ES2886036T3 - Lámina o tira de aleación de FeCo o FeSi o de hierro y su procedimiento de fabricación, núcleo magnético de transformador producido a partir la misma y transformador que lo comprende - Google Patents

Abstract

Lámina o tira de aleación ferrosa laminada en frío y recocida (1), su composición consiste en, en porcentajes en peso: - trazas <= C <= 0,2 %; preferentemente trazas <= C <= 0,05 %; más preferentemente trazas <= C <= 0,015 %; - trazas <= Co <= 40 %; - si Co >= 35 %, trazas <= Si <=1,0 %; - si trazas <= Co < 35 %, trazas <= Si <= 3,5 % , - si trazas <= Co < 35 %, Si + 0,6 % Al <=4,5 - 0,1 % Co, preferentemente Si + 0,6 % Al <= 3,5 - 0,1 % Co; - trazas <= Cr <= 10 %; - trazas <= V + W + Mo + Ni <= 4 %, preferentemente <= 2 %; - trazas <= Mn <= 4 %, preferentemente <= 2 %; - trazas <= Al <= 3 %, preferentemente <= 1 %; - trazas <= S <= 0,005 %; - trazas <= P <= 0,007%; - trazas <= Ni <= 3 %, preferentemente <= 0,3 %; - trazas <= Cu <= 0,5%, preferentemente <= 0,05%; - trazas <= Nb <= 0,1 %, preferentemente <= 0,01 %; - trazas <= Zr <= 0,1 %, preferentemente <= 0,01 %; - trazas <= Ti <= 0,2%; - trazas <= N <= 0,01 %; - trazas <= Ca <= 0,01 %; - trazas <= Mg <= 0,01 %; - trazas <= Ta <= 0,01 %; - trazas <= B <= 0,005 %; - trazas <= O <= 0,01 %; el resto siendo hierro e impurezas resultantes de la producción, caracterizada porque, para una inducción de 1,8 T, la diferencia máxima (Máx Δλ), que es el valor más alto que se puede encontrar entre los seis valores absolutos de las diferencias algebraicas entre cada posible par de mediciones de la amplitud de magnetostricción λ, medidas paralelamente al campo magnético (Ha) aplicado (λ//H) y perpendicularmente al campo magnético (Ha) aplicado (λ⊥H) en tres muestras rectangulares (2, 3, 4) de dicha lámina o tira cuyos lados largos son respectivamente paralelos a la dirección de laminación (DL) de dicha lámina o tira, paralelos a la dirección transversal (DT) de dicha lámina o tira, y paralelos a la dirección que forma un ángulo de 45° con dicha dirección de laminación (DL) y dicha dirección transversal (DT), siendo como máximo de 25 ppm, porque su tasa de recristalización es de 80 a 100 %, y porque comprende no más del 30 % de cualquier componente de textura {hkl}<uvw> definido por una desorientación de menos de 15° desde una orientación cristalográfica definida {h0k0l0}<u0v0w0>, el componente de textura y la diferencia de las amplitudes de deformación de magnetostricción siendo medidos según la descripción.

Description

d e s c r ip c ió n

Lámina o tira de aleación de FeCo o FeSi o de hierro y su procedimiento de fabricación, núcleo magnético de transformador producido a partir la misma y transformador que lo comprende

[0001] La presente invención se refiere a las aleaciones de hierro y de cobalto, particularmente aquellas que tienen un contenido del orden de 10 a 35 % de Co, y también al hierro puro y a las aleaciones de hierro y de silicio que tienen un contenido del orden de 3 % de Si. Estos materiales se utilizan para constituir piezas magnéticas como núcleos de transformadores, en particular destinados a la aeronáutica.

[0002] Los transformadores de baja frecuencia (< 1 kHz) a bordo de una aeronave consisten principalmente en un núcleo magnético formado por una aleación magnética blanda, laminada, apilada o enrollada de acuerdo con las limitaciones de la construcción, y de devanados primarios y secundarios de cobre. Las corrientes primarias de alimentación son variables en el tiempo, periódicas pero no necesariamente de forma puramente sinusoidal, lo que no cambia fundamentalmente las necesidades del transformador.

[0003] Las limitaciones de estos transformadores son múltiples.

[0004] Deben tener un volumen y/o una masa (en general, los dos están muy vinculados) que sean tan pequeños como sea posible y, por lo tanto, que una densidad de potencia por unidad de volumen o masa sea tan elevada como sea posible. Cuanto menor sea la frecuencia de funcionamiento, mayor será la sección transversal de la culata magnética y el volumen (y por lo tanto también la masa) de esta culata, lo que acentúa el interés de miniaturizarla en las aplicaciones de baja frecuencia. Dado que la frecuencia fundamental se impone muy a menudo, esto equivale a obtener el mayor flujo magnético de trabajo posible o, de lo contrario, si se impone la potencia eléctrica suministrada, a reducir al máximo la sección de paso del flujo magnético (y por lo tanto la masa de los materiales), siempre con el fin de aumentar la potencia de masa mediante la reducción de las masas de a bordo.

[0005] Deben tener una longevidad suficiente (de 10 a 20 años al menos dependiendo de las aplicaciones) para volverse rentables. Como resultado, se debe tener en cuenta el régimen de funcionamiento térmico con respecto al envejecimiento del transformador. Por lo general, se desea una vida útil mínima de 100.000 h a 200 °C.

[0006] El transformador debe funcionar en una red de suministro con una frecuencia aproximadamente sinusoidal, con una amplitud de la tensión eficaz de salida que puede variar transitoriamente hasta en un 60 % de un momento a otro, y en particular cuando el transformador se enciende ^o cuando un actuador electromagnético se enciende repentinamente. Esto da como resultado, y por construcción, una irrupción de corriente en el circuito primario del transformador a través de la curva de magnetización no lineal del núcleo magnético. L^os elementos del transformador (aisladores y componentes electrónicos) deben ser capaces de soportar sin daños grandes variaciones en esta corriente de llamada, que se denomina "efecto de irrupción".

[0007] Este efecto de irrupción puede cuantificarse mediante un "índice de irrupción" en el que se calcula mediante la fórmula ln = 2.Bt Br - Bsat, donde Bt es la inducción de trabajo nominal del núcleo magnético del transformador, Bsat es la inducción de saturación del núcleo y Br es su inducción remanente

[0008] El ruido emitido por el transformador debido a las fuerzas electromagnéticas y a la magnetostricción debe ser lo suficientemente bajo como para cumplir con las normas vigentes ^o para cumplir con los requisitos de los usuarios y del personal ubicado cerca del transformador. Cada vez más, los pilotos y copilotos de aeronaves desean ser capaces de comunicarse directamente pero sin la necesidad de utilizar auriculares.

[0009] La eficiencia térmica del transformador también es muy importante de considerar, ya que fija tanto ^su temperatura de funcionamiento interna como los flujos de calor que deben ser evacuados, por ejemplo, mediante un baño de aceite que rodea los devanados y la culata, asociados a bombas de aceite dimensionadas en consecuencia. Las fuentes de potencia térmica son principalmente las pérdidas por efecto Joule provenientes de los devanados primarios y secundarios, y las pérdidas magnéticas resultantes de variaciones en el flujo magnético a lo largo del tiempo y en el material magnético. En la práctica industrial, la potencia térmica por unidad de volumen a extraer está limitada a un cierto umbral impuesto por el tamaño y la potencia de las bombas de aceite, y la temperatura límite de funcionamiento interna del transformador.

[0010] Por último, el coste del transformador debe mantenerse lo más bajo posible para garantizar el mejor compromiso técnico-económico entre el coste de los materiales, el diseño, la fabricación y el mantenimiento, y la optimización de la densidad de potencia eléctrica (masa ^o volumen) del dispositivo teniendo en cuenta el régimen térmico del transformador.

[0011] En general, es ventajoso buscar la mayor densidad de potencia de masa/volumen posible. Los criterios a tener en cuenta para su evaluación son principalmente la magnetización por saturación Js y la inducción magnética a 800 A/m B^soo.

[0012] Actualmente se utilizan dos tecnologías para la fabricación de transformadores de baja frecuencia de a bordo.

[0013] De acuerdo con una primera de estas técnicas (denominada "núcleo enrollado"), el transformador comprende un circuito magnético enrollado cuando la fuente de alimentación es monofásica. Cuando la fuente de alimentación es trifásica, la estructura del núcleo del transformador es producida por dos núcleos toroidales del tipo anterior unidos entre sí, y rodeados por un tercer toroide enrollado y formando un "ocho" alrededor de los dos núcleos toroidales anteriores. Esta forma de circuito impone en la práctica un pequeño espesor de la lámina magnética (típicamente 0,1 mm). De hecho, esta tecnología se utiliza sólo cuando la frecuencia de suministro requiere, teniendo en cuenta las corrientes inducidas, el ^uso de tiras de este espesor, es decir, típicamente para frecuencias de unos pocos cientos de Hz .

[0014] De acuerdo con la segunda de estas técnicas (denominada "núcleo cortado y apilado"), se utiliza un circuito magnético apilado, independientemente de los espesores de las láminas magnéticas previstas. Por lo tanto, esta tecnología es válida para cualquier frecuencia inferior a unos pocos kHz. Sin embargo, se debe prestar especial atención al desbarbado, la yuxtaposición o incluso al aislamiento eléctrico de las láminas, con el fin de reducir tanto los espacios de aire parásitos (y por lo tanto optimizar la potencia aparente) y limitar las corrientes inducidas entre las láminas.

[0015] En una u otra de estas tecnologías, se utiliza un material magnético blando con alta permeabilidad en los transformadores de potencia de a bordo, independientemente del espesor de la tira previsto. Dos familias de estos materiales existen en espesores de 0,35 mm a 0,1 o incluso de 0,05 mm, y se distinguen claramente por sus composiciones químicas:

- las aleaciones de Fe-3 % Si (las composiciones de las aleaciones se dan a lo largo del texto en % en peso) cuya fragilidad y resistividad eléctrica están controladas principalmente por el contenido de Si; ^sus pérdidas magnéticas son bastante bajas (aleaciones de granos no orientados N.O.) a bajas (aleaciones de granos orientados G.O.), su intensidad de magnetización de saturación Js es alta (del orden de 2 T), su costo es muy moderado; hay dos subfamilias de Fe-3 % Si utilizadas ya sea para una tecnología de núcleo de transformador de a bordo o para otra: ◦ los Fe-3 % Si de Granos Orientados (G.O.), utilizados para las estructuras de transformador de a bordo del tipo "enrollado": su alta permeabilidad (B800 = 1,8 - 1,9 T) está vinculada a su textura muy pronunciada {110} <001>; estas aleaciones tienen la ventaja de ser baratas, fáciles de dar forma, de alta permeabilidad, pero ^su saturación está limitada a 2 T, y tienen una no linealidad muy marcada de la curva de magnetización que puede causar componentes armónicos muy importantes;

◦ los Fe-3 % Si de granos no orientados (N.O.), utilizados para las estructuras de transformador de a bordo del tipo "cortado y apilado"; ^su permeabilidad es menor, ^su magnetización de saturación es similar a la de los G.O.; - las aleaciones de Fe-48 % Co-2 % V, cuya fragilidad y resistividad eléctrica están controladas principalmente por vanadio; deben ^su alta permeabilidad magnética no solo a ^sus características físicas (K1 bajo) sino también al enfriamiento después del recocido final que establece K1 a un valor muy bajo; debido a su fragilidad, estas aleaciones deben ser moldeadas en el estado endurecido (por corte, estampado, doblado, etc.), y solo una vez que la pieza haya recibido ^su forma final (rotor ^o estator de una máquina giratoria, perfil E ^o I del transformador), el material es recocido en la última etapa; además, debido a la presencia de V, la calidad de la atmósfera de recocido debe estar perfectamente controlada para no ser oxidante; finalmente, el precio de este material, que es muy alto (20 a 50 veces el de Fe-3 % Si - G.O.), está vinculado a la presencia de C^o y es aproximadamente proporcional al contenido de C^o; también existen aleaciones de Fe-Co con menor contenido de Co (típicamente 18 o 27 %); tienen la ventaja de ser menos costosas que las anteriores, ya que contienen menos C^o, al tiempo que proporcionan una magnetización de saturación que es tan buena, o incluso en algunos casos aún ligeramente más alta que la de la aleación de FeCo48V2 anterior; sin embargo, su permeabilidad magnética y sus pérdidas magnéticas son significativamente más altas que las de las aleaciones de FeCo equiatómicas.

[0016] Sólo estas dos familias de materiales de alta permeabilidad se utilizan actualmente en los transformadores de potencia de a bordo.

[0017] Excepto por la aleación de FeCo equiatómica, los materiales de alta saturación (Fe puro, Fe-Si ^o Fe-Co con menos del 40 % de Co) tienen una anisotropía magnetocristalina de varias decenas de kJ/m3, lo que no les permite tener una alta permeabilidad en el caso de una distribución aleatoria de las orientaciones cristalográficas finales. En el caso de láminas magnéticas que contienen menos del 48 % de C^o para transformadores de a bordo de frecuencia media, por lo tanto, se sabe desde hace mucho tiempo que las posibilidades de éxito requieren necesariamente una textura aguda caracterizada por el hecho de que, en cada grano, un eje <100> está muy cerca de la dirección de laminación. La textura {110}<001> llamada de "G^oss" obtenida en los Fe-Si mediante recristalización secundaria es un ejemplo de esto. Sin embargo, de acuerdo con estos trabajos bibliográficos, la lámina no debe contener cobalto.

[0018] Más recientemente, se ha demostrado en el documento US-A-3881 967 que con adiciones de 4 a 6 % de C^o y de 1 a 1,5% de Si, y también utilizando recristalización secundaria, también se pueden obtener permeabilidades altas: B^soo “ 1,98 T, es decir, una ganancia de 0,02 T/ % de Co con 800 A/m en comparación con las mejores láminas de Fe 3 % Si de G.O. (B^io = 1,90 T). Sin embargo, es obvio que un aumento de solo el 4 % de B^soo no es suficiente para aligerar significativamente un transformador. A modo de comparación, una aleación de Fe-48 % C^o-2 % V optimizada para un transformador tiene un B^soo de aproximadamente 2,15 T ± 0,05 T, lo que permite un aumento del flujo magnético con 800 A/m para la misma sección de culata de aproximadamente 13 % ±3 %, con 2500 A/m de aproximadamente 15 %, con 5000 A/m de aproximadamente 16 %.

[0019] También es necesario señalar la presencia, en los Fe 3 % Si - G.O., de granos grandes debido a la recristalización secundaria, y una muy pequeña desorientación entre cristales que permite un B^soo de 1,9 T, junto con la presencia de un coeficiente de magnetostricción A^ioo muy claramente superior a 0. Esto hace que este material sea muy sensible a las restricciones de montaje y operación, lo que en la práctica industrial reduce el B^soo de un Fe 3 % Si de G.O. en funcionamiento en un transformador de a bordo a aproximadamente 1,8 T. Este es también el caso de las aleaciones del documento US-A-3881967. Además, el Fe-48 % Co-2 % V tiene coeficientes de magnetostricción de amplitud aún 4 a 5 veces mayor que Fe-3 % Si, y una distribución aleatoria de las orientaciones cristalográficas, así como un pequeño tamaño medio de granos (unas pocas decenas de mieras), lo que lo hace muy sensible a tensiones bajas en particular, que conducen a variaciones muy grandes en la característica de magnetización J(H), y por lo tanto también de B(H). Estas variaciones van en la dirección de la mejora cuando la tensión es unidireccional y en tracción, en la dirección de la degradación cuando la tensión es unidireccional y en compresión.

[0020] En funcionamiento, en virtud del aumento en la magnetización y en la inducción de saturación, se debe considerar que la sustitución de un Fe 3 % Si de G.O. por un Fe-48 % Co-2 % V conduce a un aumento en el flujo magnético con sección constante del transformador de a bordo del orden de 20 a 25 % para amplitudes de campo de funcionamiento de 800 a 5000 A/m, es decir, por lo tanto, aproximadamente un 0,5 % de aumento en el flujo magnético por % de C^o. La aleación de del documento US-A-3881 967 permite un aumento del 1 % en el flujo magnético por 1 % de Co, pero, como se ha dicho, este aumento total (4 %) se ha considerado demasiado pequeño para justificar el desarrollo de este material.

[0021] También se ha propuesto, en particular en el documento US-A-3843424, utilizar una aleación de Fe-5 que contiene 35 % de C^o, que comprende menos de 2 % de Cr y menos de 3 % de Si, y que tiene una textura de G^oss obtenida mediante recristalización primaria y crecimiento de grano normal. Las composiciones de Fe-27 % C^o-0,6 % Cr o Fe-18 % Co-0,6 % Cr se citan como las que hacen posible alcanzar 2,08 T a 800 A/m y 2,3 T a 8000 A/m. Estos valores permitirían en funcionamiento, en comparación con una lámina de Fe-3 % Si-G.O. que funciona a 1,8 T a 800 A/m y a 1,95 T a 5000 A/m, aumentar el flujo magnético en una sección de culata dada del 15 % a 800 A/m y del 18 % a 5000 A/m, y por lo tanto reducir el volumen o la masa del transformador en consecuencia. Por lo tanto, se han propuesto varias composiciones y procedimientos de fabricación de aleaciones de Fe bajas en Co (con posibles adiciones de elementos de aleación) que hacen posible en general obtener inducciones magnéticas de 10 Oe cercanas a las accesibles con aleaciones comerciales de Fe-48 % C^o-2 % V pero con contenidos de C^o (y por lo tanto precios de costo) sustancialmente más bajos (18 a 25 %).

[0022] El documento JP 2001181803 A describe para una lámina una diferencia máxima entre las amplitudes de deformación de magnetostricción inferior a 25 ppm para una mieroestruetura recristalizada.

[0023] Sin embargo, la experiencia demuestra que todos estos materiales, cuando se obtienen y se tratan mediante los procedimientos habituales, tienen altas magnetostrieeiones, al menos en algunas de ^sus direcciones (tomando, por ejemplo, la dirección de laminación DL como referencia). Ahora, dado que la dirección de la excitación magnética puede variar mucho de un lugar a otro del circuito magnético y al mismo instante, esta falta de homogeneidad de la magnetostricción de acuerdo con las diferentes direcciones puede muy bien conducir a la generación de un ruido de magnetostricción muy significativo, incluso si la magnetostricción de acuerdo con una dirección determinada resulta ser débil.

[0024] En la tecnología de núcleo cortado y apilado, no se sabe que las aleaciones de Fe-Ni sean utilizadas en los transformadores aeronáuticos. De hecho, estos materiales tienen una magnetización de saturación J^s (1,6 T máximo para Fe-Ni50) mucho menor que el Fe-Si (2 T) o Fe-Co (> 2,3 T) anterior y, además, tienen coeficientes de magnetostricción para el FeNi50 de Aⁱⁱⁱ = 7 ppm y A^ioo = 27 ppm. Esto da como resultado una magnetostricción aparente de saturación A^sat = 27 ppm para un material polieristalino de Fe-Ni50 del tipo "no orientado" (es decir, que no tiene una textura pronunciada). Tal nivel de magnetostricción genera un ruido alto, y esto, sumado a una magnetización de saturación J^s bastante moderada, explica por qué este material no se utiliza.

[0025] En resumen, los diversos problemas a los que se enfrentan los diseñadores de transformadores aeronáuticos pueden surgir de esta manera.

[0026] En ausencia de un fuerte requisito sobre el ruido debido a la magnetostricción, el compromiso entre los requisitos sobre un efecto de irrupción bajo, una alta densidad de masa del transformador, una buena eficiencia y bajas pérdidas magnéticas conduce al uso de soluciones que involucran núcleos magnéticos enrollados de Fe-Si de G.O., Fe-Co ^o materiales amorfos a base de hierro, ^o soluciones que involucran núcleos magnéticos en piezas cortadas y apiladas de Fe-Si N.O. o de Fe-Co.

[0027] En este último caso, se utilizan con frecuencia núcleos cortados y apilados en E ^o I de acero eléctrico de FeSi N.O. ^o de G.O., ^o en aleaciones de FeCo como Fe49Co49V2. Sin embargo, dado que estos materiales tienen una alta magnetostricción y dado que la dirección de magnetización no siempre permanece en la misma dirección cristalográfica en una estructura en forma de E, estas estructuras de transformador se deforman mucho y emiten un alto ruido si ^su dimensionamiento se lleva a cabo con un nivel habitual de inducción de trabajo (alrededor del 70 % de J^s). Para reducir la emisión de ruido, es necesario:

- o reducir la inducción de trabajo, pero entonces es necesario aumentar en la misma proporción la sección del núcleo, por lo tanto ^su volumen y ^su masa con el fin de mantener la misma potencia transferida;

- o proteger acústicamente el transformador, lo que resulta en un coste adicional y un aumento de la masa y el volumen del transformador.

[0028] En estas condiciones, no siempre es posible diseñar un transformador que cumpla simultáneamente con las restricciones de peso y ruido de las especificaciones.

[0029] A medida que los requisitos sobre bajo ruido de magnetostricción se están extendiendo cada vez más, no es posible satisfacerlos con las tecnologías anteriores si no es aumentando el volumen y la masa del transformador, ya que no se sabe cómo reducir el ruido de otra manera que reduciendo la inducción de trabajo promedio Bt, y por lo tanto aumentando la sección del núcleo y la masa total para mantener el mismo flujo magnético de trabajo. Bi debe reducirse a aproximadamente 1 T, en lugar de 1,4 a 1,7 T para los Fe-Si o Fe-Co en ausencia de requisitos de ruido. También, a menudo, es necesario rellenar el transformador, por lo tanto, conduciendo a un aumento en su peso y su volumen.

[0030] Solo un material con magnetostricción cero permitiría, a primera vista, resolver el problema, y siempre que tenga una inducción de trabajo mayor que la de las soluciones actuales. Solo las aleaciones de Fe-80 % Ni que exhiben una inducción de saturación Js de aproximadamente 0,75 T y los nanocristales cuyo Js es de aproximadamente 1,26 T exhiben una magnetostricción tan baja. Pero las aleaciones de Fe-80 % Ni tienen una inducción de trabajo Bt demasiado baja para proporcionar transformadores más ligeros que los transformadores tradicionales. Solo los nanocristales permitirían esta reducción en el caso de una demanda de ruido muy baja. Cuando la necesidad de reducción de ruido es menos significativa, los nanocristales han demostrado ser una solución relativamente silenciosa, pero requieren un aumento excesivo de peso en comparación con la solución que consiste en reducir la inducción de trabajo en soluciones convencionales y/o en rellenar el transformador.

[0031] Sin embargo, los nanocristales plantean un problema importante en el caso de una solución de "transformador de a bordo": su espesor es de aproximadamente 20 pm y se enrollan en un toroide flexible amorfo alrededor de un soporte rígido, de modo que la forma del toroide se preserve durante todo el tratamiento térmico que conduce a la nanocristalización. Y este soporte no se puede retirar después del tratamiento térmico, siempre para que se pueda preservar la forma del toroide, y también porque el toroide se corta a menudo por la mitad para permitir una mejor compacidad del transformador mediante el uso de la tecnología del circuito enrollado descrito anteriormente. Solo las resinas para impregnar el toroide enrollado pueden mantenerlo en la misma forma en ausencia del soporte que se retira después de la polimerización de la resina. Sin embargo, después de un corte en forma de C del toroide nanocristalino impregnado y endurecido, se observa una deformación de la C que evita que las dos partes se vuelvan a colocar exactamente cara a cara para reconstituir el toroide cerrado, una vez que se han insertado los bobinados. Las limitaciones de la fijación de las C dentro del transformador también pueden conducir a ^su deformación. Por lo tanto, es preferible mantener el soporte, lo que hace que el transformador sea más pesado. Además, los nanocristales tienen una magnetización de saturación Js que es marcadamente menor que los otros materiales blandos (Fer, FeSi3 %, Fe-Ni50 %, FeCo, base de hierro amorfo), lo que requiere que el transformador sea marcadamente más pesado, ya que el aumento en la sección del núcleo magnético tendrá que compensar la reducción en la inducción de trabajo impuesta por J^s. Además, la solución "nanocristalina" solo se utilizaría como último recurso, si el nivel máximo de ruido requerido es bajo y si no aparece otra solución más ligera y menos ruidosa.

[0032] El objeto de la invención es proponer un material para constituir núcleos de transformadores que solo tienen una magnetostricción muy baja, incluso cuando se someten a una inducción de trabajo alta que permitiría no utilizar una masa de núcleo magnético excesivamente grande y, por lo tanto, proporcionar transformadores que tienen una densidad de potencia de masa (^o volumen) alta. De esta manera, los transformadores obtenidos de esta manera podrían usarse ventajosamente en entornos como una cabina de pilotaje de una aeronave donde el ruido de magnetostricción bajo sería ventajoso para la comodidad de los usuarios.

[0033] A estos efectos, la invención tiene por objeto una lámina o tura de aleación ferrosa laminada en frío y recocida caracterizada por las reivindicaciones.

[0034] Como se habrá entendido, la invención se basa en el uso, como material destinado a constituir piezas magnéticas, tales como elementos de un núcleo de transformador, de una aleación del tipo hierro-cobalto ^o hierrosilicio o hierro-silicio-aluminio, sobre el cual se han llevado a cabo tratamientos térmicos y mecánicos bien definidos, todos los tratamientos térmicos se encuentran en el campo ferrítico de la aleación. También se contempla el uso de hierro puro o muy débilmente aleado.

[0035] De una forma totalmente inesperada y de una manera que los inventores no pueden, por el momento, explicar de una manera seguramente bien fundamentada, el resultado es una magnetostricción que, en primer lugar, es muy baja incluso en campos magnéticos de alta intensidad que pueden oscilar hasta 1,8 T. Este resultado es sorprendente en particular para el caso de materiales de tipo FeCo afectados por la invención, ya que se sabe que las aleaciones de FeCo tienen por lo general una magnetostricción aparente alta durante mucho tiempo.

[0036] Pero sobre todo, lo que fue particularmente inesperado, es que esta magnetostricción tiene una isotropía notable, incluso para estos campos altos. La misma permanece, de hecho, prácticamente en cero tanto en la dirección de laminación de la lámina, en la dirección transversal (perpendicular a la dirección de laminación) como en la dirección que forma un ángulo de 45° con estas dos direcciones, y esto hasta un campo magnético ambiental de al menos 1 T. Más allá de 1 T, la diferencia entre las magnetostricciones observadas en estas tres direcciones sigue siendo notablemente pequeña hasta un campo de al menos 1,8 T, o incluso 2 T.

[0037] Por lo tanto, se obtienen transformadores que tienen un ruido de magnetostricción bajo en todas las direcciones de las láminas que constituyen sus núcleos y, por lo tanto, un ruido de magnetostricción general particularmente bajo, lo que los hace capaces de constituir, en particular, transformadores de a bordo para aeronaves que se pueden colocar en la cabina de pilotaje sin interferir con las conversaciones directas entre sus ocupantes.

[0038] La invención se comprenderá mejor con ayuda de la descripción que aparece a continuación, dada en referencia a las figuras anexas siguientes:

- la figura 1 que muestra cómo se tomaron y probaron las muestras de lámina utilizadas en las pruebas que describen la invención y las pruebas de referencia;

- las figuras 2, 3, 10, 11 y 12 que muestran las curvas de magnetostricción, en función de la intensidad del campo magnético en diversas direcciones, de muestras de una aleación de FeCo27 obtenidas mediante procedimientos no de acuerdo con la invención;

- las figuras 4 a 9 que muestran las curvas de magnetostricción, en función de la intensidad del campo magnético en varias direcciones, de muestras de una aleación de FeCo27 obtenidas mediante procedimientos de acuerdo con la invención.

[0039] Los metales y aleaciones a los que se aplica la invención son hierro y aleaciones ferrosas con una estructura ferrítica, que contienen, además del hierro e impurezas y elementos residuales resultantes de ^su preparación, los siguientes elementos químicos. Todos los porcentajes son porcentajes en peso.

[0040] Debe entenderse que cuando hablamos de “trazas” para definir el límite inferior de un intervalo de contenidos de un elemento dado, debemos entenderlo, como es habitual para los metalúrgicos, en el sentido de que el elemento en cuestión está presente a lo sumo en un contenido muy bajo, sin influencia en las propiedades del material, pero no puede decirse con certeza que siempre sería estrictamente cero. Generalmente, una pequeña cantidad del elemento en cuestión es detectada por los aparatos de análisis en la aleación final, debido a ^su presencia casi inevitable en algunas de las materias primas utilizadas o debido a la contaminación introducida durante la producción del metal líquido. Esta contaminación puede deberse, por ejemplo, al desgaste de los materiales refractarios, que contienen en particular magnesia y/o alúmina y/o sílice, que recubren los recipientes (horno de fusión, pocha de colada, etc.) en los que permanece el metal líquido. El contacto del metal líquido con la atmósfera también puede conducir a la absorción de nitrógeno, y también de oxígeno que se puede combinar con los elementos más desoxidantes (Al, Si, Mn, Ti, Zr....) para formar inclusiones no metálicas, algunas de las cuales permanecerán en el metal final. También debe tenerse en cuenta la exactitud del aparato analítico para detectar y medir el contenido del elemento en cuestión. En general, se considera que cuando se dice que un elemento puede estar presente en forma de "trazas", esto incluye todos los casos en los que ^su contenido es simplemente incidental, que no se ha añadido voluntariamente durante la preparación, y que no es necesario mantener este contenido por encima de un límite específico. En particular, si un elemento no se menciona explícitamente en la definición de la aleación utilizada en la invención, se debe considerar que ^su posible presencia se limitaría a "trazas" como se acaba de definir.

[0041] Para los elementos que se dice que están presentes en un contenido entre "trazas" y un límite superior definido, esto significa que dicho límite es:

- o un límite superior del nivel de impureza que no debe superarse, porque más allá de esto, ciertas propiedades de la aleación serían insuficientes, y luego es necesario asegurarse de que dichas impurezas no excedan este límite, seleccionando cuidadosamente las materias primas y/o evitando en la medida de lo posible la contaminación del metal líquido durante la preparación, y/o realizando durante las operaciones de preparación específicamente destinadas a reducir el contenido de la impureza cuando sea necesario y posible (desulfuración, desfosforación, etc.);

- ^o un límite superior que corresponda al de una adición voluntaria del elemento en cuestión con el fin de conferir propiedades ventajosas a la aleación final, siendo, por lo tanto, esta adición opcional.

[0042] En las tablas que muestran la composición de las diversas aleaciones probadas, debe entenderse que cuando un contenido se señala como "inferior a...”, esto equivale a decir que el elemento en cuestión sólo está presente en forma de trazas en el sentido que se ha visto anteriormente, ya que los aparatos de análisis no son capaces de determinar de manera muy fiable si el elemento está realmente ausente, o si está presente pero a un nivel inferior al límite bajo dado en la tabla.

[0043] Las aleaciones que componen las láminas o tiras según la invención contienen C en un contenido comprendido entre trazas resultantes de la producción, sin que se haya añadido C a las materias primas, y 0,2 %, preferentemente entre las trazas y 0,05 %, más preferentemente entre las trazas y 0,015 %.

[0044] Las aleaciones del tipo FeCo27 y FeSi3 a las que pertenecen determinadas variantes posibles de la invención típicamente tienen un contenido de C de 0,005 a 0,15 %, que resultan mucho más de las condiciones de desoxidación del metal líquido (en particular de la formación de CO dentro del metal líquido durante los pasos al vacío) que de un deseo deliberado de recuperar estos contenidos de C en el producto final por razones relacionadas con las propiedades mecánicas o magnéticas de la aleación.

[0045] De hecho, no es deseable encontrar un contenido de C muy significativo en la aleación final utilizada en la invención, ya que más allá de un umbral que puede estar entre 0,^o5 y 0,2 %, existe el riesgo de observar una precipitación de carburos que tenderían a degradar las propiedades magnéticas, un contenido de más de 0,2 % es inaceptable en todos los casos por esta razón. Además, se sabe que por encima de 0,01 % de C, es posible observar la precipitación por envejecimiento de agrupaciones o grupos de C, después de que el transformador haya funcionado, durante meses ^o años, por encima de la temperatura ambiente. Las propiedades magnéticas (pérdidas magnéticas, permeabilidad, etc.) pueden verse afectadas. Por estas razones, será preferible mantener el contenido de C dentro de los límites óptimos mencionados anteriormente.

[0046] Contienen entre trazas y 40 % de Co. El máximo del 40 % está determinado por el deseo de no tener una transición de orden-desorden excesivamente rápida y aguda durante los tratamientos térmicos. Esto haría imposible llevar a cabo múltiples operaciones de recocido después de la laminación en caliente, y se verá que son necesarias dos operaciones de recocido, preferentemente tres, antes ^o después de una operación de laminación en frío para la implementación de la invención. También es posible llevar a cabo más laminaciones en frío con ^sus correspondientes recocidos intermedios cuando se desea obtener tiras particularmente finas que se pueden utilizar en un transformador de núcleo del tipo enrollado.

[0047] El C^o puede estar presente en una cantidad limitada, solo en el estado de trazas resultantes de la elaboración, por lo tanto, no debe agregarse voluntariamente, pero si C^o < 35 %, es necesario Si 0,6 % Al < 4,5 -0,1 % Co y también Si < 3,5 %. Por lo tanto, por ejemplo, en ausencia de cobalto, se requiere que un contenido de trazas al 3,5 % de Si y de trazas al 1 % de Al para permanecer dentro del alcance de la invención. Se trata entonces de un caso de una aleación de la clase de las aleaciones de hierro-silicio o hierro-silicio-aluminio, o incluso de un hierro puro o muy ligeramente aleado, al que también se puede aplicar la invención.

[0048] En el caso de una aleación de hierro-cobalto propiamente dicha (que por lo tanto contendría menos de 3,5 % de Sí), se prefiere un contenido de Co de 10 a 35 %.

[0049] La invención se aplica más típicamente a aleaciones de Fe-Co de un tipo convencional que contiene alrededor de 27 % y a las aleaciones de C^o y Fe-Si que contienen alrededor de 3 % de S^í.

[0050] La aleación a la que se aplica la invención contiene un contenido de Si que es:

- trazas al 1,0 % si el contenido de Co es al menos del 35 %;

- sí el contenido de Co es inferior al 35 %: Si 0,6 % Al < 3,5 - 0,1 % Co.

[0051] Sin embargo, es posible aceptar un contenido de Si 0,6 % Al < 4,5-0,1 % C^{o sí} la laminación se lleva a cabo no estrictamente en frío, sino "en templado", es decir, a una temperatura que varía hasta 350 °C., esta temperatura de laminación se obtiene preferentemente mediante secado en horno, es decir, calentando en un recinto estático a baja temperatura. Esta laminación en templado (en donde se acepta que esto puede asimilarse completamente con la laminación en frío en el contexto de la invención; el término "laminación en frío", cuando no se dan más detalles sobre la temperatura de su ejecución, debe entenderse, en el presente texto, como que también abarca la laminación en caliente realizada hasta 350 °C. Se utiliza en contraste con las operaciones de laminación "en caliente" conocidas por los metalúrgicos, que se llevan a cabo a temperaturas significativamente más altas, de varios cientos de grados, o incluso de 1000 °C o más) hace posible, en comparación con una operación de laminación llevada a cabo a temperatura ambiente o a una temperatura cercana a la temperatura ambiente, que el material se lamine mejor, sea más dúctil en la deformación y sea menos probable que se agriete durante la laminación. El calentamiento estático, en un horno, de la tira laminada en caliente y bobinada ^o de la lámina laminada en caliente sin duda permite dejar la bobina o la lámina a la temperatura deseada durante unas horas, de modo que la temperatura se vuelve homogénea en todo el material antes de que se lleve a cabo la laminación en templado. Un horno de recocido continuo es menos adecuado que un horno para este propósito, ya que generalmente no está dimensionado para funcionar a temperaturas tan bajas. Este secado en horno puede llevarse a cabo en el aire, la temperatura máxima deseable generalmente no es lo suficientemente alta como para causar una oxidación fuerte de la superficie de la tira ^o de la lámina, que no podría remediarse mediante el o Ios posteriores recocidos en una atmósfera hidrogenada.

[0052] La temperatura de recalentamiento también se determinará en función del enfriamiento que la tira o lámina sufrirá, de manera predecible, durante ^su transferencia entre la instalación de recalentamiento y el laminador. Es necesario que la temperatura de recalentamiento sea suficiente para que la temperatura real de la tira o de la lámina en el momento de la laminación en templado sea la prevista, pero no debe exceder de 400 °C para evitar una oxidación significativa del material durante el recalentamiento, o incluso durante la transferencia al laminador.

[0053] Por supuesto, no se excluye el ^uso de una atmósfera neutra ^o reductora durante el secado en horno, ^o el recalentamiento en general.

[0054] La limitación del contenido de Si, vinculado al contenido de Al, teniendo en cuenta el contenido de Co, se debe a la preocupación de preservar una buena capacidad de laminación en frío para el material, o a una temperatura significativamente mayor que la ambiente pero, sin embargo, no muy alta (en el caso de una laminación en templado de hasta 350 °C, véase más arriba).

[0055] El contenido de Si también se rige por el deseo de mantener una estructura ferrítica de forma permanente durante la fabricación del material, lo que resulta importante para obtener la magnetostricción baja e isotrópica en la que se basa la invención.

[0056] Los inventores piensan que podría ser posible que una explicación para la notable isotropía de la magnetostricción de las láminas según la invención radique en el hecho de que, durante I^os tratamientos térmicos y la laminación en frío, la "filiación" o "herencia" de textura es total y, por lo tanto, es imperativo permanecer constantemente en el campo ferrítico.

[0057] Mediante el ^uso de I^os términos "filiación" ^o "herencia" de textura, se hace referencia a fenómenos que naturalmente conducen a una transformación progresiva de la textura del material durante las operaciones metalúrgicas. En el caso de la invención, resulta que podría ser importante que esta transformación no se vea perturbada por I^os cambios de fase que se producirían durante I^os tratamientos, con el fin de preservar una "memoria" de la textura inicial de laminación en caliente en el material. Esto es lo que motiva el deseo de I^os inventores de garantizar que todos I^os tratamientos se lleven a cabo por completo en el campo ferrítico de la aleación. Sin embargo, es sorprendente, desde el punto de vista teórico, que esta filiación de textura parezca ser de importancia para obtener la baja magnetostricción y la isotropía de magnetostricción que caracterizan la invención, a pesar de que el procedimiento según la invención conduce, a lo sumo, solo a una textura débil del material, como se verá en Ios ejemplos.

[0058] El contenido de Cr puede variar desde trazas hasta el 10 %. Una adición de Cr modifica solo muy ligeramente la energía del defecto de apilamiento de Fe y, por lo tanto, no modifica mucho la filiación de textura durante I^os tratamientos llevados a cabo según la invención. Disminuye la magnetización de saturación Jsat, y no es deseable añadir una cantidad superior al 10 % por esta razón. Por otro lado, al igual que el Si, aumenta sustancialmente la resistividad eléctrica y, por lo tanto, reduce ventajosamente las pérdidas magnéticas. Sin embargo, el enfriamiento del transformador hace posible tolerar más pérdidas magnéticas, y un contenido de Cr bajo, ^o incluso trazas, puede ser aceptable en este caso.

[0059] El total de Ios contenidos de V, W, Mo y Ni está comprendido entre trazas y el 4 %, preferentemente entre trazas y el 2 %. Estos elementos aumentan la resistividad eléctrica, pero reducen la magnetización de saturación, lo que generalmente no se desea.

[0060] El contenido de Mn está comprendido entre trazas y el 4 %, preferentemente entre trazas y el 2 %. La razón de este contenido máximo relativamente bajo es que el Mn reduce la magnetización de saturación, que es una de las principales contribuciones del FeCo. Mn aumenta la resistividad eléctrica sólo ligeramente. Especialmente es un elemento gammageno, por lo que reduce el intervalo de temperatura permitiendo el recocido ferrítico. Se ha visto que para cuestiones relacionadas con la herencia de microestructuras ferríticas, no es deseable abandonar el campo ferrítico durante Ios tratamientos, y una presencia excesiva de Mn aumentaría Ios riesgos de dicha salida. El contenido de Al está comprendido entre trazas y el 3 %, preferentemente entre trazas y el 1 %. Al reduce la magnetización de saturación y es mucho menos eficaz que Si o Cr para aumentar la resistividad eléctrica. Sin embargo, Al se puede utilizar para ampliar la capacidad de laminación en frío de I^os grados de FeCo altamente aleados cuando se alcanzan Ios límites de adiciones de silicio, como se mencionó anteriormente.

[0061] El contenido de S está comprendido entre cantidades traza y el 0,005%^o. De hecho, S tiende a formar sulfuras con manganeso, y oxisulfuros con Ca y Mg, lo que degrada fuertemente el rendimiento magnético y en particular las pérdidas magnéticas.

[0062] El contenido de P está comprendido entre cantidades traza y el 0,007%. De hecho, P puede formar fosfuros de elementos metálicos que son perjudiciales para las propiedades magnéticas y para el desarrollo de la microestructura.

[0063] El contenido de Ni está comprendido entre trazas y el 3 %y preferentemente menos de 0,5 %. De hecho, el Ni no aumenta la resistividad eléctrica, reduce la magnetización de saturación y por lo tanto degrada la densidad de potencia y la eficiencia eléctrica del transformador. Por lo tanto, no es necesaria su adición.

[0064] El contenido de Cu está comprendido entre trazas y el 0,5 %, preferentemente menos de 0,05 %. El Cu es muy poco miscible en Fe, Fe-Si o Fe-Co, y por lo tanto forma fases no magnéticas ricas en cobre, degradando significativamente el rendimiento magnético del material, así como impidiendo en gran medida el desarrollo de ^su microestructura.

[0065] Los contenidos de Nb y Zr están cada uno comprendidos entre trazas y 0,1 %, preferentemente menos de 0,01 %, ya que se sabe que Nb y Zr son inhibidores potentes del crecimiento del grano, y por lo tanto interferirán fuerte y desfavorablemente con el mecanismo metalúrgico de la filiación de textura que se sospecha que está en el origen de los buenos resultados obtenidos en virtud de la invención.

[0066] El contenido de Ti está comprendido entre las trazas y el 0,2 % con el fin de limitar la formación dañina de nitruros, lo que degradaría significativamente las propiedades magnéticas (aumento de las pérdidas) y podría interferir con los mecanismos de transformación de textura durante la laminación-recocido.

[0067] El contenido de N está comprendido entre las trazas y el 0,01 %, de nuevo para evitar la formación excesiva de nitruros de todo tipo.

[0068] El contenido de Ca está comprendido entre las trazas y el 0,01 % para evitar la formación de óxidos y oxisulfuros que serían perjudiciales por las mismas razones que los nitruros de Ti.

[0069] El contenido de Mg está comprendido entre las trazas y el 0,01 % por las mismas razones que Ca.

[0070] El contenido de Ta está comprendido entre las trazas y el 0,01 % porque puede dificultar en gran medida el crecimiento del grano.

[0071] El contenido de B está comprendido entre las trazas y el 0,005 % para evitar la formación de nitruros de boro que tendrían los mismos efectos que los nitruros de Ti.

[0072] El contenido de O está comprendido entre las trazas y el 0,01 % para prevenir inclusiones oxidadas formadas en cantidades excesivas que tienen los mismos efectos dañinos que los nitruros.

[0073] Estos contenidos máximos para S, P, Ni, C^u, Nb, Zr, Ti, N, Ca, Mg, Ta, B, O a menudo corresponden a impurezas simples resultantes de la producción de la aleación, y son comunes en las aleaciones de Fe-Co y Fe-Si de los tipos afectados por la invención. Si es necesario, una elección rigurosa de las materias primas y un procesamiento cuidadoso hacen que sea posible lograrlos.

[0074] En cuanto al procedimiento de fabricación que conduce a los productos según la invención, es el siguiente.

[0075] Se prepara un lingote ^o un producto semiacabado de colada continua que tiene la composición descrita anteriormente. Con este fin, se puede utilizar cualquier procedimiento de preparación y colada que permita obtener esta composición. En el caso de que el objetivo sea obtener un lingote, se recomiendan procedimientos tales como los procedimientos de fusión por arco con escorias, de fusión por inducción con escorias ^o al vacío (VIM para Vacuum Induction Melting, Fusión por Inducción al Vacío). Preferentemente, van seguidos de procedimientos de refusión para obtener un lingote secundario. En particular, los procedimientos del tipo ESR (Electroslag Remelting, Refusión con electroescoria) ^o VAR (Vacuum Are Remelting, Refusión por arco al vacío) son particularmente adecuados para obtener aleaciones que tienen una pureza óptima y pequeñas fracciones de precipitados para las aplicaciones preferidas de la invención.

[0076] En el caso más general de obtener un lingote de forma no paralelepípeda, se realiza convencionalmente una primera conformación en caliente por forjado o florescencia (blooming) para darle esta forma paralelepípeda. Se obtiene así un lingote que a menudo tiene un espesor del orden de 10 em.

[0077] El lingote, que puede haber sido moldeado de antemano, ^o el producto semiacabado de colada continua se laminan en caliente de la manera habitual hasta que se obtiene una lámina o una tira de 2 a 5 mm de espesor, preferentemente entre 2 y 3,5 mm de espesor, por ejemplo, del orden de 2,5 mm de espesor. Esta laminación en caliente constituye, por lo tanto, la última (^o la única) etapa en la conformación en caliente del procedimiento según con la invención.

[0078] Luego, preferentemente, se realiza un recocido, estático o continuo, de dicha lámina o tira, en el campo ferrítico, y por lo tanto a una temperatura comprendida entre 650, preferentemente 7000C, y una temperatura que garantiza que no saldrá del campo puramente ferrítico y que, por lo tanto, depende de la composición de la aleación, durante 1 minuto a 10 horas.

[0079] Si el contenido de Si es superior o igual a un límite indicado (%Si)a-iím que depende de los contenidos de Co y C, entonces la temperatura Ttth de tratamiento térmico de este recocido puede variar hasta 1400 °C.

[0080] Este límite es (%Si)a-iím = 1,92 0,07 % C^o + 58 % C

[0081] Si el contenido de Si es inferior a (%Si)a-iím entonces la temperatura Ttth de tratamiento térmico de este recocido es tal que Ttth <Ta-iím temperatura límite superior de presencia de la ferrita, con

Ta-iim =To k % Si donde To = 900 2 % Co - 2833 % C y k = 112 - 1250 % C

[0082] Estas condiciones son el resultado de un estudio realizado por los inventores sobre los diagramas de fase de las aleaciones de Fe-Co que comprenden varios otros elementos de aleación.

[0083] Este recocido debe llevarse a cabo en una atmósfera hidrogenada seca. La atmósfera debe contener entre 5 % e, idealmente, 100 % de hidrógeno, el resto estando constituido por uno ^o más gases neutros como argón o nitrógeno. Tal atmósfera puede resultar del uso de amoniaco agrietado. Puede estar presente un contenido máximo de 1 % en total de especies gaseosas oxidantes para la aleación (oxígeno, CO², vapor de agua, etc.), preferentemente menos de 100 ppm. El punto de rocío de la atmósfera es como máximo de 20 °C, preferentemente como máximo de 0 °C, más preferentemente como máximo de -40 °C, más preferentemente como máximo de -60 °C.

[0084] Esta atmósfera hidrogenada, y por lo tanto reductora, tiene las funciones, en comparación con una atmósfera que sería simplemente neutra, a fortiori oxidante:

- para evitar la oxidación de la superficie de la lámina ^o tira y de los límites del grano; dicha oxidación de los límites del grano es muy desfavorable para la filiación de la textura, y si se confirmara que una de las razones del éxito de la invención es esta muy buena filiación de la textura durante los tratamientos térmicos y la laminación en frío, esto sería una condición importante para la implementación de la invención;

- para garantizar una buena transmisión del calor durante el recocido, en particular si se efectúa de manera continua; H² es, con diferencia, el gas que más calor produce, y permite obtener tiras laminables sin riesgo de rotura en la salida del recocido, evitando un orden de debilitamiento, en virtud de una extracción eficaz del calor de la tira recocida en la zona de ordenación (es decir, entre 500 y 700 °C).

[0085] Después de este recocido opcional pero preferido, se lleva a cabo un enfriamiento natural ^o forzado de la lámina ^o tira en condiciones que evitan la fragilización excesiva de la tira. Para un contenido de C^o superior al 20 %, esta velocidad de enfriamiento debe ser de al menos 1000 °C/h. Para un contenido de C^o de 20 % ^o menos, incluido por lo tanto el caso de las aleaciones de FeSi de los tipos afectados por la invención, no es necesario establecer una velocidad de enfriamiento mínima.

[0086] Luego se lleva a cabo una primera laminación en frío (ya sea después del recocido opcional anterior o después de la laminación en caliente) a una velocidad de reducción de 50 a 80 %, preferentemente de 60 a 75 %, y a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente (por ejemplo, 20 °C) y 350 °C. El límite superior de 350 °C corresponde al caso en el que, como se ha visto, se lleva a cabo una laminación en "templado", llevándose el calentamiento preferentemente a cabo mediante secado en horno, para aleaciones relativamente ricas en Si. En general, la temperatura de la laminación en frío está comprendida entre la temperatura ambiente y 100 °C.

[0087] Una tasa de reducción que es demasiado baja (menos del 50 %) durante al menos una de las operaciones de laminación en frío o "en templado" no hace posible, como se verá, obtener la magnetostricción baja e isotrópica deseada. Una tasa de reducción excesivamente alta (superior al 80 %) probablemente modificaría la textura del material tanto que la magnetostricción sea degradada.

[0088] Luego se lleva a cabo un recocido estático o continuo en el campo ferrítico, a una temperatura de meseta comprendida entre 650 y 930 °C, preferentemente entre 800 y 900 °C, y durante 1 min a 24 horas, preferentemente 2 min a l h, en una atmósfera hidrogenada (parcial ^o total) seca como se definió anteriormente, por las razones observadas con respecto al recocido opcional después de la laminación en caliente, seguido de enfriamiento que se llevará a cabo en condiciones similares a las descritas para el recocido opcional y por las mismas razones.

[0089] A continuación se realiza una segunda laminación en frío, cuyas características se sitúan en los mismos intervalos que los ya expuestos para la primera laminación en frío.

[0090] Finalmente, se realiza un recocido final de recristalización, estático o continuo, en una atmósfera preferentemente hidrogenada (parcial o total) como las atmósferas de los recocidos anteriores. Sin embargo, este recocido final también se puede llevar a cabo al vacío, bajo un gas inerte (argón, por ejemplo) ^o incluso en el aire, en el campo ferrítico, a una temperatura de 650 °C a [900 (2 x % Co)]°C, durante un período de 1 minuto a 48 horas. Una atmósfera hidrogenada ya no es necesariamente esencial para este último recocido, ya que en esta etapa el metal puede haber alcanzado ya sus dimensiones finales, en particular en términos de espesor, o incluso en lo que respecta a su perímetro, en particular si el corte ya ha tenido lugar con el fin de dar a las piezas del futuro apilamiento sus formas y dimensiones finales. En este caso, incluso si una ausencia de hidrógeno condujera a la fragilización del metal durante este recocido de recristalización, no tendría consecuencias si todo lo que quedara por hacer fuera apilar las piezas para formar el núcleo.

[0091] Si el recocido final se prolonga demasiado, existe el riesgo de obtener, a 900-930 °C para una aleación de Fe-Co, un vaciado de los límites del grano en la superficie del material que degradará las pérdidas magnéticas, y también una oxidación en los límites del grano, incluso si se utiliza una atmósfera reductora y seca, que tendrá el mismo efecto. En estas condiciones, habría una degradación de las pérdidas magnéticas, y la magnetostricción baja e isotrópica que pretende la invención también se degradaría. Se prefiere una tasa de recristalización final del 100 % pero no es obligatoria, ya que se verá en los ejemplos que las tasas de recristalización del 90 % ya pueden ser suficientes para obtener resultados satisfactorios en términos de la debilidad y la isotropía de la magnetostricción. La tasa mínima de recristalización requerida se estima en un 80 %.

[0092] Las condiciones precisas para llevar a cabo este recocido final, que hace posible lograr dicha recristalización, para un material de composición y espesor dados, pueden ser determinadas experimentalmente por un experto en la técnica mediante pruebas de rutina. Un recocido estático, cuya tasa de aumento de temperatura es menor que para un recocido continuo y que dura más tiempo, tiene la ventaja de hacer que el grano ferrítico sea más grueso que un recocido continuo, lo que es favorable para obtener pérdidas magnéticas bajas.

[0093] Este recocido final concluye con un enfriamiento relativamente lento, como el enfriamiento natural al aire, ^o enfriamiento bajo una campana ^u otro dispositivo que limita las pérdidas térmicas por radiación. Por lo general, se recomienda una velocidad inferior ^o igual a 2000 °C/h, preferentemente inferior ^o igual a 600 °C/h. Un enfriamiento más rápido probablemente introduciría tensiones internas al establecer un gradiente térmico en el material, lo que degradaría las pérdidas magnéticas.

[0094] Estas condiciones que garantizan un enfriamiento suficientemente lento se cumplen más fácilmente, especialmente cuando el recocido final es un recocido estático, es decir, se lleva a cabo en un recipiente cerrado, y cuando el material simplemente se deja en la cámara de tratamiento durante su enfriamiento.

[0095] El enfriamiento después del recocido que no sea el recocido final no tiene ninguna ventaja particular en llevarse a cabo a baja velocidad. Un enfriamiento demasiado lento incluso correría el riesgo de disminuir la laminabilidad del material en la siguiente etapa.

[0096] Este enfriamiento relativamente lento se acopla a una tasa de aumento de la temperatura con vistas al recocido que es también inferior ^o igual a 2000 °C/h, preferentemente inferior ^o igual a 600 °C/h.

[0097] Además, en general, los inventores creen que, para no obtener una textura de G^{oss u} otra textura excesivamente marcada, y una buena filiación de textura, la tasa de aumento de la temperatura para el recocido final y la velocidad de enfriamiento que sigue a este recocido final se encuentran entre los parámetros que pueden utilizarse para lograr los objetivos deseados en términos de magnetostricción baja e isotrópica de las aleaciones utilizadas en la invención, además de la composición de la aleación y las condiciones de ^sus tratamientos térmicos y termomecánicos durante la laminación en frío ^o en templado y los recocidos.

[0098] L^os inventores obtienen en el producto final no más del 30 % de componente de textura de G^{oss o} componente de textura {111}<110> (estas son las orientaciones que demuestran ser las más presentes en las láminas y tiras según la invención) y, en general, no más del 30 % de cualquier componente de textura {hkl}<uvw> marcado, es decir, un componente caracterizado por el hecho de que como máximo el 30 % de la fracción volumétrica de los granos del material tienen la orientación {hkl}<uvw> para menos de 15° en desorientación de una orientación específica {hokolo}<uovowo>.

[0099] Después del recocido final de recristalización que hace posible obtener las propiedades magnéticas finales del material, es posible agregar un recocido de oxidación adicional del material, a una temperatura entre 400 y 700 °C, preferentemente entre 400 y 550 °C, Io que permite una oxidación fuerte pero superficial del material en al menos una de ^sus caras, sin riesgo de oxidación intergranular ya que se sabe que esto ocurre a temperaturas más altas. Esta capa de oxidación tiene un espesor de 0,5 a 10 pm y garantiza el aislamiento eléctrico entre las piezas apiladas del núcleo magnético del transformador, lo que permite reducir sustancialmente las corrientes inducidas y, por lo tanto, las pérdidas magnéticas del transformador. Las condiciones precisas para obtener esta capa de oxidación pueden ser determinadas fácilmente por un experto en la técnica utilizando experimentos convencionales, en función de la composición precisa del material y del poder oxidante de la atmósfera de tratamiento elegida (aire, oxígeno puro, mezcla de oxígeno-gas inerte, etc.) con respecto a este material. Los análisis convencionales de la composición de la capa de oxidación y de ^su espesor permiten determinar para qué condiciones de tratamiento de un material dado (temperatura, duración, atmósfera) se puede obtener la capa de oxidación deseada.

[0100] Se ha descrito un procedimiento de fabricación que comprende dos etapas de laminación en frío y dos o tres recocidos. Sin embargo, seguiría siendo de acuerdo con la invención llevar a cabo más etapas de laminación en frío similares a las que se han descrito, que se pueden separar mediante operaciones de recocido intermedio similares a la primera de las operaciones de recocido obligatorio que se han descrito.

[0101] Debe entenderse claramente que cada una de las operaciones de laminación en frío con una relación de reducción de 50 a 80 %, preferentemente de 60 a 75 %, mencionadas anteriormente puede llevarse a cabo de forma progresiva, en varias pasadas sucesivas no separadas por un recocido intermedio.

[0102] El resultado final es una lámina o tira laminada en frío y recocida cuyo espesor es típicamente de 0,05 a 0,3 mm, preferentemente como máximo de 0,25 mm, más preferentemente como máximo de 0,22 mm para limitar las pérdidas magnéticas, que tiene la particularidad de tener magnetostricciones muy bajas A en las tres direcciones DL (dirección de laminación), DT (dirección transversal) y 45° (dirección intermedia entre DL y DT), medidas tanto paralela como perpendicularmente a la dirección del campo aplicado, y sobre todo una diferencia muy pequeña entre las magnetostricciones más altas y más bajas de aquellas medidas, y esto para diferentes inducciones de 1,2 T a 1,8 T. Estas inducciones son aquellas en las que a menudo es deseable operar Ios transformadores aeronáuticos de a bordo utilizando núcleos de Fe-Co o Fe-Si para obtener, además de la magnetostricción baja y del efecto de irrupción bajo, una masa de transformador lo más reducida posible. 1,8 T, en particular, es una inducción interesante para obtener un transformador lo más ligero y silencioso posible.

[0103] Se entenderá que para obtener un ruido de magnetostricción bajo del transformador, sería de poca utilidad obtener una magnetostricción baja solo en una o unas pocas direcciones que se definirían con respecto a la dirección de laminación y a la dirección de campo, mientras se mantiene una magnetostricción relativamente alta en las otras direcciones. Por lo tanto, la diferencia máxima "Máx AA" entre las amplitudes de magnetostricción observadas durante las mediciones realizadas en tres tipos de muestras procedentes del mismo material y representadas en la figura 1 se toma como el criterio de satisfacción del usuario. L^os siguientes ejemplos se basarán en este procedimiento de evaluación

[0104] Estas muestras se toman de una tira 1 preparada según la invención o según un procedimiento de referencia, en función del ejemplo. Su dirección de laminación DL, su dirección transversal DT y su dirección intermedia de 45° están representadas por flechas. Se toman tres tipos de muestras de la lámina 1 para llevar a cabo las pruebas de magnetostricción.

Tipo 1: muestras 2 rectangulares alargadas (por ejemplo, 120 ^x 15 mm) cortadas de tal manera que la dirección lOnG de la muestra 2 sea paralela a DL. El campo magnético Ha se aplicará durante la medición de la deformación, mediante una bobina de excitación del mismo eje que la dirección LONg de la muestra 2, por lo tanto también en la dirección LONG de la muestra 2. Las mediciones de deformación ^e, llamadas AH/DL, se llevan a cabo tanto en la dirección del campo (Ah/dL é/h), como perpendicularmente a la misma (Ah/dL í i /h) y el resultado es, por lo tanto, dos valores de magnetostricción para la muestra 2 del tipo 1.

Tipo 2: muestras 3 rectangulares alargadas (por ejemplo, 120 x 15 mm) cortadas de manera que la dirección LONG de la muestra 3 sea paralela al eje situado a 45° de DL y DT. El campo magnético Ha se aplicará durante la medición de la deformación, mediante una bobina de excitación del mismo eje que la dirección LONG de la muestra 3, también a lo largo de la dirección LONG de la muestra 3. Las mediciones de deformación, llamadas ^ah/45° , se realizan tanto a lo largo de la dirección del campo (Ah/45° ^é/^h) como perpendicularmente a la misma (Ah//45° ^éi/^h) y, por lo tanto, el resultado es dos valores de magnetostricción para la muestra 3 del tipo 2.

Tipo 3: muestras 4 rectangulares alargadas (por ejemplo, 120 ^x 15 mm) cortadas de tal manera que la dirección lOnG de la muestra 4 sea paralela a DT. El campo magnético Ha se aplicará durante la medición de la deformación, mediante una bobina de excitación del mismo eje que la dirección LONG de la muestra 4, también a lo largo de la dirección LONG de la muestra 4. Las mediciones de deformación, llamadas Ah/dL -, se llevan a cabo tanto en la dirección del campo (Ah/45° ^é/^h), como perpendicularmente a la misma (Ah/45° ^é/^h), I^o que resulta en dos valores de magnetostricción para la muestra 4 del tipo 3.

[0105] En total, por lo tanto, se miden seis mediciones de deformación diferentes en cada nivel de inducción B (medido) de cada uno de I^os tres tipos de muestra. Para conocer el comportamiento magnetostrictivo del material, no solo se utilizan tres direcciones (tipos) de recolección de la muestra (DL, DT y la dirección que forma un ángulo de 45° con DI y DT) sino también varios niveles de inducción, como por ejemplo, 1 T, 1,5 T, 1,8 T.

[0106] La magnitud Máx AA, medida para una amplitud de inducción B en el material y que también se puede denotar Máx AA(B), es representativa de la isotropía de magnetostricción. Por lo tanto, se calcula teniendo en cuenta el valor más alto y el valor más bajo entre estos seis valores de A medidos en las muestras 2, 3, 4 procedentes de la misma tira 1 de material como se indica en la figura 1. Esta consideración es el valor más alto que se puede encontrar entre los seis valores absolutos de las diferencias algebraicas entre cada posible par de mediciones de magnetostricción descritas anteriormente. En otras palabras:

[0107] Para que una lámina o una tira se declare de acuerdo con la invención, se acuerda que el valor máximo Máx AA medido para una inducción de 1,8 T debe ser como máximo de 25 ppm.

[0108] Las diez pruebas que se describirán se llevaron a cabo, en particular, en muestras de una aleación del tipo FeCo27, cuyas composiciones detalladas se indicarán. Sin embargo, se verá que la invención sería aplicable de una manera completamente comparable a todas las aleaciones que caen dentro de esta categoría, que se conoce per se y se utiliza comúnmente en núcleos de transformador, aunque la ventaja de la texturación muy baja pero no de cero que se describirá, con medios para obtenerla, no se ha identificado hasta ahora. La tabla 1 muestra las composiciones de varias aleaciones según la invención y de aleaciones de referencia, utilizadas durante las pruebas.

[0109] En particular, se sometieron a ensayo dos aleaciones de FeCo27 procedentes de diferentes piezas coladas, pero de composiciones muy similares, de modo que los resultados de las pruebas sean directamente comparables. La aleación A se utilizó para las pruebas de referencia 1 y 2, la aleación B se utilizó para las pruebas según la invención 3 a 9 y para las pruebas de referencia 10 a 12.

[0110] Las muestras de aleaciones A y B se prepararon de la siguiente manera.

[0111] La aleación se produjo en un horno de Inducción al vacío, luego se coló en forma de un lingote frustocónico de 30 a 50 kg, con un diámetro que varía de 12 cm a 15 cm, una altura de 20 a 30 cm, que luego se laminó en un laminador de desbastador hasta un espesor de 80 mm, luego se laminó en caliente a una temperatura de alrededor de 1000 °C hasta que tuviese 2,5 mm de espesor.

[0112] En estos productos laminados en caliente, las secuencias de recocido y laminación en frío (LEF) se llevaron a cabo a menos de 100 °C en las siguientes condiciones:

- muestra 1: LEF 1 a una tasa de reducción del 84 %; recocido 1 a 1100 °C durante 3 min; LEF 2 a una tasa de reducción del 50 %; recocido 2 estático a 900 °C, 1 h;

- muestra 2: LEF 1 a una tasa de reducción del 84 %; recocido 1 a 1100 °C durante 3 min; LEF 2 a una tasa de reducción del 50 %; recocido 2 estático a 700 °C, 1 h;

- muestra 3: recocido 1 continuo a 900 °C durante 8 minutos; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo durante 8 minutos a 900 °C; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 660 °C, 1 h;

- muestra 4: recocido a 1 a 900 °C continuo durante 8 minutos; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido a 2 a 900 °C continuo durante 8 minutos; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 680 °C, 1 h;

- muestra 5: recocido 1 a 900 °C continuo durante 8 min; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 a 900 °C durante 8 min; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 700 °C, 1 h;

- muestra 6: recocido 1 continuo a 900 °C durante 8 min; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo a 900 °C durante 8 min; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 720 °C, 1 h;

- muestra 7: recocido 1 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo durante 8 min a 900°C; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 750 °C, 1 h;

- muestra 8: recocido 1 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 810 °C, 1 h.

- muestra 9: recocido 1 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 900 °C, 1 h.

- muestra 10: recocido 1 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo durante 8 min a 900 °C; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 1100 °C, 1 h.

- muestra 11: recocido 1 continuo durante 8 min a 900°C; LEF 1 a una tasa de reducción del 80 %; recocido 2 continuo durante 8 min a 900°C; LEF 2 a una tasa de reducción del 40 %; recocido 3 estático a 700 °C, 1 h.

- muestra 12: recocido 1 continuo durante 8 min a 900°C; LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 2 continuo a 1100°C durante 8 min; LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %; recocido 3 estático a 700 °C, 1 h.

[0113] Los recocidos estáticos que concluyeron la preparación fueron, para todas las muestras, precedidos por un aumento de la temperatura a una velocidad de 300 °c/h y seguidos por un enfriamiento a una velocidad del orden de 200 °C/h, llevado a cabo simplemente dejando las muestras en el horno de recocido. Por lo tanto, las tasas de aumento de la temperatura antes del recocido final y de enfriamiento después del recocido final fueron relativamente moderadas, lo que contribuyó en todos los casos a obtener un producto final relativamente poco texturizado, como se verá en la tabla 2. Por lo tanto, las diferencias en la magnetostricción y su isotropía observadas para las muestras según la invención y las muestras de referencia serán atribuibles a otros factores, y en particular al hecho de que, para las muestras de referencia, ha habido un paso al campo austenítico durante el recocido.

[0114] Cabe señalar que las pruebas de recocido final realizadas a 850 °C durante 3 h en otro horno estático, bajo una atmósfera de hidrógeno, con parámetros comparables a los de las pruebas descritas aquí, pero con una velocidad de enfriamiento aún menor después del recocido final (60 °C/h), dieron resultados muy similares con respecto al nivel de magnetostricción y ^su isotropía. Por lo tanto, el enfriamiento después del recocido final puede ser particularmente lento sin inconvenientes.

[0115] Todos los recocidos de todas las muestras se llevaron a cabo bajo una atmósfera de hidrógeno puro y seco con un punto de rocío inferior a -40 °C. Ninguna otra especie gaseosa estuvo presente en más de 3 ppm.

[0116] Por lo tanto, las muestras de referencia 1 y 2 se laminaron en frío directamente después de los tratamientos con calor, luego se recocieron a alta temperatura (1100 °C) en el campo austenítico, luego una segunda laminación en frío, luego un recocido final a 900 °C (prueba 1) ^o 700 °C (prueba 2) en el campo ferrítico.

[0117] Las muestras según la invención 3 a 9 comenzaron, después de los tratamientos con calor, a someterse a un recocido a 900 °C, luego una primera laminación en frío, luego un segundo recocido a 900 °C, luego una segunda laminación en frío, luego un recocido final a una temperatura que varía de acuerdo con las pruebas, de 660 a 900 °C.

Por lo tanto, todos los recocidos tuvieron lugar en el campo ferrítico, de acuerdo con la invención, y fueron tres, contra dos para las dos primeras muestras de referencia 1 y 2. Todas las laminaciones en frío se llevaron a cabo con una tasa de reducción del 70 %.

[0118] La muestra de referencia 10 se sometió primero a un recocido ferrítico a 900 °C, como las muestras según la invención y a diferencia de las otras dos muestras de referencia, luego a una primera laminación en frío, luego a un recocido intermedio a 900 °C y, por lo tanto, en el campo ferrítico, luego a una segunda laminación en frío y luego a un recocido final a una temperatura de 1100 °C y, por lo tanto, en el campo austenítico. Por lo tanto, se ha sometido a un tratamiento comparable al de las muestras 3 a 9 según la invención, aparte del hecho de que el recocido final ha tenido lugar en el campo austenítico. Todas ^sus operaciones de laminación en frío se llevaron a cabo a una tasa de reducción del 70 %, al igual que para las muestras según la invención.

[0119] La muestra de referencia 11, después de los tratamientos con calor, se sometió a un recocido a 900 °C, luego una primera laminación en frío al 80 % en lugar del 70 % como todas las muestras 3 a 10 (que permanecen según la invención), luego un segundo recocido a 900 °C, luego una segunda laminación en frío al 40 % y, por lo tanto, no de acuerdo con la invención, en lugar del 70 % como todas las muestras 3 a 10, luego un recocido final a una temperatura de 700 °C y, por lo tanto, en el campo ferrítico.

[0120] La muestra de referencia 12 es bastante similar a la muestra 10, debido a ^su paso a través del campo austenítico, que sin embargo tiene lugar en una etapa diferente del tratamiento. Primero se sometió a un recocido ferrítico a 900 0C, al igual que las muestras según la invención y a diferencia de las dos primeras muestras de referencia, luego una primera laminación en frío, luego un recocido intermedio en el campo austenítico a 1100 oc y, por lo tanto, no de acuerdo con la invención, luego una segunda laminación en frío y luego un recocido final a una temperatura de 700 ^oc y, por lo tanto, en el campo ferrítico. Por lo tanto, se ha sometido a un tratamiento comparable al de las muestras 3 a 9 según la invención, aparte del hecho de que el recocido intermedio ha tenido lugar en el campo austenítico. Todas ^sus operaciones de laminación en frío se llevaron a cabo a una tasa de reducción del 70 %, al igual que para las muestras según la invención.

[0121] Las características de las diversas muestras así obtenidas, en términos de la presencia de una textura de Goss o {111}<110> medida por RX, del diámetro promedio de granos medido por análisis de imágenes de las muestras, caracterizado por difracción de electrones retrodispersados (EBSD), y de la fracción recristalizada, medida en la superficie por la misma técnica de EBSD, y suponiendo que la fracción superficial es la fracción volumétrica), se resumen en la Tabla 2.

Tabla 2: Textura, diámetro del grano y tasa de recristalización de las muestras analizadas en función de ^sus condiciones de tratamiento

[0122] L^os diversos intervalos de tratamientos metalúrgicos aplicados han llevado a tamaños de grano finales sustancialmente idénticos entre las referencias y las pruebas según la invención, es decir, un intervalo de tamaño de grano de alrededor de 300 a 15 pm: más precisamente de 16 a 95 pm para las pruebas según la invención, es decir, cuando todas las operaciones de recocido se llevan a cabo en el campo ferrítico; de 15 a 285 pm para las referencias, es decir, cuando al menos una etapa del procedimiento tiene lugar fuera del campo ferrítico. Por lo tanto, se puede ver que el intervalo de tamaño de grano es similar y no tiene conexión con las bajas magnetostricciones obtenidas. Sin embargo, la prueba 2, cuyo recocido final se llevó a cabo a 700 °C, condujo a un tamaño de grano que fue notablemente menor que el de las pruebas 1 y 10 de referencia y 9 según la invención, y que es del mismo orden de magnitud que los de las pruebas según la invención 3 a 8 que también se llevaron a cabo a temperaturas en la región de 700 °C. En general, los intervalos metalúrgicos de las pruebas según la invención proporcionan un tamaño de grano (entre 16 y 95 pm de acuerdo con las pruebas) que es relativamente cercano al de las pruebas de referencia, y en cualquier caso bastante consistente con lo que podría esperarse a priori, en particular en vista de las condiciones del recocido final. Se observará que la ejecución de un recocido a 900 °C antes de la primera laminación en frío en las pruebas según la invención y la prueba de referencia 10 no afecta sustancialmente por sí sola el tamaño de los granos obtenidos al final de todo el procedimiento en comparación con las pruebas de referencia 1 y 2 donde la laminación en frío se llevó a cabo directamente en la muestra laminada en caliente.

[0123] Más sorprendentemente, las diferencias significativas entre los intervalos de tratamiento de las diferentes pruebas no condujeron a diferencias muy significativas en las texturas finales de los materiales, desde el punto de vista de la proporción de la textura de Goss y de la proporción de textura {111}<110>.

[0124] Luego, se observaron las magnetostricciones (medidas en ppm) en las diversas muestras 1 a 3, 5, 7 a 12cortadas, a lo largo de diferentes direcciones DL, DT y a 45° de DL y DT como se indica en la figura 1 (la dirección mencionada es la dirección de la lámina a lo largo de la cual se encuentra el lado largo de la muestra rectangular), medidas ya sea paralelamente al lado largo de la muestra (por lo tanto, también paralelamente a la dirección del campo magnético aplicado y del flujo magnético de la inducción B generada) y denotada "//H", ^o perpendicularmente al lado largo de la muestra (por lo tanto, perpendicularmente a la dirección del campo magnético aplicado y del flujo magnético de la inducción B generada) y denotada "± H". Las mediciones se llevaron a cabo continuamente en un amplio intervalo de B y se utilizaron precisamente para tres amplitudes de inducción magnética B: 1,2 T, 1,5 T y 1,8 T. Los resultados se resumen en la tabla 3, donde las diversas muestras se designan por su composición A o B y por la temperatura de su recocido final. Las mediciones no se llevaron a cabo en las muestras 4 y 6, pero se asegura que habrían sido muy comparables a las de las muestras según la invención tratadas a temperaturas de recocido final cercanas a las suyas.

[0125] Existen diferencias muy grandes en las mediciones de magnetostricción, en términos de valor absoluto e isotropía, entre las pruebas de referencia 1,2 para las cuales se realizó el primer recocido en el campo austenítico, y las pruebas según la invención 3 a 9 en las cuales todo el recocido se realizó en el campo ferrítico, incluido el recocido opcional que precede a la primera laminación en frío, no realizada en las pruebas de referencia 1 y 2.

[0126] También se puede ver, a partir de la prueba 10, que, al escapar solo al final del procedimiento hasta la fase ferrítica, mediante un recocido final realizado en el campo austenítico, tampoco se obtiene la magnetostricción baja e isotrópica objetivo, aunque aquí también se realizó un recocido ferrítico antes de la primera laminación en frío.

[0127] La prueba de referencia 11 muestra que la magnetostricción isotrópica y baja deseada tampoco se obtiene cuando una de las operaciones de laminación en frío se lleva a cabo a una tasa de reducción baja, incluso si todas las operaciones de recocido tienen lugar en el campo ferrítico.

[0128] La prueba de referencia 12 muestra que la magnetostricción baja e isotrópica pretendida tampoco se obtiene cuando el segundo de los tres recocidos se lleva a cabo en el campo austenítico. L^os ejemplos de referencia 1 y 2 tuvieron un recocido austenítico realizado al comienzo del tratamiento, después de la primera laminación en frío, y el ejemplo de referencia 10 tuvo un recocido austenítico realizado al final del tratamiento. El ejemplo 12 completa así la demostración de la nocividad del recocido austenítico cualquiera que sea ^su posición en el tratamiento.

[0129] Las figuras 2 a 12 muestran estas diferencias.

[0130] La figura 2 muestra los resultados de magnetostricción observados durante la prueba de referencia 1. Se puede observar que incluso para pequeñas inducciones del orden, en valor absoluto, de 0,5 T, la magnetostricción según DT comienza a ser significativa y aumenta muy rápidamente con la inducción. Para DL y para la dirección de 45° de DT y DL, es a partir de aproximadamente 1 T que la magnetostricción comienza a aumentar de manera apreciable y rápida. Esto conduce a grandes deformaciones de magnetostricción que pueden alcanzar varias decenas de ppm en ciertas direcciones a las inducciones del orden de 2 T, y a una fuerte anisotropía de estas deformaciones, todo esto va en la dirección de la creación de ruido de magnetostricción que es demasiado intenso para las aplicaciones preferidas de la invención previstas.

[0131] La figura 3 muestra los resultados de magnetostricción observados durante la prueba de referencia 2. Se observa que, en comparación con la prueba 1, la isotropía de la magnetostricción mejora ligeramente, y ciertos valores extremos de la magnetostricción son ligeramente menores. Pero a partir de una inducción 1 T, la magnetostricción comienza a ser significativa en las tres direcciones consideradas. Por lo tanto, el material así obtenido tampoco sería muy adecuado para las aplicaciones preferidas de la invención. El tamaño de grano significativamente más pequeño en la muestra de prueba 2 que en la muestra de prueba 1, por lo tanto, no mejoró significativamente los resultados de magnetostricción.

[0132] La figura 4 muestra los resultados de magnetostricción observados durante la prueba 3 según la invención. En este caso, la forma de las curvas cambia radicalmente. Por un lado, se observa una magnetostricción que permanece prácticamente cero en todas las direcciones consideradas hasta valores de inducción ligeramente superiores a 1 T. Y cuando esta magnetostricción comienza a aumentar para campos superiores, ^su valor se mantiene muy significativamente más bajo que durante las pruebas de referencia 1 y 2. Además, las diferencias de magnetostricción entre las diferentes direcciones siguen siendo relativamente pequeñas, incluso para campos altos. A 2 ^o -2 T, se obtiene una magnetostricción que no alcanza 15 ppm ^o -10 ppm, y esto para todas las direcciones consideradas. Por lo tanto, estos resultados son significativamente mejores que los de las pruebas de referencia, y son suficientes para que los materiales así preparados puedan constituir, en particular, núcleos de transformadores aeronáuticos de a bordo de bajo ruido.

[0133] La figura 5 muestra los resultados de magnetostricción observados durante la prueba 7 según la invención. Se ha encontrado que las curvas de magnetostricción son cualitativamente muy comparables a las de la prueba 3 (figura 4), con, además, una magnetostricción que comienza a ser significativa solo para inducciones de al menos ± 1,5 T. A ± 2 T, la magnetostricción puede ser inferior a 5 ppm y nunca excede de lO ppm. Por lo tanto, se obtienen excelentes resultados para esta prueba, que difiere de la prueba 3 solo en su temperatura de recocido final de 750 °C, en lugar de 66O °C, lo que condujo a una recristalización total, mientras que solo fue del 90 % en la prueba 3.

[0134] La figura 6 muestra los resultados de magnetostricción observados durante la prueba 8 según la invención, que tuvo una temperatura de recocido final de 81O°C. Cualitativamente, se encuentran curvas de magnetostricción que son muy comparables a las de la prueba 3 (figura 4) y la prueba 7 (figura 5). Cuantitativamente, los resultados son buenos, con valores máximos de la magnetostricción que permanecen del orden de ± 10 ppm incluso para inducciones de ± 2 T, y un Máx AA de 15 ppm a 1,8 T.

[0135] Las figuras 7 a 9 comparan las mediciones de magnetostricción tomadas para las pruebas 5 y 9 según la invención. La figura 7 muestra los ensayos realizados en la dirección DT, la figura 8 muestra los ensayos realizados en la dirección de 45° y la figura 9 muestra Ios ensayos realizados en la dirección DT. Los resultados son muy comparables y excelentes para las dos pruebas de acuerdo con las direcciones DL y DT hasta inducciones de ± 1,8 T. Para la dirección de 45°, la magnetostricción comienza a ser completamente insignificante desde aproximadamente 1,8 T en el caso de la prueba 5, mientras que en la prueba 9 sigue siendo muy baja aún más allá de 2 T. En general, una temperatura de recocido final de 900 °C, por lo tanto, da resultados de magnetostricción mejores que un recocido final a 70^o °C. Pero ya a 700 °C, la magnetostricción a 1,8 T no supera las ± 5 ppm en las tres direcciones de medición, lo que es significativamente mejor que para las pruebas de referencia, tanto para el valor absoluto de la magnetostricción como para su isotropía.

[0136] Los resultados de la prueba 9 son particularmente notables a altas inducciones de 1,8 T o incluso ligeramente más altas, tanto en términos de debilidad de la magnetostricción como en términos de su isotropía.

[0137] La figura 10 muestra Ios resultados de la prueba 10 de referencia en la que el recocido final se llevó a cabo a 1100 °C, y por lo tanto en el campo austenítico, mientras que Ios dos recocidos previos 1 y 2, realizados a 900 °C como todos I^os recocidos 1 y 2 de las pruebas según la invención, se llevaron a cabo en el campo ferrítico. Las curvas de magnetostricción se encuentran a lo largo de las diversas direcciones comparables, cualitativa y cuantitativamente, a las de las otras pruebas de referencia 1 y 2, que se ven en las figuras 3 y 4. Se puede concluir que el paso de la aleación al campo austenítico durante una de sus operaciones de recocido, incluso si ocurre solo al final del tratamiento, constituye un factor muy importante en la no obtención de una magnetostricción débil e isotrópica.

[0138] La prueba 11, en la que la segunda laminación en frío se llevó a cabo con una tasa de reducción de solo el 40 %, muestra, de acuerdo con la figura 11, un comportamiento convencional parabólico y ligeramente isotrópico de la magnetostricción en función de la inducción y, por lo tanto, un comportamiento fuera de la invención, con, por ejemplo, una magnetostricción de acuerdo con d L de más de 35 ppm a 1,5 T, de casi 60 ppm a 1,8 T. Se puede concluir que la filiación de la textura, modulada por las tasas de reducción de laminación en frío, está efectivamente bien controlada por las transformaciones de la textura durante la laminación en frío, lo que limita la invención a determinados intervalos de tasas de reducción.

[0139] La figura 12 muestra I^os resultados de la prueba 12 de referencia en la que el recocido intermedio se llevó a cabo a 1100 °C, y por lo tanto en el campo austenítico, mientras que I^os dos recocidos 1 y 3 se llevaron a cabo a 900 °C como todos I^os recocidos 1 y 3 de las pruebas según la invención, y por lo tanto en el campo ferrítico. Las curvas de magnetostricción se encuentran a lo largo de las diversas direcciones comparables a las de las otras pruebas de referencia 1,2 y 10, observadas en las figuras 3, 4 y 10, sin embargo, con una isotropía bastante significativa de la magnetostricción. Pero el nivel de magnetostricción sigue siendo demasiado alto, incluso para inducciones relativamente bajas. Se puede concluir, junto con la prueba 10, que el paso de la aleación en el campo austenítico durante cualquiera de sus operaciones de recocido constituye un factor muy importante en la no obtención de una magnetostricción que es tanto débil como isotrópica.

[0140] También se ha descubierto, sorprendentemente, que las pérdidas magnéticas a 400 H^z para diferentes inducciones (1, 1,2 y 1,5 T) fueron notablemente menores en el caso de Ios materiales obtenidos según la invención que en el caso de Ios materiales de referencia con granos no orientados. Se habría pensado que Ios ejemplos según la invención podrían exhibir pérdidas magnéticas inaceptables por corrientes inducidas, debido a ^su estructura no completamente recristalizada (pruebas 3 y 4), ^o a ^sus microestructuras de grano fino. Sin embargo, I^os resultados presentados en la tabla 4 demuestran lo contrario. Se obtuvieron en muestras de 0,2 mm de espesor, 100 mm de largo y 20 mm de ancho cortadas según DL, inmersas en un campo magnético de frecuencia fundamental de 400 H^z y controlando la inducción magnética según una forma temporal sinusoidal. Las mediciones se realizaron para amplitudes máximas de la inducción B de intensidad igual a 1, 1,2, 1,5 ^o 1,8 T. Las pérdidas magnéticas se expresan en W/kg.

T l 4: P r i m n i 4 H m i n if r n m r

[0141] Como se puede ver, las pérdidas magnéticas de las muestras producidas según la invención y que tienen granos de tamaño reducido y una estructura que no está completamente recristalizada (pruebas 3 y 4) ^o completamente recristalizada en virtud de un recocido final de 700 °C o más no son particularmente altas, y siguen siendo competitivas con respecto a las obtenidas en las muestras de referencia. Sobre todo, las muestras según la invención lOo % recristalizadas y producidas con un recocido final a 720 °C y más (hasta 810 °C, prueba 8 ^o mejor 9OO °C prueba 9) tienen pérdidas magnéticas que aún se mejoran sustancialmente en comparación con las muestras de referencia, incluida la de la prueba 1 que tiene un gran tamaño de grano y una estructura 1OO % recristalizada. Esta ventaja sobre las pérdidas magnéticas no es, por el momento, claramente explicada por los inventores. Es aún más notable cuando se opera en inducciones superiores a 1,5 T, como 1,8 T (véase la tabla 4), ya que las pérdidas magnéticas varían en función del cuadrado de la inducción. Esto es, una vez más, una ventaja para ^{su uso} en los transformadores de a bordo aeronáuticos, cuyo dimensionamiento está fuertemente vinculado a la evacuación de las diversas pérdidas (por efecto de Joule y magnético).

[0142] Cabe señalar que, sorprendentemente, mientras que el tamaño de grano grande de la prueba de referencia 10 fue a priori en la dirección de obtener las pérdidas magnéticas más bajas, es la prueba 9 de la invención la que tiene las pérdidas magnéticas más bajas.

[0143] En general, los resultados son aún más favorables en términos de pérdidas magnéticas, ya que la temperatura del recocido ferrítico final es mayor, obteniéndose los mejores resultados para la muestra de la prueba 9 que se recoció a 9OO °C.

[0144] Para la magnetostricción, las temperaturas de recocido ferrítico entre 8OO y 9OO °C muestran una anisotropía de deformación débil a muy débilmente marcada y las diferencias de las amplitudes de magnetostricción Máx AA que no exceden, en todos los casos, 6 ppm a 1,5T, 15 ppm a 1,8T y, por lo tanto, significativamente mejores que las de las muestras de los ensayos de referencia.

[0145] En general, la invención se define diciendo, en particular, que todas las operaciones de recocido deben tener lugar en el campo ferrítico, a una temperatura mínima de 65O °C y a una temperatura máxima que, teniendo en cuenta la composición eficaz de la aleación, se encuentra bien en el campo puramente ferrítico, sin que se produzca una transformación de al menos una parte de la ferrita en austenita. Se ha visto anteriormente cuál fue esta temperatura máxima en función del contenido de Si, C^o y C de la aleación.

[0146] Las tiras obtenidas según la invención se pueden utilizar para constituir núcleos de transformador que son tanto del tipo "cortado y apilado" como del tipo "enrollado" como se definió anteriormente. En este último caso, para producir el devanado, se deben utilizar tiras muy delgadas del orden de 0,1 a O,O5 mm de espesor, por ejemplo.

[0147] Como se ha dicho, un recocido llevado a cabo antes de la primera laminación en frío se lleva a cabo preferentemente en el contexto de la invención. Sin embargo, este recocido no es esencial, en particular en el caso en que la tira laminada en caliente haya permanecido en estado bobinado durante mucho tiempo durante su enfriamiento natural. En este caso, siendo la temperatura del bobinado a menudo del orden de 85O-9OO °C, la duración de esta permanencia puede ser completamente suficiente para que los efectos que se obtengan en la microestructura de la tira en esta etapa sean muy comparables a los que se obtendrían por un recocido real en el campo ferrítico realizado en las condiciones que se han dicho para el recocido opcional antes de la primera laminación en frío.

[0148] La tabla 5 resume los resultados obtenidos durante las pruebas 1 y 9 descritas anteriormente sobre la isotropía de magnetostricción y las pérdidas magnéticas a 1,5 T, 4OO H^z , y agrega información sobre la capacidad de laminación en frío ^o en templado de las muestras antes de que se les aplique un tratamiento de acuerdo con el procedimiento de la invención, y la magnetización de saturación J^s del producto final. Estos resultados también se comparan con los obtenidos durante las pruebas numeradas 13 a 24, en las que también se han probado aleaciones de composiciones de acuerdo con (13 a 19 y 23, 24) o no (20 a 22) con la invención. También se especifican las composiciones de estas nuevas aleaciones, con las de las pruebas 1 y 9 como recordatorio. Dado que las muestras K y L de las pruebas 21 y 22 resultaron inadecuadas para la laminación en frío ^o en caliente (roturas debidas a la fragilidad, comenzando desde el centro de la tira en dirección a los bordes), estas pruebas no continuaron más allá del intento de laminación, por lo que no se obtuvieron resultados al respecto en la tabla 5.

[0149] Para todas estas muestras, el espesor final es de 0,2 mm.

[0150] Como se ha visto, la muestra A (prueba 1) se sometió, sin recocido previo, a una LEF 1 con una tasa de reducción del 84 %, luego a un recocido R1 continuo a 1100 °C durante 3 minutos, luego a una LEF 2 con una tasa de reducción del 50 %, luego a un recocido R2 estático a 900 °C durante 1 h.

[0151] Las muestras B a H (pruebas 2 a 18) se sometieron a un recocido R1 continuo a 900 °C durante 8 minutos, luego a una LEF 1 con una tasa de reducción del 70 %, luego a un recocido R2 continuo a 900 °C durante 8 minutos a 900 °C, luego a un LEF 2 con una tasa de reducción del 70 %, luego a un recocido R3 estático a diferentes temperaturas y duraciones, como se indica en la tabla 5.

[0152] La muestra I (prueba 19) se sometió a un recoció R1 continuo a 900 °C durante 8 minutos, luego a una laminación en templado 1 a 150 °C con una tasa de reducción del 70 %, seguido de un recocido R2 continuo a 900 °C durante 8 minutos, seguido de una laminación en templado 2 a 150°C con una tasa de reducción del 70 % y un recocido R3 estático a 850 °C durante 30 minutos.

[0153] La muestra J (prueba 20) se sometió a un recocido R1 estático a 935 °C durante 1 h, luego a una LEF 1 a una tasa de reducción del 70 %, luego a un recocido R2 continuo a 900 °C durante 8 minutos, luego a una LEF 2 a una tasa de reducción del 70 %, luego a un recocido R3 estático a 880 °C durante 1 h.

[0154] Como se ha visto, la prueba de referencia 1 realizada en la aleación A del tipo FeCo27 no dio resultados satisfactorios, desde el punto de vista de la isotropía de la magnetostricción: véanse los valores altos de Máx AA observados. Esto está, al parecer, relacionado con el hecho de que uno de sus recocidos (R1) se llevó a cabo a una temperatura alta (1100 °c ) situada en el campo austenítico.

[0155] La prueba según la invención 9, llevada a cabo en la aleación B, que también es de FeCo27, para la cual todos los recocidos han tenido lugar en el campo ferrítico, ha llevado, por otro lado, a una excelente isotropía de la magnetostricción.

[0156] Esta buena isotropía de la magnetostricción se encuentra en las pruebas 13 y 14, que se refieren a aleaciones de FeCo que tienen un contenido de C^o inferior al 27 %: respectivamente alrededor de 18 % y 10 %, y cuya composición y tratamientos son, además, de acuerdo con los otros requisitos de la invención. El ejemplo l3 también muestra contenidos relativamente significativos de Si, Cr, Al, Ca y Ta. El ejemplo 14 también muestra contenidos significativos de Si, V y Ti. Sin embargo, todos estos contenidos permanecen dentro de los límites definidos para la invención.

[0157] De manera similar, una buena isotropía de la magnetostricción está presente en la prueba 23 que se refiere a una aleación de FeCo que tiene un contenido de C^o de casi 39 %, por lo tanto, sustancialmente mayor que 27 % pero que permanece dentro del límite del 40 % como el máximo establecido para la invención, y un contenido de Si que es significativo, pero no es francamente alto hasta el punto de comprometer la capacidad de laminación en fría en templado. Las pérdidas magnéticas y la magnetización de saturación son del mismo orden de magnitud que para las otras muestras tratadas según la invención.

[0158] Con respecto al ensayo 24, se refiere a una aleación que contiene un 15 % de C^o y carente de contenido significativo de otros elementos de aleación, en particular Cr. También tiene una magnetostricción particularmente débil e isotrópica. Las pérdidas magnéticas y la magnetización de saturación son del mismo orden de magnitud que para las otras muestras tratadas según la invención. En particular, en comparación con la prueba 13, la ausencia de Cr en la prueba 24, tendiendo esta ausencia a aumentar la magnetización de saturación, se compensa por una presencia ligeramente menor de Co que, por su parte, va en la dirección de una disminución en la magnetización de saturación. De manera similar, la ausencia de Cr en la prueba 24 está en la dirección de un aumento en las pérdidas magnéticas en comparación con la prueba 13, pero el menor contenido de Co en la prueba 24 está en la dirección de una disminución en estas mismas pérdidas magnéticas. Por lo tanto, las diferencias en la composición de la aleación entre las pruebas 13 y 24 tienden a compensarse entre ^sí, desde el punto de vista de las pérdidas magnéticas y de Js.

[0159] Con respecto a la prueba de referencia 20, se llevó a cabo en una aleación de FeCo que contenía 49 % de Co y, por lo tanto, por encima del límite superior del 40 % permitido por la invención. Todos sus recocidos se llevaron a cabo en el campo ferrítico. S^us pérdidas magnéticas son muy adecuadas, pero ^su magnetostricción no tiene la isotropía deseada. Como se ha dicho, en estos contenidos de C^o excesivamente altos, la transición orden-desorden durante los tratamientos térmicos es indudablemente demasiado rápida y aguda, y la cantidad de recocidos requeridos por la invención no es compatible con esta composición de la aleación. La presencia de 0,04 % de Nb, aunque todavía por debajo del límite máximo tolerado por la invención, también puede haber contribuido a obstaculizar el mecanismo de filiación de textura, que se ha dicho que es una explicación para la isotropía de la magnetostricción observada cuando se aplica el procedimiento según la invención.

[0160] Con respecto a la prueba de referencia 21, ^su contenido de Si es demasiado alto con respecto al contenido de C^o, y no se cumple la condición "Si 0,6 % Al < 4,5 - 0,1 % C^o si C^o < 35 %" requerida por la invención.

La consecuencia de esto es, como se explicó anteriormente, que la aleación no es adecuada para la laminación en frío o en templado, como lo confirma la experiencia.

[0161] Con respecto a la prueba de referencia 22, este es el caso donde Co es > 35 % y donde, por lo tanto, Si, según la invención, no debe exceder el 1 % para garantizar una buena capacidad para la laminación en frío ^o en templado. Sin embargo, el contenido de Si en esta prueba es de 1,53 %: aquí nuevamente, se confirma que la buena capacidad de laminación en frío o en templado de la aleación solo se obtiene bajo ciertas condiciones de composición, que deben incorporarse en la definición de la invención.

[0162] La prueba 15 según la invención muestra que un contenido de Co relativamente bajo (4,21 %) no es contradictorio con la obtención de una buena isotropía de la magnetostricción deseada, si los contenidos de Si y Al son suficientemente bajos. La presencia de 0,005 % de Nb no dificulta la obtención de los resultados deseados.

[0163] La prueba 16 según la invención se refiere a una aleación de Fe-Si-Al con un contenido de Co muy bajo. En este caso, también se obtiene la magnetostricción isotrópica deseada, junto con bajas pérdidas magnéticas.

[0164] La prueba 17 según la invención se refiere a una aleación que es prácticamente 99 % de Fe puro, con una presencia relativamente baja de Mn, Ca, Mg. La isotropía de la magnetostricción es menor que en las otras pruebas según la invención, pero, sin embargo, es muy buena en términos absolutos, ya que Máx AA a 1,8 T se mantiene en 25 ppm como se requiere en las láminas ^o tiras según la invención. Las pérdidas magnéticas también son ligeramente más altas que para las otras pruebas según la invención, pero permanecen en un buen nivel y son más bajas que las observadas en la prueba de referencia 1.

[0165] La prueba 18 según la invención se refiere a una aleación del tipo FeCo27 con un alto contenido de Cr (6 %) y que también contiene Mn (0,81 %) y un poco de M^o y B. Se confirma la buena isotropía de la magnetostricción, y las pérdidas magnéticas son tan bajas como para la prueba 16 a pesar de la presencia de 7 ppm de B. La magnetización de saturación permanece del orden de la observada durante las otras pruebas, ya que los contenidos de Cr, Mn y M^o no son altos hasta el punto de poder deteriorarla indeseablemente.

[0166] La prueba 19 según la invención se refiere a una aleación de Fe-Si que contiene 3,5 % de Si y que no contiene Al, y muestra que las condiciones operativas del procedimiento según la invención también son ventajosamente aplicables a este tipo de aleaciones de FeSi3 con el fin de obtener la isotropía de la magnetostricción deseada. Además, este ejemplo tiene pérdidas magnéticas particularmente bajas.

[0167] La tabla 6 presenta los resultados experimentales obtenidos al variar las condiciones de tratamiento, la composición de la aleación tratada y el espesor final de la muestra. L^os resultados de las pruebas 1 y 9 anteriores se repitieron, y se agregaron nuevas pruebas 25 a 31 realizadas en aleaciones que tienen las composiciones B (FeCo27), I (FeSi3) y C (FeCo18) explicadas en la tabla 5.

[0168] Sí se comparan Ios resultados de las diversas pruebas según la invención, llevadas a cabo en muestras de la misma composición, se puede ver que haciendo variar I^os parámetros de las LEF y de I^os recocidos dentro de Ios límites de la definición de la invención todavía es posible obtener una isotropía de magnetostricción inusualmente buena en todos I^os casos.

[0169] Cabe señalar que, con respecto a la aleación I (del tipo FeSi3), una comparación entre las pruebas 19 y 30 permite deducir que el aumento en la temperatura y en la duración del recocido final R3 en la prueba 30 ha causado una cierta degradación de esta isotropía, que sin embargo permanece dentro de Ios límites de Ios objetivos establecidos. Se cree que esta degradación puede estar relacionada con el hecho de que el componente de textura de Goss fue probablemente más fuerte en la prueba 30 y cercano al límite superior preferido del 30 %, también debido a las diferencias en el procedimiento de laminación en caliente.

[0170] También se puede observar que, con respecto a la aleación C (del tipo FeCo18), un espesor final de 0,5 mm obtenido antes del recocido final R 3 conduce, para condiciones de recocido final R3 idénticas, a una cierta degradación de la isotropía de la magnetostricción (véase la prueba 31). Esto podría remediarse aumentando, para este espesor, la duración y/o la temperatura del recocido final mientras se mantiene dentro de Ios límites establecidos por la definición de la invención.

[0171] En general, se puede ver, a la luz de las diversas pruebas realizadas, que las propiedades magnéticas de las muestras (pérdidas magnéticas y magnetostricción en particular) son relativamente poco dependientes de las condiciones precisas del recocido final, contrariamente a lo que se ha observado a menudo en la técnica anterior. El uso de laminación múltiple con un recocido intermedio entre cada laminación, y de un recocido final después de la última laminación en frío (y no una sola laminación en frío seguido de un recocido final), combinado con la obtención de un producto final que está muy fuertemente recristalizado, o incluso totalmente recristalizado, podría ser uno de Ios factores favorables a esta amplia tolerancia en las condiciones de fabricación, lo que es obviamente muy ventajoso. La persistencia, durante la fabricación, de proporciones, como máximo, pequeñas de texturas de G^oss y {111}<110> (o, en general, de menos del 30 % de cualquier componente de textura {hkl}<uvw> definido por una desorientación de menos de 15° de una orientación cristalográfica definida {hokolo}<uovowo>), que el procedimiento según la invención permite obtener, también podría contribuir a este resultado. L^os inventores están, sin embargo, en este momento sólo en la etapa de hipótesis para explicar las propiedades notables obtenidas tanto en la isotropía de magnetostricción como en las características magnéticas gracias a la aplicación del procedimiento de la invención.

[0172] Las tiras y láminas según la invención hacen posible fabricar, en particular, después de haber sido cortadas, núcleos de transformadores compuestos de hojas apiladas ^o enrolladas, sin requerir modificaciones en el diseño general de Ios núcleos de estos tipos utilizados habitualmente. Por lo tanto, es posible aprovechar las propiedades de estas láminas para producir transformadores que producen solo un ruido de magnetostricción bajo en comparación con I^os transformadores existentes de diseño y dimensionamiento similares. L^os transformadores para aeronaves destinados a ser instalados en una cabina de pilotaje son una aplicación típica de la invención. También es posible utilizar estas láminas para constituir núcleos de transformadores de mayor masa, por lo tanto, destinados a transformadores de potencia particularmente alta, mientras se conserva un ruido de magnetostricción que permanece dentro de límites aceptables. Los núcleos de transformador según la invención pueden consistir enteramente en hojas hechas de tiras ^o láminas según la invención, ^{o so}I^o parcialmente en casos en I^os que se consideraría que ^su combinación con otros materiales sería técnica ^o financieramente ventajosa.

Claims (9)

r e iv in d ic a c io n e s

1. Lámina o tira de aleación ferrosa laminada en frío y recocida (1), su composición consiste en, en porcentajes en peso:

- trazas < C < 0,2 %; preferentemente trazas < C < 0,05 %; más preferentemente trazas < C < 0,015 %;

- trazas < Co < 40 %;

- si C^o > 35 %, trazas < Si < 1,0 %;

- si trazas < Co < 35 %, trazas < Si < 3,5 % ,

- si trazas < Co < 35 %, Si 0,6 % Al < 4,5 - 0,1 % Co, preferentemente Si 0,6 % Al < 3,5 - 0,1 % Co;

- trazas < Cr < 10 %;

- trazas < V W M^o + Ni < 4 %, preferentemente < 2 %;

- trazas < Mn < 4 %, preferentemente < 2 %;

- trazas < Al < 3 %, preferentemente < 1 %;

- trazas < S < 0,005 %;

- trazas < P < 0,007%;

- trazas < Ni < 3 %, preferentemente < 0,3 %;

- trazas < Cu < 0,5%, preferentemente < 0,05%;

- trazas < Nb < 0,1 %, preferentemente < 0,01 %;

- trazas < Zr < 0,1 %, preferentemente < 0,01 %;

- trazas < Ti < 0,2%;

- trazas < N < 0,01 %;

- trazas < Ca < 0,01 %;

- trazas < Mg < 0,01 %;

-trazas < Ta < 0,01 %;

- trazas < B < 0,005 %;

- trazas < O < 0,01 %;

el resto siendo hierro e impurezas resultantes de la producción, caracterizada porque, para una inducción de 1,8 T, la diferencia máxima (Máx AA), que es el valor más alto que se puede encontrar entre los seis valores absolutos de las diferencias algebraicas entre cada posible par de mediciones de la amplitud de magnetostricción A, medidas paralelamente al campo magnético (Ha) aplicado (A//H) y perpendicularmente al campo magnético (Ha) aplicado (A^H) en tres muestras rectangulares (2, 3, 4) de dicha lámina ^o tira cuyos lados largos son respectivamente paralelos a la dirección de laminación (DL) de dicha lámina o tira, paralelos a la dirección transversal (Dt ) de dicha lámina o tira, y paralelos a la dirección que forma un ángulo de 45° con dicha dirección de laminación (DL) y dicha dirección transversal (DT), siendo como máximo de 25 ppm, porque ^su tasa de recristalización es de 80 a 100 %, y porque comprende no más del 30 % de cualquier componente de textura {hkl}<uvw> definido por una desorientación de menos de 15° desde una orientación cristalográfica definida {hokolo}<uovowo>, el componente de textura y la diferencia de las amplitudes de deformación de magnetostricción siendo medidos según la descripción.

2. Lámina o tira según la reivindicación 1, caracterizada porque 10 % < Co < 35 %.

3. Procedimiento de fabricación de una tira ^o lámina de aleación ferrosa (1) según una de las reivindicaciones 1 o 2, porque:

- se elabora una aleación ferrosa cuya composición consiste en:

- trazas < C < 0,2 %; preferentemente trazas < C < 0,05 %; más preferentemente trazas < C < 0,015 %;

- trazas < Co < 40 %;

- si C^o > 35 %, trazas < Si < 1,0 %;

- si trazas < Co < 35 %, trazas < Si < 3,5 % ,

- si trazas < Co < 35 %, Si 0,6 % Al < 4,5 - 0,1 % Co, preferentemente Si 0,6 % Al < 3,5 - 0,1 % Co; -trazas < Cr < 10%;

- trazas < V W Mo Ni < 4 %, preferentemente < 2 %;

- trazas < Mn < 4 %, preferentemente < 2 %;

- trazas < Al < 3 %, preferentemente < 1 %;

- trazas < S < 0,005 %;

- trazas < P < 0,007%;

- trazas < Ni < 3 %, preferentemente < 0,3 %;

- trazas < C^u < 0,5%, preferentemente < 0,05%;

- trazas < Nb < 0,1 %, preferentemente < 0,01 %;

- trazas < Zr < 0,1 %, preferentemente < 0,01 %;

- trazas < Ti < 0,2 %;

- trazas < N < 0,01 %;

- trazas < Ca < 0,01 %;

- trazas < Mg < 0,01 %;

- trazas < Ta < 0,01 %;

- trazas < B < 0,005 %;

- trazas < O < 0,01 %;

el resto siendo hierro e impurezas resultantes de la elaboración;

- se cuela en forma de un lingote o de un producto semiacabado de colada continua;

- dicho lingote ^o producto semiacabado de colada continua se forma en caliente en forma de una tira ^o lámina de 2 a 5 mm de espesor, preferentemente de 2 a 3,5 mm de espesor;

- se llevan a cabo al menos dos operaciones de laminación en frío de dicha tira o lámina, cada una teniendo una tasa de reducción de 50 a 80 %, preferentemente de 60 a 75 %, a una temperatura que es:

- de la temperatura ambiente a 350 °C si la aleación tiene un contenido de Si tal que 3,5,

- 0,1 %Co < Si 0,6 % Al < 4,5 - 0,1 % Co y Co < 35 %, o si la aleación contiene Co > 35 % y Si < 1 %; y si la laminación en frío va precedida de un recalentamiento, preferentemente secado en horno, durante un período de 1 h a 10 h a una temperatura inferior ^o igual a 400 °C;

- de la temperatura ambiente a 100 °C en otros casos;

- dichas operaciones de laminación en frío estando cada una separada por un recocido estático ^o continuo, en el campo ferrítico de la aleación, durante 1 min a 24 h, preferentemente durante 2 min a 1 h, a una temperatura de al menos 6500C, preferentemente de al menos 7500C, y como máximo:

- 1400 °C, si el contenido de Si de la aleación es superior o igual a (% de Si)a-iím = 1,92 0,07 % Co 58 % C; - Ta -iím = T^o + k % Si, donde T^o = 900 2 % C^o - 2833 % C y k = 112 - 1250 % C, si el contenido de Si es inferior a (%Si)a-nm;

- dicho recocido separando dos operaciones de laminación en frío que tienen lugar en una atmósfera que contiene al menos 5% de hidrógeno, preferentemente 100 % de hidrógeno, y menos de 1 % en total de especies gaseosas oxidantes para la aleación, preferentemente menos de 100 ppm, y que tiene un punto de rocío inferior a 20 °C, preferentemente inferior a 0 °C, más preferentemente inferior a -40 °C, óptimamente inferior a -60 °C;

- y se lleva a cabo un recocido final de recristalización estático ^o continuo, en el campo ferrítico de la aleación, durante 1 min a 48 h, a una temperatura de 650 a (900 2 %Co)°C, para obtener una tasa de recristalización de la tira ^o de la lámina de 80 a 100 %, caracterizado porque dicho recocido final de recristalización está precedido por un aumento de temperatura a una velocidad inferior ^o igual a 2000 °C/h, preferentemente inferior o igual a 60o °C/h, y es seguido por un enfriamiento llevado a cabo a una velocidad inferior o igual a 2000 °C/h, preferentemente inferior ^o igual a 600 °C/h.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el recocido final de recristalización se lleva a cabo al vacío, ^o en una atmósfera no oxidante para la aleación, ^o en una atmósfera hidrogenada.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el recocido final de recristalización se lleva a cabo en una atmósfera que contiene al menos 5 % de hidrógeno, preferentemente 100 % de hidrógeno, y menos de 1 % en total de especies gaseosas oxidantes para la aleación, preferentemente menos de 100 ppm, y que tiene un punto de rocío inferior a 20 °C, preferentemente inferior a 0 °C, más preferentemente inferior a -40 °C, óptimamente inferior a -60 °C.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la primera laminación en frío está precedida por un recocido estático ^o continuo, en el campo ferrítico de la aleación durante 1 min a 24 h, preferentemente durante 2 min a 10 h, a una temperatura de al menos 650 °C, preferentemente de al menos 700 °C, y como máximo:

- 1400 °C, si el contenido de Si de la aleación es superior ^o igual a (% de Si)a-iím = 1,92 0,07 % C^o + 58 % C; - Ta-iím = T^o + k % Si, donde T^o = 900 2 % Co - 2833 % C y k = 1l2 - 1250 % C, si el contenido de Si es inferior a (%Si)a-lím;

teniendo dicho recocido lugar en una atmósfera que contiene al menos 5 % de hidrógeno, preferentemente 100 % de hidrógeno, y menos de 1 % en total de especies gaseosas oxidantes para la aleación, preferentemente menos de 100 ppm, y que tiene un punto de rocío inferior a 20 °C, preferentemente inferior a 0 °C, más preferentemente inferior a -40 °C, óptimamente inferior a -60 °C.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque, después del recocido final de recristalización, se lleva a cabo un recocido de oxidación a una temperatura de entre 400 y 700 °C, preferentemente entre 400 y 550 °C, durante un período de tiempo que permite obtener una capa oxidada aislante con un espesor de 0,5 a 10 pm en la superficie de la lámina o tira.

8. Núcleo magnético de transformador, caracterizado porque está compuesto por hojas apiladas ^o enrolladas, al menos algunas de las cuales se han producido a partir de una lámina ^o de una tira según una de las reivindicaciones 1 ^o 2.

9. Transformador que comprende un núcleo magnético, caracterizado porque dicho núcleo es del tipo según la reivindicación 8.