Dans l'industrie automobile, les exigences de qualité pour les aciers magnétiques doux fournis pour produire divers composants utilisés pour les actionneurs, les capteurs ou les machines électriques sont en constante augmentation. Un exemple fréquent est l'électrovanne qui, en général, peut être utilisée à la fois comme actionneur et comme capteur. Les électrovannes sont largement utilisées dans l'industrie automobile, c'est-à-dire qu'elles font partie du mécanisme de déplacement ou de contrôle avec pour objectif de transformer rapidement et efficacement l'énergie électromagnétique en action mécanique ou vice versa. Pour obtenir une transformation et une efficacité fonctionnelle, il est nécessaire d'utiliser des aciers doux perméables au magnétisme comme matériau de base. Pour répondre aux exigences d'efficacité, les fournisseurs d'acier magnétique doux et les fabricants de composants doivent qualifier leurs matériaux sous-jacents (par exemple, l'acier inoxydable ferritique) avec des caractéristiques ferromagnétiques pré-spécifiées.
Les caractéristiques ferromagnétiques prises en compte dans la qualification des matériaux magnétiques doux sont généralement représentées par la courbe d'hystérésis magnétique en courant continu. La courbe d'hystérésis comprend, sans s'y limiter, des quantités physiques uniques telles que la coercivité (HcJ), la polarisation magnétique à saturation (JS) et la perméabilité relative (μr).
La perméabilité relative est l'un des paramètres les plus acceptables pour caractériser la "douceur magnétique" des matériaux ferromagnétiques. La perméabilité relative µr est proportionnelle au rapport B/H et indique la pente de la courbe initiale dans le diagramme B(H). Elle caractérise l'efficacité dynamique d'un matériau dédié dans un processus d'aimantation dynamique. Plus la perméabilité relative µr est élevée, plus les composants (fabriqués à partir de ce matériau) du système électromagnétique peuvent être magnétisés rapidement, ce qui contribue à augmenter la dynamique du système.
La perméabilité relative µr n'est pas un paramètre constant pour les matériaux ferromagnétiques et dépend de l'intensité du champ magnétique appliqué (H). Il n'est donc pas rare que, pour des raisons de simplicité, seule la valeur maximale de la courbe de perméabilité relative (μrmax) soit prise en compte.
La perméabilité relative peut être fortement modifiée au cours de la fabrication des matériaux magnétiques doux, c'est-à-dire après les processus d'étirage, de laminage, de broyage et de recuit. Par exemple, pour les aciers inoxydables tels que 1.4105 ou 1.4106, largement utilisés pour produire des actionneurs ou des capteurs dans l'industrie automobile, le niveau de μrmax peut varier entre 700 et 1800 en fonction de l'état de l'usinage ou du traitement thermique.
Les barres rondes ou les tôles rectangulaires constituent l'une des formes fréquentes des aciers magnétiques doux fournis. Pour mesurer le μrmax, les fournisseurs d'acier et les acheteurs sont à la recherche d'un appareil industriel précis, mais doté d'une fonctionnalité simple et ne nécessitant pas de préparation sophistiquée des échantillons.
La courbe d'hystérésis peut être mesurée de manière efficace en termes de temps et de ressources grâce à la méthode de l'aimantation dans le circuit magnétique ouvert. L'avantage de cette méthode est qu'elle ne nécessite pas d'adaptation et de préparation mécanique supplémentaire (par exemple, broyage, serrage), mais qu'il suffit de respecter les dimensions prédéfinies de l'échantillon.
Sur la base de cette méthode, FOERSTER a développé le système KOERZIMAT 1.097 J-H pour tester les barres rondes et les tôles magnétiques douces. Le système KOERZIMAT J-H permet de mesurer la boucle d'hystérésis complète. Ce système permet de mesurer la boucle d'hystérésis et la perméabilité relative sans adaptation mécanique supplémentaire et sans charge requise pour l'échantillon testé.
Pour la mesure, l'échantillon est inséré dans la bobine de détection du porte-échantillon, qui est ensuite placé à l'intérieur de la bobine. La conception garantit que l'échantillon est placé au centre de la région homogène de la bobine de champ. Avant le début de la mesure, l'échantillon est démagnétisé. La mesure d'hystérésis qui suit est contrôlée par le contrôleur KOERZIMAT, qui garantit des temps de mesure suffisamment longs pour éviter les effets secondaires des courants de Foucault et permet des mesures d'hystérésis jusqu'à 100 kA/m.
Les mesures d'hystérésis dans un circuit magnétique ouvert sont affectées par des effets de démagnétisation, qui peuvent être corrigés mathématiquement. La correction de la démagnétisation est effectuée automatiquement par le logiciel J-H par le biais de calculs des facteurs de démagnétisation fluxmétriques ; les résultats de la mesure sont affichés sous la forme de la "véritable" hystérésis cisaillée.
Le KOERZIMAT J-H est conçu pour les matériaux magnétiques doux et peut mesurer une boucle d'hystérésis avec une intensité de champ maximale de 100 kA/m. L'application de la correction de démagnétisation mise en œuvre montre une bonne concordance avec les mesures normalisées et les données de la littérature dans la gamme de perméabilité de 100 à 4000.
Vidéo Youtube en anglais pour KOERZIMAT J-H