg.] 3.054 732 et plongé dans une solution d'acide borique à 1% préparé comme décrit à l'exemple III:
Des échantillons d'empilements d'Epstein issus de plusieurs rouleaux ont été plongés à nouveau -dans une solution d'acide borique à 1% de laboratoire. Deux autres échantillons de chaque bobine ont été plongés à nouveau, respectivement dans des solutions d'acide borique à 2 et 3% au laboratoire. A l'analyse, les teneurs en bore des revêtements sont indiqués dans le tableau III qui également indique des propriétés magnétiques mesurées dans ces
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1177[deg.]C dans l'hydrogène sec pendant 3 heures.
TABLEAU III
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(x) 1 milligramme par bande d'Epstein = 50 parties par million
d'équivalent de fer-silicium.
Exemple V
On a fondu douze essais de laboratoire dans un four à induction à air sous une couverture d'argon, en utilisant du fer électrolytique et 98 % de ferro-silicium, tous contenant 3,1 % de silicium, 0,1 % de cuivre et 0,03 % de chrome. On a ajouté à chaque essai la même quantité de soufre (0,024 %) sous forme de sulfure de fer, les analyses du soufre étant comprises entre 0,033 % et 0,019 % avec une moyenne de 0,026 %.
On a découpé des tranches de 44,45 mm d'épaisseur dans les lingots coulés à partir de ces masses fondues et on les a laminées à chaud à partir de 1200[deg.]C en 6 passes jusqu'à une épaisseur d'environ 2,28 mm. Après un décapage, les échantillons de bandes chaudes étaient chauffés à 950[deg.]C, le temps entre 930 et
950[deg.]C étant de 3 minutes. Les bandes laminées à chaud étaient ensuite laminées à froid directement à 0,274 mm d'épaisseur et analysées. Les résultats sont indiqués dans le tableau IV cidessous :
.TABLEAU IV
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On a décarburé jusqu'à environ 0,007 % des bandes de taille Epstein du matériau laminé à froid par chauffage à 800[deg.]C
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décarburées étaient brossées avec du lait de magnésie jusqu'à un gain de poids d'environ 40 milligrammes par bande et on effectuait une addition de bore à certaines des bandes revêtues de magnésie en utilisant une solution d'acide borique soit à 0,5 % soit
à 1 % qui déposait suffisamment de bore sur le revêtement pour que.si il était pris entièrement par le fer silicium, la teneur en bore du métal soit accrue de 15 ou 30 ppm respectivement. Les bandes revêtues résultantes, y compris celles brossées avec la solution d'acide borique et celles n'ayant pas été traitées ainsi, ont été soumises à un recuit final allant de 800[deg.]C à
1175[deg.]C à la vitesse de 40[deg.]C par heure dans l'hydrogène sec et en maintenant à la dernière température pendant 3 heures.
Les propriétés magnétiques des produits finis obtenus par le procédé ci-dessus selon l'invention et celles des échantillons témoins sont indiquées dans le tableau V et dans les figures 1 et
2.
TABLEAU V
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Le tableau V et la figure 1, montrent l'effet des additions de bore dans le revêtement sur la perméabilité. L'introduction de bore dans le revêtement en quantité représentant un total théorique disponible pour alliage de 15 ppm améliore fortement les propriétés magnétiques, particulièrement celles
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En doublant la teneur en bore du revêtement, on réduit la perméabilité de la bande finale. La dégradation de la perméabilité des échantillons de bande à teneur en bore élévée peut être expliquée en terme d'un déséquilibre dans le rapport bore/azote, comme le met en évidence les résultats très différents obtenus avec l'essai à haute teneur en hydrogène n[deg.] 11.
La courbe A de la figure 1 représente les données obtenues avec des échantillons ayant des revêtements de magnésie non traités avec la solution de bore, tandis que les courbes B et
C représentent respectivement les résultats obtenus avec les échantillons comportant des revêtements de magnésie traités avec une solution renfermant du bore fournissant 15 ppm et 30 ppm au total de bore sur la base de l'alliage dans chaque cas. L'amélioration résultante dans les pertes par ces additions de bore au revêtement est indiquée à la figure 2. La forte amélioration pour les deux alliages renfermant le moins de bore est due principalement à la perméabilité améliorée tandis que l'amélioration de 110 milliwatts par kilo environ des alliages à teneur élevée en bore avec peu de changement de la perméabilité représente un comportement type à la fois des essais de laboratoire et des essais d'usine.
Exemple VI
Des exemples d'expérimentation conçus pour tester les aptitudes de ce nouveau procédé, on a préparé une masse fondue commerciale en utilisant du fer-silicium BOF comme décrit en référence avec le brevet des Etats Unis n[deg.] 3.905.843, la masse fondue ayant la composition de poche suivante :
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On a découpé des bandes à partir de tôles laminées à froid et décarburées pour obtenir des empilements d'Epstein, certaines des bandes étant pourvues de revêtement de magnésie comme décrit à l'exemple V et étant alors brossées avec une solution d'acide borique comme décrit ici pour fournir des quantités variables de bore allant de 10 à 90 ppm environ comme le montre la figure 3.
D'autres de ces bandes étaient revêtues avec de la magnésie dans laquelle on avait prémélangé de l'acide borique pour fournir diverses quantités de bore disponibles allant de 10 à 70 ppm
comme représenté sur le dessin. Des empilements d'Epstein réalisés à partir de ces échantillons préparés et d'autres revêtus mais
ne comportant pas de bore étaient placés dans une cornue pour
un recuit final à 800[deg.]C avec une.vitesse de chauffage de 40[deg.]C
par heure jusqu'à une température maximum de 1175[deg.]C que l'on maintenait pendant 4 heures. Les échantillons d'essais finis recuits résultant étaient soumis aux essais de détermination de leurs propriétés magnétiques dont les résultats sont indiqués sur la figure 3. En outre, on a mesuré la taille des grains d'un certains nombre de ces échantillons. La taille de grains de l'échantillon témoin dans lequel il n'y avait pas de bore disponible pour le revêtement du fer silicium était de 9,8 mm, tandis <EMI ID=24.1>
de bore était de 11,5 mm. Ces derniers résultats s'opposent à
ceux décrits dans l'art antérieur par le fait que la réduction
de la taille de grains de 12 mm à 4 mm conduit à une réduction
des pertes d'environ 110,3 milliwatts par kg.
Il est évident à partir de la figure 3 que des additions de bore au revêtement du fer-silicium renfermant du bore conduit
à une réduction significative des pertes et une variation quelque peu moindre de la perméabilité c'est-à-dire des accroissements relativement faibles de la perméabilité dans la gamme allant virtuellement de 5 à 10 ppm à 90 ppm de bore disponibles pour
le fer-silicium à partir du revêtement.
Exemple VII
Dans une autre expérimentation analogue à celle décrite dans l'exemple V, on a préparé 11 essais de laboratoire dans un four à induction à air soit sous une couverture d'argon, en faisant buller de l'argon à travers la masse fondue avant la coulée, soit en utilisant de l'azote comme couverture par bullage ou les deux
à la fois. L'utilisation d'argon seul donnait les teneurs en
azote les plus faibles des essais et l'utilisation d'azote seul conduisait aux teneurs en azote les plus élevées des essais.
Les essais contenaient tous 3,1 % de silicium, 0,1 % de
cuivre et 0,03 % de chrome. Les bandes laminées à froid préparées comme décrites à l'exemple I à partir de chacun des essais ont donnés à l'analyse la composition suivante indiquée au tableau VI.
TABLEAU VI
Composition des essais telles-que déterminées sur les bandes
laminées à froid.
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On a décarburé des bandes d'Epstein obtenues à partir
des matériaux laminés à froid jusqu'à moins de 0,01 % de carbone à 800[deg.]C dans l'hydrogène (point de rosée 21,1[deg.]C). On brossait alors les bandes avec du lait de magnésie jusqu'à un gain de poids d'environ
40 milligrammes par bande et on effectuait des additions de bore à un certain nombre des revêtements de bandes au moyen de solutions d'acide borique de concentration variant par multiples de 0,5 %. Les analyses des revêtements en ce qui concerne le bore avant
le recuit final indiquaient que la concentration augmentait linéairement d'environ 12 ppm de bore (sur la base de la bande plutôt que du poids du revêtement) pour chaque augmentation de
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1135[deg.]C à la vitesse de 40[deg.]C par heure et on maintenait à la dernière température pendant 3 heures.
Les perméabilités des empilements d'Epstein recuits avec
ou sans addition d'acide borique au revêtement de la bande sont indiquées sur les figures 4, 5 et 6 où les essais sont groupés selon la teneur en soufre, comme représenté. Les teneurs en azote des bandes avant le recuit final sont également indiquées sur les dessins. En outre, sur les figures 4 à 6 on a introduit une mesure de perte à côté d'un certain nombre de points expérimentaux appropriés. Tous les essais présentaient des propriétés améliorées par des additions de bore dans le revêtement, l'amélioration la
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avec l'essai à faible teneur en soufre et haute teneur en azote. Sans une addition de bore au revêtement, l'ensemble des quatre essais à faible teneur en soufre subissent premièrement, une croissance de grain normale, mais lorsque l'on ajoute le bore au revêtement, l'essai à haute teneur en azote subit une recristallisation secondaire complète. la tendance pour les essais à haute teneur en azote à développer de fortes perméabilités, est également évident avec les essais à teneur en soufre intermédiaire :
l'essai renfermant le moins d'azote est plus mauvais que tout autre essai du groupe.
On a également observé que les effets néfastes tels que des cloques et pailles communément associés avec des teneurs en azote élevées dans du fer-silicium n'apparaissaient pas dans les
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les revendications et les dessins la teneur en bore du revêtement est exprimée en terme de la quantité totale théoriquement disponible pour la bande de fer silicium portant le revêtement. Dans
la mise en oeuvre, une petite fraction de ce bore diffusera dans la bande lors du recuit final avant la fin de la recristallisation secondaire. Selon les circonstances, cette fraction peut être aussi élevée que environ la moitié de la teneur des revêtements
à faible teneur en bore.