[發明專利]FeCo合金、FeSi合金或Fe片材或帶材以及其生產方法，由所述片材或帶材生產的變壓器磁芯及包括其的變壓器

有效

• 申請號: 201680044566.1
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN107849665B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: T·瓦克勒;蒂埃里·博丹;安妮-洛爾·赫爾伯特;奧利維爾·胡伯特;雷米·巴特奈特
• 申請（專利權）人: 艾普倫
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C21D8/12;C22C38/06;C22C38/10;C22C38/18;H01F1/12;H01F1/14;H01F1/147
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張錚錚;姚開麗

本發明涉及一種冷軋、退火的含鐵合金的片材或帶材(1)，其特征在于，該片材或帶材的組成為(以重量百分比計)：痕量≤Co≤40％；如果Co≥35％，則痕量≤Si≤1.0％；如果痕量≤Co35％，則痕量≤Si≤3.5％；如果痕量≤Co35％，則Si+0.6％Al≤4.5－0.1％Co；痕量≤Cr≤10％；痕量≤V+W+Mo+Ni≤4％；痕量≤Mn≤4％；痕量≤Al≤3％；痕量≤S≤0.005％；痕量≤P≤0.007％；痕量≤Ni≤3％；痕量≤Cu≤0.5％；痕量≤Nb≤0.1％；痕量≤Zr≤0.1％；痕量≤Ti≤0.2％；痕量≤N≤0.01％；痕量≤Ca≤0.01％；痕量≤Mg≤0.01％；痕量≤Ta≤0.01％；痕量≤B≤0.005％；痕量≤O≤0.01％；其余為鐵和由制備所帶來的雜質。該片材或帶材的特征還在于，對于1.8T的感應，平行于施加在該片材或帶材的三個矩形樣品(2、3、4)上的磁場(Ha)(λ//H)與垂直于所述磁場(Ha)(λ⊥H)所測量的磁致伸縮形變值λ之間的最大偏差(MaxΔλ)為至多25ppm，其中，上述樣品的長邊側分別平行于所述片材或帶材的軋制方向(DL)、平行于所述片材或帶材的橫向方向(DT)以及平行于與軋制方向(DL)和橫向方向(DT)形成45°角的方向。片材或帶材的進一步特征在于，其再結晶率為80％至100％。本發明還涉及生產這種片材或帶材的方法，由所述片材或帶材制成的變壓器磁芯以及包括其的變壓器。

技術領域

本發明涉及一種鐵和鈷的合金，尤其是Co含量為約10％至35％的合金，并且還涉及純鐵以及Si含量為3％的鐵和硅的合金。這些材料用于形成尤其用于飛行器的磁性部件，諸如變壓器芯。

背景技術

飛行器上裝載的低頻變壓器(≤1kHz)主要由根據結構限制而層壓、疊置或纏繞的軟磁體磁芯以及初級繞組和次級繞組(銅)組成。初級電源電流隨著時間而周期性但不一定完全正弦地變化，從而不能從根本上改變變壓器的需求。

這些變壓器受限于多重限制。

變壓器必須具有盡可能小的體積和/或質量(通常，這兩者緊密相關)，從而體積功率密度或質量功率密度盡可能地高。工作頻率越低，磁軛的截面以及該磁軛的體積(繼而質量)必須越大，這就加劇了在低頻應用中使變壓器小型化的興趣。由于基頻通常是強制性的，這相當于獲得了盡可能高的工作磁通量，或者，如果所提供的電力是強制性的，則這相當于盡可能地減小磁通量的通道截面(并且因此降低材料的質量)，以通過降低機載質量來進一步增加質量功率。

變壓器必須具有足夠的壽命(根據應用，至少10年至20年)以使它們是能帶來利益的。因此，就變壓器的老化而言，必須考慮熱工作狀態。通常，可取的是，在200℃下，最低壽命為100000小時。

變壓器必須在大致正弦頻率功率的電網上運行，其中，輸出均方根電壓的幅度從一個時刻到下一時刻可瞬時變化高達60％，并且特別是當變壓器通電時或者當電磁致動器突然接通時。根據結構，這使得通過磁芯的非線性磁化曲線對初級變壓器引起電流涌浪。該變壓器的元件(絕緣體和電子組件)必須能夠承受這種涌浪電流(被稱為“涌浪效應”)的強烈變化而不會造成損壞。

該涌浪效應可通過“涌浪指數”(In)來量化，該涌浪指數通過式In＝2.Bt+Br–Bsat來計算，其中，Bt為變壓器的磁芯的額定工作感應，Bsat為芯的飽和感應，而Br為芯的剩余感應。

變壓器因電磁力和磁致伸縮而產生的噪聲必須足夠低以符合現行標準或者滿足使用者以及位于變壓器附近的人員的要求。飛行員和副駕駛越來越希望能夠在不需要耳機的情況下直接交流。

變壓器的熱效率也是非常重要的，這是由于其既決定了內部工作溫度又決定了例如通過圍繞繞組和磁軛(其與油泵的尺寸相適應)的油浴來必須去除的熱流。熱功率源主要為初級繞組和次級繞組的焦耳損耗以及磁通量隨著時間變化的磁損耗和磁性材料中的磁損耗的形式。在工業實踐中，推導出的體積熱功率受限于油泵的尺寸和功率所施加的特定閾值以及變壓器的內部運行極限溫度。