FR2575588A1 - Tole en acier electrique a grains orientes ayant des proprietes magnetiques stables resistant au recuit de detente, ainsi que procede et appareil pour produire cette tole - Google Patents
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Abstract
A.TOLE D'ACIER ELECTRIQUE A GRAINS ORIENTES AYANT UNE FAIBLE PERTE D'ENERGIE. B.LA TOLE D'ACIER, QUI A SUBI UN RECUIT DE TEXTURE FINALE ET A LAQUELLE UNE TENSION A ETE CONFEREE, PRESENTE UN CERTAIN NOMBRE DE PARTIES EN CREUX A SA SURFACE, FORMANT DES EMPREINTES DANS LE CORPS EN TOLE D'ACIER, AVEC UNE PROFONDEUR DE 0,01 A 0,1 MM. CES CREUX SONT REMPLIS D'UNE COMPOSITION A COEFFICIENT D'EXPANSION THERMIQUE INFERIEUR A CELUI DU CORPS EN TOLE D'ACIER. LES DOMAINES MAGNETIQUES SONT SUBDIVISES PAR LES PARTIES EN CREUX ET LA COMPOSITION. C.APPLICATION COMME NOYAU ENROULE DE TRANSFORMATEUR.
Description
TOLE D'ACIER ELECTRIQUE A GRAINS ORIENTES
AYANT DES PROPRIETES MAGNETIQUES STABLES
RESISTANT AU RECUIT DE DETENTE, AINSI QUE
PROCEDE ET APPAREIL POUR PRODUIRE CETTE TOLE
La présente invention concerne une tôle électrique à grains orientés, dont les propriétés magnétiques ne sont que faiblement détériorées par le recuit de détente, ainsi qu'un procédé et un
appareil pour produire cette tôle.
Du point de vue des économies d'énergie, il est important de réduire les pertes d'énergie de la tôl61e d'acier électrique à grains orientés. La publication japonaise de brevet non examiné n 58-26406 décrit un procédé de réduction des pertes d'énergie, selon lequel les domaines magnétiques sont subdivisés par irradiation aux rayons laser. La contrainte produite par les rayons laser provoque une réduction de la perte d'énergie. Le procédé mentionné- ci-dessus peut donc être appliqué à une tôle d'acier électrique à grains orientés destinée à la production de noyaux laminés, qui ne nécessitent pas de recuit de détente, mais ne peut être appliqué à une tôle d'acier électrique à grains orientés destinée à la production d'enduits
enroulés, qui nécessitent un recuit de détente.
La publication japonaise de brevet non examiné n 56-130454 décrit un procédé de réduction de la perte d'énergie selon lequel une contrainte est produite dans la tôle d'acier après le recuit de
recristallisation secondaire et les agglomérats de grains de cris-
taux minuscules, qui sont formés pendant le traitement thermique après le recuit de recristallisation secondaire par suite de la
contrainte, sont utilisés pour la réduction de la perte d'énergie.
Etant donné que l'agglomération des grains de cristaux minuscules
est formée à la surface des tôles d'acier ayant subi une recristal-
lisation secondaire, la caractéristique de perte d'énergie n'est pas - 2affectée par le recuit de détente. Toutefois, le procédé selon la publication n 56-130454 permet difficilement d'obtenir une perte d'énergie aussi faible que celle obtenue par le procédé
aux rayons laser.
Le premier objectif de la présente invention est de produire une tôle d'acier électrique. grains orientés, en éliminant les inconvénients selon lesquels, dans le procédé aux rayons laser, la perte d'énergie obtenue est accrue par le recuit de détente et donc la tôle d'acier électrique à grains orientés ne peut pas être soumise au recuit de détente, et dans le procédé de formation des micro-cristaux, la perte d'énergie obtenue n'est pas accrue mais élevée. Un second objectif de l'invention est de proposer un procédé de production d'une tôle d'acier électrique à grains orientés selon lequel la caractéristique de perte d'énergie n'est que légèrement détériorée par le recuit de détente, et une faible perte d'énergie
est atteinte avec stabilité.
Le troisième objectif de la présente invention est de fournir un appareil pour la production d'une tôle d'acier électrique à
grains orientés, avec seulement une légère détérioration de la carac-
téristique de perte d'énergie par le recuit de détente et l'obtention
d'une faible perte d'énergie, de manière stable.
La tôle d'acier électrique à grains orientés est constituée ici par un corps en tôle d'acier, dans le sens le plus limité, le corps en tôle d'acier et une couche ou revêtement formés sur le corps en tôle d'acier pendant le recuit de texture finale, dans un sens moins limité, et le corps en tôle d'acier, la couche ou revêtement ci-dessus,
et le revêtement isolant formé par dessus celui-ci, au sens large.
La présente invention propose une tôle d'acier électrique à grains orientés ayant une faible perte d'énergie après le recuit de détente; cette tôle d'acier électrique à grains orientés qui a subi un recuit de texture finale, et à laquelle une tension a été conférée, présente un certain nombre de parties en creux sur la surface de la tôle, formant des enfoncements dans le corps en tôle d'acier, avec une profondeur de l'ordre de 0,01 à 0, 1 mm; les parties en creux sont remplies d'une composition ayant un coefficient d'expansion -3- thermique inférieur à celui du corps en tôle d'acier, et les domaines magnétiques sont subdivisés par les parties en creux
et la composition.
Les figures lA et B représentent une illustration graphique de la relation entre les propriétés magnétiques et la largeur ainsi que la profondeur des rainures formées sur le corps en tôle d'acier;
La figure 2 représente un cliché, pris au microscope électro-
nique à balayage, de la tôle d'acier électrique à grains orientés, o les domaines magnétiques sont subdivisés; Les figures 3 (A à G) sont une représentation schématique des structures de la tôle d'acier électrique à grains orientés selon l'invention; La figure 4 est un schéma-bloc du procédé de formage et de remplissage des parties en creux, selon l'invention; La figure 5 est une illustration graphique de la relation entre la durée de l'attaque et la profondeur d'enlèvement de l'acier; La figure 6 représente la relation entre la concentration en NO3H et la durée de l'attaque; La figure 7 représente des graphiques illustrant les variations de la profondeur d'enlèvement de l'acier dans les trois parties séparées, vues suivant la direction longitudinale d'une bobine; La figure 8 représente des graphiques illustrant les variations
de la perte d'énergie W17/50 dans les parties d'une bobine corres-
pondant à celles de la figure 6; La figure 9 illustre un procédé de pulvérisation selon un exemple de l'invention; et La figure 10 représente un procédé par immersion selon-une
méthode citée à titre de comparaison.
Conformément à l'invention, la tôle d'acier électrique à grains
orientés ayant subi un recuit de texture finale ou pouvant être sou-
mise par la suite à la formation d'un revêtement isolant, est soumise à un enlèvement partiel d'acier du corps en tôle d'acier, et un revêtement de phosphate destiné à conférer une contrainte de traction à une tôle d'acier (généralement appellé revêtement de tension) est -4 - formé sur la tôle d'acier électrique à grains orientés. Les parties en creux formées par l'enlèvement partiel d'acier sont remplies à cet effet avec un composé qui présente, après le traitement thermique de séchage du revêtement de tension, un coefficient d'expansion thermique inférieur à celui du corps en tôle d'acier. Le remplissage des parties en creux par un composé de ce type améliore les propriétés magnétiques et évite la détérioration des propriétés magnétiques pendant le recuit
de détente.
L'invention sera mieux comprise en regard de la description
détaillée du procédé commençant par le laminage à chaud. La brame en acier au silicium contenant 4 % ou moins de Si est chauffée puis laminée à chaud afin d'obtenir une bande en acier ayant une épaisseur intermédiaire. La bande en acier laminée à chaud est
décapée et soumise à un traitement thermique, si nécessaire.
La bande laminée à chaud est laminée à froid par un laminage à froid en une ou en deux étapes, avec un recuit intermédiaire de façon à obtenir la bande laminée à froid ayant l'épaisseur de tôle
finale. La bande est soumise alors à un recuit de décarburation.
Le séparateur de recuit est alors appliqué sur la bande en acier ayant subi le recuit de décarburation, qui est alors soumise au
recuit de texture finale. Le procédé ci-dessus est un procédé ordi-
naire de production d'une tôle d'acier électrique à grains orientés.
La tôle d'acier électrique à grains orientés peut être revêtue en
outre d'un revêtement de tension.
La tôle d'acier électrique à grains orientés, dont l'acier a
été partiellement enlevé, comporte ou non le revêtement de tension.
Les procédés d'enlèvement de l'acier sont les suivants. Des procédés mécaniques consistant à conférer une contrainte mécanique à la surface de l'acier électrique à grains orientés, peuvent être utilisés. Le traçage et la formation de rainures avec un cylindre cannelé peuvent être utilisés comme procédés d'enlèvement mécanique. De plus, on peut mettre en oeuvre une irradiation au laser, par faisceau électronique ou par rayons infra-rouges. Le revêtement isolant de la tôle d'acier électrique à grains orientés est enlevé ou pelé sélectivement par le procédé mécanique ou par irradiation et ensuite, le corps en acier - 5 - sélectivement dénudé est soumis à une attaque par acide tel que l'acide chlorhydrique ou l'acide nitrique. Le procédé d'attaque ou dissolution peut s'effectuer par immersion, pulvérisation, décapage électrolytique ou autre. Il en résulte la formation des parties en creux enfoncées dans le corps en tôle d'acier, sous le forme de rainures. Si de telles parties en retrait peuvent
être formées seulement par traçage, ce procédé peut être utilisé.
Les rainures s'étendent de préférence de façon perpendiculaire au sens du laminage (orientation < 001 >), mais peuvent former un angle de par exemple 45 avec le sens du laminage. Si l'angle
d'inclinaison est extrêmement grand, les rainures deviennent indé-
sirables du point de vue de la réduction de la perte d'énergie.
L'irradiation au laser mentionnée plus haut provoque la réduction de la perte d'énergie et l'induction de contrainte décrites dans
la publication japonaise de brevet non examiné n 58-26405.
L'irradiation au laser mentionnée plus haut est toutefois diffé-
rente de celle selon la publication citée, du fait que la contrainte locale restant après le recuit de détente est avantageusement utilisée pour la réduction des pertes d'énergie. La distance entre les rainures, en regardant dans le sens du laminage, est comprise de préférence entre 2, 5 et 10 mm, car la réduction de la perte d'énergie est la plus élevée pour cette distance. Cette distance
est identique à celle décrite dans la publication n 58-26406.
Chaque rainure peut être formée soit par une ligne soit par des points. Dans le cas de points, la distance entre les points est
de préférence de 0,7 mm ou moins, mieux encore, 0,3 mm ou moins.
Lorsque la distance entre les points est supérieure à 0,7 mm, la
réduction de la perte d'énergie devient petite.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide des dessins
annexes.
La figure lA représente la variation de la densité du flux magnétique (B8) et de la perte d'énergie W17/5, en fonction de la largeur d'une rainure. Dans les essais, dont les résultats sont représentés en figure lA, on a utilisé des tôles d'acier électrique à grains orientés de 0,23 mm d'épaisseur, avec un revêtement de phosphate ou un revêtement constitué par un produit semi-organique, - 6 - et des rainures de 0,05 mm de profondeur, séparées les unes des autres par une distance de 5 mm ont été formées, en faisant varier la largeur de la rainure. Le revêtement de tension utilisé était
une composition ayant un coefficient d'expansion thermique diffé-
rent de celui du corps en tôle d'acier. Après application du revêtement de tension, un séchage a eu lieu à 850 C pendant 5 minutes. Le revêtement de phosphate est ici un liquide constitué par
de la silice colloidale, de phosphate tel que le phosphate d'alumi-
nium, et d'anhydride chromique ou chromate. La silice colloidale et le phosphate sont les composants majeurs du revêtement, et lorsque ces composants sont séchés, la composition qui en résulte a un coefficient d'expansion thermique différent de celui du corps en tôle d'acier, et confère à ce corps une contrainte de tension. Il faut noter cependant que dans l'application de la présente invention, on peut utiliser une composition de revêtement quelconque ayant la même fonction que le revêtement de phosphate. Il peut contenir en
outre du phosphate de magnésium.
Se référant à nouveau à la figure lA, une des propriétés magné-
tiques, à savoir la densité du flux magnétique B8, diminue lorsque la largeur de la rainure est accrue, et l'autre propriété magnétique, c'està-dire la perte d'énergie W17/50, est élevée pour une rainure extrêmement étroite. La perte d'énergie élevée W17/50 résulte d'une 17/50
faible génération de contrainte dûe à l'extrême étroitesse des rai-
nures. En conséquence, il est préférable que la largeur de la rainure soit de 0,1 mm ou plus. A la lumière des propriétés magnétiques, les
rainures seront de préférence de 0,4 mm ou moins.
La figure lB représente les résultats de tests similaires à ceux de la figure 1A. Dans ces tests, des rainures de 0,3 mm de large ont été formées sur des tôles d'acier électriques à grains orientés, de 0,23 mm d'épaisseur, avec un écartement de 5 mm, tout en faisant varier la profondeur des rainures. La solution d'enrobage mentionnée plus haut a été appliquée sur les tôles d'acier électriques à grains orientés et séchée à 850 C pendant 5 minutes, afin de former un film de la composition de revêtement dans les rainures. On a obtenu un perfectionnement des propriétés magnétiques, par rapport à celles de -7-
l'art antérieur, pour une profondeur de l'ordre de 0,01 à 0,1 mm.
Pour une profondeur supérieure à 0,1 mm, la perte d'énergie W17/50 n'est pas affectée, mais la densité de flux magnétique B8 est grandement réduite. Pour une profondeur de rainure de 0,01 mm, la perte d'énergie W17/50 est d'environ 0,9 W/kg, et elle est infé- rieure à celle des produits traditionnels. Le perfectionnement de la perte d'énergie W17/50 est remarquable lorsque la profondeur de la rainure est de 0,02 mm ou plus. En conséquence, une profondeur
de rainure préférée se situe entre 0,02 et 0,08 mm.
Comme décrit en se référant aux figures lA et B, l'acier est partiellement enlevé de la surface du corps en tôle d'acier et ensuite, les parties creuses ainsi formées sont remplies avec un composé selon l'invention. Le coefficient d'expansion thermique -6 d'un tel composé est inférieur (environ 13 x 10) à celui du corps en tôle d'acier, et peut conférer une contrainte de tension à la tôle d'acier. Afin de remplir les parties creuses avec le composé, le liquide d'enrobage tel que l'enrobage de phosphate, est appliqué sur la tôle d'acier électrique à grains orientés. Du point de vue industriel, l'application d'un liquide d'enrobage sur toute la tôle
d'acier électrique à grains orientés est préférable à une applica-
tion partielle. Dans les essais expliqués en faisant référence aux figures lA et lB, c'est l'application complète qui a été réalisée, mais l'application locale d'un liquide d'enrobage est également efficace pour obtenir les avantages de la présente invention. En ce qui concerne le procédé de remplissage avec le composé, un procédé
quelconque peut être utilisé, à condition que le composé soit intro-
duit dans les parties préalablement creusées du corps en tôle d'acier.
Afin d'augmenter la force de liaison entre la composition de remplis-
sage et le corps en tôle d'acier, il y a avantage à utiliser une matière liante renforçatrice, comme du Ni plaqué ou du silicium déposé en phase vapeur. Ceci renforce encore le perfectionnement des propriétés magnétiques. La couche plaquée de Ni a une épaisseur de lp ou moins! lorsque le liquide de revêtement contient de la silice colloïdale. En se référant à la figure 2, celle-ci représente le résultat de l'observation des domaines magnétiques au moyen d'un microscope 8 - électronique à balayage. L'éprouvette soumise à l'observation a été préparée comme suit. Une tôle d'acier électrique à grains orientés portant un revêtement de tension a été irradiée avec des rayons laser puis corrodée dans une solution nitrique, de façon à former des trous d'environ 0,025 mm de profondeur. Le liquide d'enrobage constitué par du phosphate d'aluminium, de la
silice colloïdale et de l'acide chromique, a été séché à 350 C.
Un traitement thermique a été effectué alors à l'air, à 850 C, pendant 2 minutes. Un recuit de détente a été réalisé ensuite à
850 C, pendant 4 heures.
Il est clair que les domaines magnétiques se forment sur les parties o les trous ont été formés. On pense que les parties du corps en tôle d'acier o l'acier est enlevé fournissent les sites de création des domaines magnétiques subdivisés, qui s'étendent
dans le sens du laminage et réduisent la perte d'énergie.
Dans les descriptions précédentes, les tôl61es d'acier à grains
orientés au sens large et le moins limité ont été décrites, car les produits les plus économiques peuvent être obtenus en utilisant ces tôles. Néanmoins, la tôl61e d'acier électrique à grains orientés, au sens le plus étroit, peut également être soumise au procédé décrit ci-dessus. Cela signifie qu'un recuit de texture finale est
effectué et ensuite, la tôle d'acier ayant subi une recristallisa-
tion secondaire, ne portant ni une couche de surface ni un film,
peut être soumise au procédé selon.l'invention.
La magnétostriction de la tôle d'acier électrique à grains orientés selon l'invention a été mesurée, et s'est avérée équivalente
a celle des produits classiques.
En se référant aux figures 3A - G, diverses structures de couche superficielle de la tôle d'acier ayant subi une recristallisation secondaire, selon l'invention, sont représentées par une vue encoupe
transversale partielle.
Sur la figure 3A, ni un revêtement ni une couche ne sont formés
sur la tôle d'acier 1 ayant subi une recristallisation secondaire.
Les parties en creux sont formées à la surface 2 de la tôle d'acier 1
ayant subi une recristallisation secondaire.
La composition destinée à conférer une contrainte de tension 6 - 9- à la tôle d'acier est entièrement appliquée sur la surface 2 de la tôle d'acier. La composition 6 est placée sur la surface principale 4 de la tôle d'acier et chargée dans les parties en creux 3. Un placage métallique peut être pris en sandwich entre la surface 2 de la tôle d'acier et la composition 6 mentionnée
ci-dessus, afin d'accroître la force de liaison entre elles.
En figure 3B, la tôle d'acier électronique à grains orientés
comprend le film 7 de recristallisation secondaire désigné géné-
ralement par couche ou film de forstérite. Les parties en creux 3 sont remplies avec la composition, comme indiqué par l'indice de référence 5. La composition 5 est partiellement appliqué à la surface 2 de la tôle d'acier et chargée dans les parties en creux 3. Se référant à la figure 3C, la composition ayant les mêmes composants et les mêmes teneurs que la composition 5, est appliquée entièrement à la surface 2 de la tôle d'acier (indiqué en "6") et introduite dans les parties en creux de la tôle d'acier électrique à grains orientés comportant le film forsterite tel que représenté en figure 3B. Les tôles d'acier électrique à grains orientés décrites en faisant référence aux figures 3B et C peuvent être utilisées, en ayant la structure représentée sur les dessins, pour produire le
deuxième noyau des transformateurs.
La composition destinée à conférer la force de tension 6, appliquée partiellement et introduite dans les parties en creux, peut être soumise à un traitement thermique quelconque, à savoir un séchage ou un recuit de détente. Après le traitement thermique, une contrainte locale est générée dans les parties en creux par suite d'un effet d'ajustement serré par retrait de la composition 6 et de
l'acier dans les parties en creux 3 et ces parties en creux 3 pré-
sentent également des pôles autour d'elles, par suite d'un effet de profil magnétique. L'intensité des pôles magnétiques est fonction de la profondeur et de la largeur des rainures. En raison de la formation
des pôles magnétiques, les domaines de 90 se créent autour des par-
ties en creux 3.
En figure 3E, le film semi-organique 8 est appliqué sur toute
la surface de dessus de la tôle d'acier électrique à grains orientés.
- 10 -
En figure 3F, les parties en creux 3 sont formées sur la tôle d'acier électrique à grains orientés pourvue du film de forstérite 7 et du revêtement de tension 9, et la composition destinée à conférer la contrainte de tension 5 est introduite dans les parties en creux 3.
En figure 3G, la composition 5 mentionnée ci-dessus est appli-
quée sur toute la surface de dessus de la tôle d'acier électrique
à grains orientés, décrite en faisant référence à la figure 3F.
En cas d'application partielle de la composition mentionnée ci-dessus, la composition est introduite dans les parties en creux et peut être appliquée au voisinage des parties en creux. La tôle
d'acier électrique à grains orientés selon l'invention peut présen-
ter une structure o la composition mentionnée ci-dessus est introduite dans les parties en creux et fixée au voisinage de ces
parties.
En figure 3D, un film semi-organique 8 qui ne confère pas de tension à la tôle d'acier, est appliqué sur le film de forstérite 7. La composition destinée à conférer la contrainte de tension 5
est introduite dans les parties en creux 3 de la tôle d'acier 1.
Les domaines magnétiques à 180 , subdivisés, sont formés grace au film de forstérite ou au revêtement de tension, qui applique une contrainte de tension aux domaines magnétiques à 90 . Lorsque
la composition mentionnée ci-dessus est appliquée sur toute la sur-
face d'une tôle d'acier, la subdivision des domaines magnétiques est favorisée par rapport à l'application partielle, en raison de la contrainte de tension créée sur la surface principale par la
composition mentionnée ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples ci-après.
Exemple 1
Une tôle d'acier électrique à grains orientés, de 0,23 mm d'épaisseur a été préparée par un procédé de laminage à froid à une étape. La tôle d'acier électrique à grains orientés qui a subi le recuit de texture finale, a été soumise au traçage au moyen d'un couteau. Des rainures linéaires ont été formées par la pointe d'un couteau, dans un sens perpendiculaire au sens du laminage, et avec une distance de 5 mm entre elles. Les rainures avaient une largeur
- li -
de 0,2 mm et pénétraient dans la sous-couches métallique à une profondeur d'environ 0,03 mm. Ensuite, une solution d'enrobage a été appliquée sur la tôle d'acier. La solution d'enrobage était constituée par lOOcc d'une dispersion liquide aqueuse de silice colloidale, 60 cc d'une solution aqueuse de phosphate d'aluminium à 50 %, et 6 g d'anhydride chromique. La solution d'enrobage a été séchée à 830 C pendant 3 minutes. Aprèes le séchage de la solution d'enrobage, la tôle d'acier a été soumise
à un recuit de détente à 850 C pendant 4 heures. La perte d'éner-
gie de la tôle d'acier a été mesurée avant et après le recuit de
détente, dans le sens du laminage.
A titre de comparaison, la tôle d'acier a grains orientés
mentionnée ci-dessus a été soumise au même traitement que ci-
dessus, sauf que le traçage n'a pas été effectué. De plus, la tôle d'acier électrique à grains orientés a été soumise au même traitement que ci-dessus, sauf que le traçage a été effectué après le séchage de la solution d'enrobage (et non pas après le recuit de texture finale). La distance entre les rainures ainsi que la profondeur et la largeur de ces rainures étaient les mêmes que précédemment. Toutefois, les rainures étaient formées-sur le revêtement de phosphate. La perte d'énergie mesurée est indiquée
en tableau 1.
Tableau 1
Traitement 1750 (W/kg) w17/50 (W/kg) Classique Recuit de texture finale, dépôt d'un 0,93 revêtement de phosphate puis recuit de détente Apres la mise en place du revêtement 0,85
de phosphate dans le traitement ci-
dessus, traçage puis recuit de détente.
Selon l'in- Recuit de texture finale puis Avant recuit 0,80 vention traçage, et application d'un de détente revêtement conférant une tension, séchage à 830 C pendant 3 minutes Après recuit 0,82 de détente
- 12 -
Comme le montre le tableau 1, la perte d'énergie W17/50 est réduite uniquement par le traçage. Ce phénomène provient de ce que le traçage génère des micro-grains parmi les grains de recristallisation secondaire. La tôle d'acier traitée selon l'invention présente une W17/50 inférieure de 0,11 à 0,13 W/kg, à la W17/50 obtenu par le recuit final suivi de l'attribution d'une tension par le revêtement de phosphate. La tôle d'acier traitée selon la présente invention présente une W17/50 qui
17/50 7/5
est inférieure a 0,03 à 0,05 W/kg a la W17/50 obtenue par traçage
et recuit de détente. Il est donc évident que, lorsque le maté-
riau du revêtement de phosphate, qui présente un coefficient d'expansion thermique faible et qui confère une tension par la formation d'un film, est introduit dans les rainures, cette charge est efficace pour perfectionner les caractéristiques de
perte d'énergie.
Exemple 2
Une tôle d'acier électrique à grains orientés de 0,23 mm d'épaisseur, a été produite par un procédé de laminage a froid en une étape. Un film de revêtement de phosphate a été appliqué à la surface de la tôle d'acier électrique a grains orientés sur un film de forstérite. Ensuite, la surface revêtue a été soumise à une exfoliation par irradiation avec un laser YAG, dont les impulsions avaient une intensité d'environ 4 mJ, formant ainsi des trous ponctuels de 0,2 mm de diamètre sur la surface revêtue,
alignés avec des intervalles de 0,3 mm dans une direction perpen-
diculaire au sens du laminage. Les trous étaient disposes suivant des lignes en pointillé, ces lignes étant espacées de 5 mm. La tôle d'acier a été alors immergée dans de l'acide nitrique à 61 % à 25 C, pendant 90 secondes, de façon à conférer une profondeur
de trou d'environ 0,04 mm.
Ensuite, la tôle d'acier a été plaquée de Ni dans un bain de Watts contenant 240 g/l de sulfate de nickel, 45 g/l de chlorure de nickel et 30 g/I d'acide borique, a 60 C pendant 5 sec, avec
une densité de courant de 5 A/dm.
Un liquide d'enrobage, composé de 100- cc d'une dispersion liquide aqueuse de silice colloidale à 20 %, 60 cc d'une solution
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aqueuse de phosphate d'aluminium à 50 %, 15 cc d'une solution aqueuse de chromate de magnésium à 25 % et 3 g d'acide borique, a été appliqué sur la tôle d'acier plaquée de nickel, puis séché à 850 C pendant 3 minutes. La tôle d'acier a été soumise alors à un recuit de détente à 800 C pendant 4 heures. Une autre tôle d'acier a été préparée de la même façon que
ci-dessus, mais le placage au Ni n'a pas été appliqué.
Les valeurs de la perte d'énergie dans le sens du laminage
sont représentés pour les deux tôles en tableau 2.
Tableau 2
Type Traitement17/50 (W/kg) Classique Recuit de texture finale, enrobage 0,92 au phosphate et recuit de détente Selon l'in- Sans placage au Ni Avant SRA() 0,79 vention Après SRA 0,82 Plaqué au Ni Avant SRA 0,78 Après SRA 0,80 * SRA: recuit de dédente Comme le montre clairement le tableau 2, les tôles d'acier selon l'invention présentent des valeurs de perte d'énergie nette-
ment perfectionnées par rapport à celles de la tôle d'acier classique.
Le placage de Ni a entraîné une faible différence de perte d'énergie due au recuit de détente. Les valeurs de perte d'énergie des produits avec et sans placage de Ni étaient de loin supérieures à celles du
produit classique.
- 14 -
Exemple 3
Une tôle d'acier électrique à grains orientés, de O,175mm d'épaisseur, a été produite par un procédé de laminage à froid en deux étapes. Un film de revêtement de phosphate a été appliqué sur le film de forstérite porté par la tôle dyacier mentionnée ci-
dessus. Ensuite, la surface enrobée a été soumise à une exfolia-
tion par irradiation au moyen d'un laser YAG, dont les impulsions avaient une intensité d'environ 4 mJ, formant ainsi des trous ponctuels de 0,3 mm de diamètre sur la surface enrobée. Les trous étaient disposés sous forme de lignes en pointillé suivant une direction perpendiculaire au sens du laminage. Chaque trou était séparé de l'autre par 0,4 mm, et les lignes de trous étaient
espacées de 6 mm.
La tôle d'acier a été alors immergée dans de l'acide nitrique à 61 % à 40 C pendant 60 secondes, pour former des trous d'environ
0,025 mm de profondeur.
Un liquide d'enrobage, composé de 100 cc d'une dispersion liquide aqueuse de silice colloïdale à 25 %, 60 cc d'une solution aqueuse de phosphate d'aluminium, à 50 % et 6 g d'anhydride chromique, a été appliqué sur les deux faces (2 g/m) de la tôle d'acier traitée par immersion, puis séché à 450 C pendant 5 minutes. Ensuite, la tôle d'acier a été soumise à un recuit de détente à 850 C pendant
4 heures.
Les valeurs de perte d'énergie dans le sens du laminage de la
tôle d'acier ainsi préparée sont représentées en tableau 3.
La tôle d'acier suivant la présente invention présente des valeurs de perte d'énergie nettement perfectionnées. par rapport à
celles d'une tôle classique.
Tableau 3
Type Traitement W13/50W 17/50
13/50 W 17/50
(W/kg) (W/kg) Classique recuit de texture finale, 0,43 0,83 enrobage de phosphate et recuit de détente Selon l'invention - 0,39 0,76
- 15 -
Exemple 4
Une tôle d'acier électrique à grains orientés, de 0,23 mm
d'épaisseur, a été produite par un laminage à froid en une étape.
Un revêtement de phosphate a été appliqué sur le film de forsté-
rite porté par cette tôle d'acier. Ensuite, la surface enrobée a été soumise à une exfoliation par irradiation au moyen d'un laser au C02 (puissance 1,50 KW, diamètre de faisceau 0,2 mm, vitesse de balayage 12 m/sec), exfoliant ainsi linéairement dans le sens perpendiculaire au sens du laminage. Les lignes étaient
espacées de 5 mm.
L'acier a été alors immergé dans de l'acide nitrique à 61%, à 40 C, pendant 70 secondes, afin de former des rainures d'environ
0,03 mm de profondeur.
Un liquide d'enrobage dont 100 cc contenaient de la silice colloïdale (teneur en SiO2 14 g), 25 g de phosphate de magnésium et 4 g d'anhydride chromique a été appliqué au moyen d'une roue dentée en caoutchouc, avec un espacement de 5 mm, afin de remplir
les parties évidées de la surface d'acier; puis le liquide appli-
qué a été séché à 450 C pendant 5 minutes. Ensuite, la tôle d'acier
a été soumise à un recuit de détente à 850 C pendant 2 heures.
La valeur de la perte d'énergie dans le sens du laminage de la
tôle d'acier ainsi préparée est présentée dans le tableau 4.
La tôle d'acier selon l'invention présente une valeur de perte d'énergie nettement perfectionnée, comparée à celle présentée par
la tôle d'acier classique.
Ce résultat montre clairement que l'application locale d'un revêtement de phosphate conférant une tension est efficace pour
réduire la perte d'énergie.
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Tableau 4
Type Traitement 17/50
W17/50
(W/kg) Classique Recuit de texture finale, enrobage 0,92 de phosphate et ensuite recuit de détente Selon l'inven- 0,83 tion Exemple 5 Une tôle d'acier électrique à grains orientés, exempt de verre, de 0,23 mm d'épaisseur, a été produite par un laminage à froid en une étape. Cette tôle d'acier a été polie miroir dans
une solution contenant 100 parties en volume de peroxyde d'hydro-
gène (solution aqueuse à 30 %) et 5 parties en volume d'acide fluorique. Les deux surfaces de la tôle d'acier ont été polies miroir. Des éprouvettes ont été prélevées sur cette tôle et une bande résistant aux acides a été appliquée et collée entièrement sur une des faces des éprouvettes. Des bandes resistant aux acides ont été appliquées par adhérence sur l'autre face, de sorte que la tôle polie miroir soit exposée a des distances de 5 mm et avec des écartements de 0,3 mm. Les éprouvettes ont été alors immergées dans une solution d'acide nitrique à 61 % (40 C) pendant 60 secondes,
de façon à former des rainures d'environ 0,025 mm de profondeur.
Après formation des rainures, toutes les bandes ont été enlevées.
Les éprouvettes ont été alors soumises a un placage au nickel dans un bain de Watts avec une densité de courant de 5 A/dm pendant secondes et ensuite, à- l'application d'une solution d'enrobage sur leurs deux faces. La solution d'enrobage était constituée par 100 cc d'une solution aqueuse de dispersion de silice colloidale à 20 %, 60 cc d'une solution aqueuse de phosphate d'aluminium a
- 17 -
%, 15 cc d'une solution aqueuse de chromate de magnésium à %, et 3 g d'acide borique. La proportion appliquée était de 3 g/m. La solution d'enrobage a été séchée à 850 C pendant 3 minutes. Les éprouvettes ont été soumises alors à un recuit de détente à 800 o C pendant 4 heures.
Les résultats des essais sont rassemblés dans le tableau 5.
A titre de comparaison, le même processus que ci-dessus a été effectué, sauf que les rainures n'ont pas été formées et que
le séchage a été effectué à 850 C pendant 4 heures.
Tableau 5
Traitement 17/50 (W/kg) Classique Recuit de texture finale, 0,76 polissage miroir des deux faces, placage de Ni, enrobage au phosphate et recuit de détente Selon l'invention Recuit de texture finale, polissage 0, 71 miroir des deux faces, enlèvement local d'acier, placage de Ni, enrobage au phosphate et recuit
de détente.
Comme le montre le tableau 5, la W17/50 selon l'invention est 17/50
inférieure à la W17/50 classique pour 0,05 W/kg.
Le procédé de traitement de la tôle d'acier électrique à grains orientés, proposé conformément au troisième objectif de l'invention, est constitué par l'irradiation de la surface de la tôle d'acier électrique à grains orientés, portant un film isolant, au moyen d'un faisceau laser, ce qui permet de former un certain nombre de parties
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enlevées dans le film isolant, puis l'enlèvement de l'acier du
corps en tôle d'acier exposé à travers les parties enlevées men-
tionnées ci-dessus, par attaque chimique. Suivant une caractéris-
tique de l'invention, l'attaque est réalisée par pulvérisation d'une solution d'acide nitrique, de façon à obtenir une profondeur d'enlèvement de l'acier qui soit uniforme sur toutes les parties en creux du corps en tôle d'acier. La solution d'acide nitrique destinée à l'attaque du corps en tôle d'acier est plus avantageuse
qu'une solution d'acide sulfurique ou une solution d'acide chlorhy-
drique, car la proportion de dissolution du film isolant par la première solution est nettement inférieure à celle obtenue avec les autres. Endessous d'une concentration d'acide nitrique de 20 % en
poids, la vitesse de gravure est faible, tandis qu'à une concentra-
tion supérieure à 70 %, il se produit une formation de fumée.
En se référant à la figure 4, celle-ci représente un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. L'appareil est constitué par une dérouleuse 10, un dispositif d'irradiation par faisceau laser 12, un dispositif d'attaque chimique 13 pour pulvériser le liquide acide, un:dispositif 14 pour le rinçage
(nettoyage à l'eau) et le séchage, un dispositif 15 pour le réenro-
bage par le film isolant, un dispositif de séchage (four) 16, et une enrouleuse 17. La bande d'acier électrique à grains orientés S est traitée pendant le déroulement et l'enroulement, au moyen des
* appareils et autre 12, 13, 14, 15 et 16. Le dispositif 12 d'irradia-
tion par faisceau laser forme des marques sur la bande S. Ces marques sont formées de préférence suivant une direction perpendiculaire au sens du laminage. Les marques peuvent être linéaires ou pontuelles, comme décrit ci-dessus, et peuvent être formées sur l'une des faces
de la bande en acier électrique à grains orientés, ou sur les deux.
En figure 4, les marques sont formées sur une face, à savoir la face supérieure des tôles d'acier électrique à grains orientés. Ces tôles d'acier ont été traitées dans un dispositif d'attaque chimique 13 de
façon à dissoudre et enlever l'acier sous les marques faites au laser.
Le liquide utilisé pour dissoudre et enlever l'acier, ne doit de préférence pas dissoudre le film isolant électrique, et il est constitué de préférence par une solution d'acide nitrique. Le dispositif 13 est
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équipé d'un certain nombre de buses de pulvérisation 18 placées au-dessus de la bande en acier S. La solution d'acide nitrique est pulvérisée à travers les buses de façon à attaquer la bande S, et elle est transférée dans le réservoir de recirculation 20 à travers le circuit de connection 21. La solution d'attaque est alors mise en recirculation au moyen d'une pompe 23, de façon à alimenter chaque buse 18. Les conduits d'amenée des buses 18 sont équipés de vannes 19. Le chauffage 22 maintient la température
du liquide à l'intérieur d'une plage de 30 à 70 C par exemple.
La dispersion de la valeur de perte d'énergie est réduite par pulvérisation de la solution d'acide nitrique sur la bande d'acier électrique à grains orientés S, dont le film isolant a été éliminé à certains endroits par le faisceau laser dans le dispositif 12, et non par immersion comme pour la bande S mentionnée plus haut,
dans le cas du décapage par immersion. Il en résulte que les carac-
téristiques de perte d'énergie sont stables en cas de pulvérisation de la solution d'acide nitrique. Les raisons de la réduction de la dispersion des valeurs de perte d'énergie et de la stabilisation
des caractéristiques de perte d'énergie sont exposées ci-dessous.
Des bulles sont formées pendant l'attaque acide, mais sont éliminées par lavage lors de la pulvérisation. En conséquence, les bulles n'affectent pas le contact uniforme et directe de la solution d'acide nitrique avec l'acier exposé aux endroits o le film isolant a été enlevé. Il en résulte que la profondeur des creux ou empreintes devient uniforme partout, et donc les caractéristiques de perte
d'énergie deviennent uniformes aussi.
De plus, la capacité d'attaque est supérieure dans le procédé par pulvérisation par rapport au procédé par immersion. La raison
en est que la solution acide fraîche est introduite sans interrup-
tion et en continue au-dessus de la bande en acier, et dont la
durée du traitement d'attaque est plus courte (voir figure 5).
La figure 6 représente la relation entre Ia concentration en acide nitrique et la durée de l'attaque, pour l'obtention d'une profondeur d'attaque optimale d'environ 0,02 à 0,08 mm. La ligne en pointillé horizontale indique la durée d'attaque de 50 secondes, ce
qui est la plus longue durée utilisable à l'échelle industrielle.
- 20 -
Afin d'obtenir une teile durée, la concentration de l'acide nitrique doit être de 20 % ou plus. La plus grande concentration de l'acide
nitrique est limitée, non pas à cause de la durée mais de la forma-
tion de fumées affectant l'invironnement. La concentration la plus élevée en acide nitrique est de 70 t en poids. Une concentration
préférée d'acide nitrique est comprise entre 30 et 60 % en poids.
Exemple 6
Une bobine de 10 tonnes d'une-bande d'acier électrique à grains orientés de 0,23 mm d'épaisseur, ayant une densité de flux magnétique élevée, revêtue d'un film d'isolation de tension (5 g/m), a été séparée en parties binaires suivant la direction longitudinale. Une des parties séparées de la bobine a été traitée suivant le schéma
de la figure 4, de façon à former des sites de métal dénudé, c'est-
à-dire des sites o l'enrobage a été enlevé, à la surface de la bande
par irradiation avec un laser YAG. Les bandes ont subi ensuite l'atta-
que chimique des sites de métal dénudé dans un appareil muni de plu-
sieurs rangées de pulvérisateurs d'acide nitrique. Les bandes ont été ensuite lavées à l'eau, séchées, et enfin soumises à l'application d'un enrobage isolant de tension (2 g/m) afin de réparer les endroits
ayant été dénudés.
Les conditions d'irradiation au laser et d'attaque chimique ont
été les suivantes: -
(1) Irradiation au laser: (a) Surface irradiée:une face (b) Densité d'énergie: 2 mJ/mm (c) Marques d'irradiation: - diamètres des points (trous): 0,2 I 0,3 mm - distance entre les centres des points en direction C (suivant
la largeur): 0,5 mm -
- distance entre les rangées de points en direction L (direction longitudinale): 5mm (2) Attaque chimique: (a) Mode: pulvérisation (b) Agent: acide nitrique à 60 % en poids, maintenu à 40 C (c) Nombre des rangées de pulvérisateurs: 20
- 21 -
(d) Durée de la pulvérisation: 30 sec (e) Profondeur de l'attaque: 25 Exemple de comparaison L'autre partie de la bobine séparée a été irradiée avec un laser YAG comme mentionné dans l'exemple 6. Cette bobine de bande a été alors immergée dans de l'acide nitrique à 60 %, à 40 C, pendant 60 secondes, de façon à conférer la profondeur d'attaque désirée de 25 p. Le reste du traitement était identique à celui
de l'exemple 6.
L'attaque par immersion a duré 60 secondes alors que l'attaque
par pulvérisation selon l'invention a duré 30 secondes. La pulvéri-
sation présente donc un avantage net par rapport à l'immersion.
Les graphiques de la figure 7 représentent les valeurs dispersées
de la profondeur d'attaque du métal de support dans le sens longi-
tudinal pour l'exemple 6 selon l'invention et pour l'exemple de comparaison. Les graphiques de la figure 8 représentent les valeurs dispersées de la perte d'énergie des bandes ayant subi le recuit
de détente, correspondant à la figure 7.
Les valeurs de la perte d'énergie ont été déterminées par un
instrument de mesure magnétique à une seule feuille.
Les résultats ci-dessus confirment à l'évidence que la présente
invention peut fournir un produit ayant une extrêmement faible dis-
persion des propriétés magnétiques.
Le procédé selon l'invention destiné à produire une tôle d'acier électrique à grains orientés, à faible perte d'énergie, exempte de détérioration des caractéristiques de perte d'énergie
après le recuit de détente, peut nettement améliorer les caractéris-
tiques de décapage et la dispersion de la perte d'énergie de la tôle d'acier, et peut grandement contribuer a la production d'une tôle
d'acier électrique à grains orientés, principalement pour l'utilisa-
tion comme noyau enroulé dans les transformateurs.
Un des objectifs de l'invention est de fournir des produits présentant une faible variation des valeurs de perte d'énergie, ces
produits étant obtenus-à l'échelle industrielle.
Comme on sait, les composants en fer de l'article à décaper sont dissouts dans la solution de décapage, avec ce-résultat que,
- 22 -
pendant l'opération de décapage, la concentration en fer s'accroit
dans la solution de décapage et la capacité de décapage de celle-
ci diminue graduellement. Les mesures proposées jusqu' a présent pour pallier à cet inconvénient sont: - un procédé de réduction de la vitesse de transport d'une bande et donc d'accroissement de la durée de l'attaque chimique
lorsque la capacité de décapage se réduit; et un procédé consis-
tant à compléter avec du liquide frais lorsque la capacité de décapage se réduit. Si le premier procédé est mis en oeuvre dans le traitement d'une tôle d'acier électrique à grains orientés, selon l'invention, la vitesse de transport de la bande est réduite non seulement dans la station de décapage mais aussi dans le poste d'irradiation au laser. Il en résulte que la distance d'irradiation et les autres conditions d'irradiation par le faisceau laser vont varier. Ceci entraîne à son tour une variation dans les conditions
de séchage du film. En conséquence, le premier procédé est défavo-
rable pour un des objectifs-ci-dessus, car les diverses propriétés du produit deviennent instables. Il est possible de concevoir que, selon la variation de la vitesse de transport de la bande, les conditions de l'irradiation au faisceau laser et les conditions de séchage du film varient également. Toutefois, ceci est extrêmement
difficile dans la pratique. En conséquence, l'objectif mentionné ci-
dessus de la présente invention est donc atteint en fournissant un
procédé d'attaque chimique efficace, selon lequel la vitesse de trans-
port d'une tôle d'acier électrique à grains orientés peut être tou-
jours maintenue constante, c'est-à-dire ne se réduit pas, même s'il y a une réduction graduelle de la capacité d'attaque. Un procédé d'attaque de ce type permet de maintenir constantes les conditions
d'irradiation par 1e faisceau laser et les conditions de séchage.
Plus précisément, cet objectif est atteint par disposition d'un certain nombre de buses de pulvérisation de liquide acide après
l'étape de l'irradiation au laser, recirculation du liquide de déca-
page une fois pulvérisée vers les buses, soumission de la bande d'acier électrique à grains orientés à l'irradiation continu au faisceau laser, et attaque sous une vitesse de transport de la bande constante, et sélection du nombre de buses de pulvérisation utilisé pour décaper,
- 23 -
en fonction de la diminution de la capacité de décapage pendant
l'utilisation en recirculation du liquide acide.
Le procédé d'attaque est décrit en détail en se référant à la figure 4. La bande d'acier S électrique à grains orientés est transportée tout le temps à vitesse constante. Les buses 18 sont par exemple réparties en huit groupes. La capacité d'attaque est détectée par analyse de la concentration en fer dans la solution d'acide nitrique. Une autre possibilité de détection consiste à mesurer la profondeur de dissolution d'éprouvettes prélevées sur
le produit. La profondeur de dissolution devient faible par réduc-
tion de la capacité d'attaque. Lorsque la concentration en fer devient supérieure à une valeur prédéterminée ou la profondeur de dissolution devient inférieure à la valeur requise, les vannes 19
sont actionnées de façon à augmenter le nombre des buses 18 utili-
sées pour l'attaque. Un accroissement du nombre de buses utilisées est effectué de sorte que des buses supplémentaires, vues dans le sens du transport de la bande, puissent pulvériser la solution de décapage. En conséquence, la profondeur de dissolution peut être maintenue constante en dépit de la diminution de la capacité
d'attaque. Ceci permet à son tour le maintien de conditions cons-
tantes d'irradiation par le faisceau laser pour la formation de marques, et le maintien de conditions constantes de dissolution de l'acier du corps en tôle d'acier. Il est donc facile de produire industriellement une tôle d'acier électrique à grains orientés ayant
des propriétés magnétiques stables à un niveau élevé.
Le procédé de pulvérisation est également avantageux dans le cas d'un arrêt d'urgence de la chaine de décapage. En cas d'incident, la pulvérisation est interrompue de façon à stopper immédiatement l'alimentation de la solution d'acide nitrique sur la bande d'acier S. Le lavage à l'eau subséquent évite le percement ou la rupture de la
bande S par un excès d'acide.
Exemple 7
Des bandes d'acier électrique à grains orientés, de densité de flux magnétique élevée, de 0,23 mm d'épaisseur, revêtues d'un film d'isolation de tension (5 g/m), ont été traitées suivant le schéma de la figure 4, de façon à former des sites de support métallique
- 24 -
dénudés, c'est-à-dire des sites o le film d'enrobage a été enlevé, à la surface des bandes, par irradiation avec un laser YAG. Les bandes ont été soumises ensuite à une attaque des sites de métal exposés dans un appareil de décapage équipé de plusieurs rangées de buses de pulvérisation d'acide nitrique. Les bandes ont été ensuite lavées à l'eau, séchées et enfin revêtues d'un film isolant de tension (2 g/m) afin de réparer les endroits dénudés du support métallique. Les conditions d'irradiation au laser et de décapage ont été les suivantes: (1) Vitesse de la chaîne de traitement: 40 m/min (constante) (2) Irradiation au laser: (a) Surface irradiée: une face (b) Densité d'énergie 2 mJ/mm (c) Marques d'irradiation: - diamètre des points: O, 2 X 0,3 mm - distance entre les centres des points suivant la direction C (sens de la largeur): 0,5 mm - distance entre les rangées de points en direction L (sens de la longueur): 5 mm (3) Attaque chimique: (a) Mode: pulvérisation (b) Agent:acide nitrique à 60 % en poids, maintenu à 40 C (c) Nombre de rangées de pulvérisateurs: 20 (d) Durée de-pulvérisation: 30 sec ou plus
(e) Profondeur de l'attaque: 25 -
3D 250 tonnes de bandes d'acier ont été traitées dans les conditions mentionnées ci-dessus, sauf que le nombre des rangées de pulvérisateurs en action a été accru à partir d'un nombre initial
de 4 jusqu'à un nombre final de 20, suivant la concentration stil-
latoire de l'acide nitrique et une concentration croissante de Fe pendant l'attaque, comme le montre la figure 9. Les bandes ainsi traitées ont été soumises à un recuit de détente a 800 C pendant
- 25 -
2 heures, dans une atmosphère de N2, puis à une mesure de la perte d'énergie. Les valeurs de perte d'énergie déterminées sont représentées en figure 9. Les valeurs de perte d'énergie ont été déterminées par un instrument de mesure magnétique à feuille simple. Comme le montre la figure 9, on a obtenu des profondeurs d'attaque uniformes et des valeurs de perte d'énergie résultant
faibles et uniformes.
Exemple de comparaison Les bandes d'acier de départ étaient les mêmes que pour l'exemple 7. L'irradiation au laser des bandes a été effectuée à la même
vitesse de la chalne de traitements que dans l'exemple 7.
Après l'irradiation, les bandes ont été immergées dans de l'acide
nitrique à 60 % en poids à 40 C pour une durée constante de 60 sec.
La suite des traitements étaient identiques à l'exemple 7.
Bien que les concentrations en acide nitrique et en Fe ont présenté des tendances similaires pendant l'attaque à celles de
l'exemple 7, la profondeur de décapage a diminué avec l'accroisse-
ment du poids d'acier décapé. En particulier, pour un poids dépassant tonnes, la tendance est devenue plus forte et, en conséquence, les valeurs de perte d'énergie des bandes d'acier ayant subi le
recuit de détente étaient plus élevées.
Le procédé selon l'invention pour la production d'une tôle d'acier électrique, à grains orientés, à faible perte d'énergie, exempte de détérioration dans les caractéristiques de perte d'énergie après le recuit de détente, procédé dans lequel un traitement d'irradiation au laser et un traitement d'attaque chimique sont effectués en continu, avec une vitesse constante de la chaine de traitements, au moyen d'un procédé d'attaque spécial, peut fournir
un produit ayant une valeur de perte d'énergie faible et stable.
- 26 -
Claims (24)
1. Tôle d'acier électrique à grains orientés ayant une faible perte d'énergie après le recuit de détente, caractérisée en ce que la tôle d'acier électrique à grains orientés qui a subi
un recuit de texture finale, et à laquelle on a conféré une ten-
sion présente un certain nombre de parties en creux à sa surface, formant des empreintes dans le corps en tôle d'acier avec une profondeur de l'ordre de 0,01 à 0,1 mm, que les parties en creux sont remplies d'une composition ayant un coefficient d'expansion thermique plus petit que celui du corps en tôle d'acier, et que les domaines magnétiques sont subdivisés par les parties en creux
et la composition.
2. Tôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps en tôle d'acier porte, sur la plus grande partie de sa
surface, un film de forstérite.
3. Tôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tôle d'acier électrique a grains orientés porte, sur la majeure
partie du film de forstérite, un film isolant.
4. Tôle selon la revendication 3, caractérisée en ce que le
film isolant correspond à la dite composition.
5. Tôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que le corps en tôle d'acier porte, sur sa
surface principale, la composition.
6. Tôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce que les parties en creux sont formées après le
recuit de texture finale.
7. Tôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que les parties en creux sont formées par
enlèvement partiel d'acier du corps en tôle d'acier.
8. Tôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la
composition correspond à un revêtement de phosphate.
9. Tôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisée en ce que les parties en creux présentent une profon-
deur de 0,02 à 0,08 mm.
- 27 -
10. Tôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque partie en creux est formée par une ligne ou une ligne
constituée par des points.
11. Tôle selon la revendication 10, caractérisée en ce que les parties en creux sont séparées les unes des autres par une distance de 2,5 à 10 mm, et que chaque partie en creux présente
une largeur de 0,1 à 0,4 mm.
12. Tôle selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque partie en creux est formée par une ligne en pointillé, avec
une distance entre les points de 0,7 mm ou moins.
13. Tôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,
caractérisée en ce qu'un matériau destiné à renforcer la liaison entre la composition et le corps en tôle d'acier est pris en
sandwich entre la composition et le corps dans les parties en creux.
14. Procédé de production d'une tôle d'acier électrique à grains orientés, caractérisé en ce qu'une tôle d'acier électrique à grains orientés, ayant subi un recuit de texture finale, ou une - tôle d'acier électrique à grains orientés ayant subi un recuit de texture finale et ensuite un enrobage avec un film isolant, est soumise à un enlèvement sélectif de la surface du corps en tôle d'acier jusqu'à une profondeur de 0,01 à 0,10 mm, et ensuite un film conférant une tension au corps en tôle d'acier, est appliqué dessus.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un revêtement de phosphate est appliqué sur le corps en tôle
d'acier afin de former le film.
16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'enlèvement sélectif est effectué par un des moyens du groupe formé par un faisceau laser, un faisceau électronique, des rayons infrarouges, un traçage, et une formation de rainures
par un cylindre cannelé.
17. Procédé selon l'une des revendications 14 ou 15,
caractérisé en ce que l'enlèvement sélectif comprend l'enlèvement d'un film quelconque formé sur le corps en tôle d'acier, de façon à exposer sélectivement le corps en tôle d'acier puis soumettre à une attaque chimique le corps en tôle d'acier sélectivement exposé,
- 28 -
au moyen d'une solution acide.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce
que l'enlèvement du film est effectué par rayons laser.
19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'une solution d'acide nitrique est utilisée pour l'attaque.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la concentration de l'acide nitrique est comprise entre 20
et 70 % en poids.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la concentration de l'acide nitrique est comprise entre
et 60 % en poids.
22. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la solution d'acide nitrique est pulvérisée sur la tôle
d'acier électrique A grains orientés.
23. Appareil destiné a produire une tôle d'acier électrique a grains orientés, constitué par: - une dérouleuse pour une bande d'acier électrique A grains orientés portant un film isolant électrique; - un dispositif-d'irradiation par faisceau laser pour enlever le film isolant électrique de la bande d'acier électrique a grains orientés, alimenté à partir de la dérouleuse; - un dispositif de pulvérisation pour pulvériser une solution d'acide nitrique sur la bande d'acier électrique a grains orientés aux endroits o le film isolant électrique est enlevé et donc le corps en tôle d'acier est exposé; - un dispositif de lavage de la solution d'acide nitrique présente sur la bande d'acier électrique a grains orientés; - un dispositif d'application d'un film isolant électrique sur la bande d'acier électrique a grains orientés qui a été lavée; - un dispositif de séchage du film isolant électrique appliqué; et - un dispositif d'enroulement pour la bande d'acier électrique à grains orientés caractérisé en ce que les dispositifs d'irradiation par faisceau laser, de pulvérisation, de lavage, d'application de film et de séchage sont adaptés a traiter une
- 29 -
bande d'acier électrique à grains orientés pendant le transport
de la bande au moyen des dispositifs de déroulement et d'enrou-
lement.
24. Appareil selon la revendication 23, caractérisé en ce que le dispositif de pulvérisation est constitué par un
nombre prédéterminé de pulvérisateurs qui sont reliés en fonc-
tionnement avec un moyen de détection de la diminution de la capacité d'attaque de la solution d'acide nitrique et qui sont sélectivement reliés à un réservoir de la solution d'acide nitrique de façon à augmenter le nombre de buses utilisées pour l'attaque en cas de détection d'une diminution de la capacité
d'attaque chimique.
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