BE487005A - - Google Patents

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BE487005A
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003Methods and devices for magnetising permanent magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procédé de fabrication d'aimants permanents anisotropes. 



   L'invention concerne un procédé de fabrication d'aimants permanents anisotropes en un alliage, magnétiquement trempable, à base de fer contenant comme éléments principaux du nickel, de l'aluminium, et du cobalt. 



   Comme on le sait, l'anisotropie de tels aimants peut s'obtenir en soumettant l'alliage, pendant le refroidisse- ment nécessaire à la trempe magnétique, dans une zone de tem- pératures comportant le point de Curie et une température in- férieure d'environ 150 C à ce point, à l'action d'un champ mag- nétique. En magnétisant ensuite la pièce dans une direction parallèle à celle du champ magnétique appliqué pendant le re- froidissement précité, on obtient un aimant permanent dont le (BH)max dans cette direction, dite direction préférentielle, est 

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 beaucoup plus élevé que celui obtenu sans le refroidissement dans un champ magnétique.

   Jusqu'à présent les meilleurs résul- tats ont été obtenus avec des alliages à base de fer contenant 16 à 30% de cobalt, 12 à   20%   de nickel et 6 à   11%   d'aluminium. 



   Les recherches qui ont conduit à la présente inven- tion, ont prouvé que le produit (BH)max dans la direction préférentielle d'alliages de la composition précitée ou d'une composition analogue, soumis à l'action d'un champ magnétique pendant le refroidissement peut encore être notablement amé- lioré par l'application du procédé conforme à l'invention. A cet effet, conformément à la présente invention, un alliage dont les cristaux sont orientés d'une manière prépondérante dans la direction (100) est soumis à l'effet d'un champ ma- gnétique parallèle à la direction mentionnée, utilisée pour la trempe magnétique, et la pièce magnétique est finalement ma- gnétisée par un champ parallèle à la même direction. Après le traitement thermique dans le champ magnétique, la pièce peut être soumise à un traitement de vieillissement. 



   Dans le cas d'une composition qui fournirait autrement, par le refroidissement dans le champ magnétique un (BH)max de 5. 000.000 dans la direction préférentielle, l'emploi d'une matière présentant l'orientation cristalline spé- cifiée peut donner un (BH)max de plus de   8.000.000.   Si, au lieu de magnétiser la pièce magnétique de même composition dans la direction de l'orientation cristalline prépondéran- te, on la magnétise, pendant le refroidissement, dans une autre direction, par exemple la direction transversale, on obtient un (BH)max qui ne dépassera pas environ 5.000.000. 



   D'autre part, dans le cas de compositions qui, d'une autre manière ne donneraient par refroidissement dans un champ mag- nétique qu'un (BH)max ne dépassant pas 2.500.000 et qui, de ce fait, ne sont pas intéressantesen pratique, l'emploi de 

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 matières à cristaux orientés peut donner des valeurs (BH)max notablement supérieures à cette limite. Il est donc évident que l'amélioration du produit (BH) max généralement obtenue par le procédé conforme à la présente invention, est due à la combinaison de l'orientation cristalline prédominante dans la direction (100) et la magnétisation parallèle à cette di- rection pendant le refroidissement nécessaire à la trempe magnétique. 



   Pour tirer le parti précité de l'orientation cris- talline sélectionnée, les aimants permanents conformes à la pré- sente invention ont une teneur en cobalt de 10 à 40%, de pré- férence de 16 à 30%, une teneur en nickel de 10 à   28%,   une teneur en aluminium de 6 à 11% et une teneur en cuivre ne dépassant pas 7%. Les plus grandes valeurs de (BH)max s'ob- tiennent avec une teneur en cobalt de 16 à   30%,   en particulier supérieure à   20%   et par un choix judicieux des autres consti- tuants.

   La teneur en titane ne doit pas dépasser 7%; l'alliage peut en outre contenir de petites quantités (inférieures à 1% ) de tungstène, de chrome, de molybdène, de vanadium, de zir-   conim,   de calcium, de cérium et de silicium, le reste étant essentiellement du fer avec les impuretés que contiennent les aciers industriels normaux. 



   L'alliage peut être un mono-cristal ou être consti- tué par un complexe de cristaux. Dans ce dernier cas, les résultats optima s'obtiennent lorsque tous les cristaux ont la direction désirée, mais de bons résultats s'obtien- nent lorsque pratiquement plus de 50% en volume, et de préfé- rence plus   de.-70%   en volume de l'alliage sont constitués par des cristaux orientés dans la direction désirée. 



   L'orientation des cristaux peut s'obtenir en cou- lant l'alliage dans des conditions de solidification telles que l'on ne prélève de la chaleur de l'alliage que dans une seule direction et que la pièce soit soumise pour la tfempe 

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 magnétique à l'action du champ magnétique dans une direction parallèle à celle mentionnée ci-dessus. De préférence, cette directioncommune est verticale, de sorte que l'accroissement des cristaux n'est pas affecté par des courants de convexion ni par des différences en poids spécifique comme ce pourrait être le cas si la direction d'accroissement des cristaux était horizontale. 



   Le résultat désiré peut s'obtenir à l'aide d'un moule qui se place dans un four chauffé à une température de 1200 à 1500 C; le fond du moule fait contact avec une plaque métallique, artificiellement refroidie, ou est refroidi par de l'air ou un autre agent réfrigérant approprié. En rédui- sant progressivement la chaleur fournie au four, on solidifie l'alliage du fond du moule vers la partie supérieure. On ob- tient ainsi de gros cristaux en barres qui sont perpendicu- laires à la face refroidie du moule et dont la direction (100) est parallèle à l'axe longitudinal des cristaux. 



   Suivant une autre particularité de la présente invention, l'orientation désirée des cristaux s'obtient en provoquant la solidification de l'alliage dans un moule con- stitué par ou comportant des surfaces à conductibilités ther- miques différentes qui sont disposéesde manière que celles dont la conductibilité thermique est la plus grande sont per-   pendiculairesà   la direction désirée de la croissance des cristaux. Une construction, qui permet d'obtenir cette par- ticularité de l'invention, comporte un moule en sable ou en une autre matière réfractaire à la chaleur muni de surfaces de refroidissement en métal ou en un autre matériau présen- tant une conductibilité calorique comparable.

   Les surfaces de refroidissement peuvent être massives ou creuses et être refroidies par un agent réfrigérant en mouvement, par exemple de l'eau ou de l'air. 

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   Pour augmenter la cristallisation dirigée, on peut fournir de la chaleur au moule aux endroits à faible conductibilité thermique, par exemple à l'aide de réchauf- feurs électriques qui sont incorporés dans le sable ou autre matériau réfractaire près de la surface du moule. L'orienta- tion des cristaux   s'obtient   donc en prélevant de la chaleur de l'alliage en fusion dans la direction de l'orientation désirée des cristaux de manière que les pertes de chaleur dans une direction perpendiculaire à la direction d'orientation des cristaux soient minima de manière à éviter la croissance des cristaux à partir des parois du moule dans la direction trans- versale. 



   Les surfaces réfrigérantes peuvent éventuellement être amovibles et les parties à faible conductibilité thermique peuvent être chauffées à une température élevée avant l'assem- blage du moule et la coulée des alliages magnétiques pour éviter l'échauffement des surfaces de refroidissement. L'effet obtenu est moindre lorsque tout le moule, surfaces de refroidis- sement inclus, est chauffé avant la coulée. 



   La Demanderesse a constaté que la présence d'une grande quantité de titane entrave la croissance des cristaux en barres, de sorte que dans la mise en oeuvre du procédé con- forme à cette dernière particularité de l'invention, dans le- quel on tire essentiellement parti de différences de conduc- tibilité thermique pour favoriser la croissance des cristaux en barres, il s'est avéré nécessaire d'utiliser des composi- tions ne contenant pas plus de   0,7 %   de titane, le reste de la composition étant déterminé par la zone qui a été spécifiée ci-dessus comme la plus favorable en ce qui concerne la cris- tallisation orientée.

   Bien que l'effet directif ne soit pas aussi complet que dans le cas d'utilisation des autre s procédés, la Demanderesse a constaté que cette manière de favoriser la croissance dirigée des cristaux permet d'obtenir pour (BH)max 

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 des valeurs comprises entre 6.000.000 et   7.00.000   avec des alliages qui, sans croissance dirigée des cristaux, auraient un   (BH)max de   4. 000.000 à 5.000.000. 



   Le refroidissement dans le champ magnétique peut s'effectuer pendant que   l'alliage   refroidit dans le moule. Si les moyens réfrigérants du moule sont en fer ou en une autre matière magnétique, ils peuvent servir de pièces polaires pour guider le champ magnétique dans la direction désirée. On peut aussi refroidir dans le moule, enlever ce dernier, et procéder à un nouveau chauffage avant le traitement magnétique. 



   Le tableau suivant illustre la zone totale., la zone limitée et la zone préférentielle pour la composition des alliages à utiliser: TABLEAU I 
 EMI6.1 
 
<tb> Zone <SEP> totale <SEP> Zone <SEP> limitée <SEP> Zone <SEP> préférentielle
<tb> 
<tb> Al <SEP> 6 <SEP> - <SEP> 11% <SEP> 6 <SEP> - <SEP> 11% <SEP> 7 <SEP> - <SEP> 8,5% <SEP> 
<tb> 
<tb> Ni <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 28% <SEP> 11 <SEP> - <SEP> 21% <SEP> 13,5-16,5%
<tb> 
<tb> Co <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 40% <SEP> 16--30% <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 25%
<tb> 
<tb> Cu <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 7% <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 7% <SEP> < <SEP> 6,5%
<tb> 
<tb> Ti <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 7% <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5% <SEP> < <SEP> 2,

  8%
<tb> 
<tb> Fe <SEP> reste <SEP> avec <SEP> im- <SEP> reste <SEP> avec <SEP> impu- <SEP> reste <SEP> avec <SEP> impupuretés <SEP> usuelles <SEP> retés <SEP> usuelles <SEP> retés <SEP> usuelles
<tb> 
 
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisé, les, particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu partie de l'invention. 



   La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un moule en sable avec plaque de refroidissement utilisable pour la coulée d'un alliage suivant le principe de la présente inven- tion. 



   La fig. 2 est une coupe tracée à plus grande échelle, suivant le plan II-II de la fig. 1. 



   La fige 3 montre la pièce coulée obtenue dans le 

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 moule représenté sur les figs. 1 et 2, cette pièce est partiel- lement sectionnée de manière à constituer un aimant permanent et comporte d'autres lignes de séparation qui sont tracées en pointillés. 



   La fig. 4 est une vue en élévation agrandie d'une partie sectionnée de la pièce moulée, indiquant la direction de la croissance des cristaux. 



   La fig.   5   est une vue en élévation d'une partie de la section montrée sur la fig. 4, partie qui est coupée pour ob- tenir l'orientation maximum de la croissance des cristaux dans   une seule direction ; magnétisation de la partie dans la   même direction est indiquée schématiquement. 



   La fig. 6 donne les courbes de démagnétisation d'aimants permanents de même composition mais fabriqués dans   des conditions différentes ; illustre les avantages in-   hérents à l'invention. 



   Dans les zones de composition précitées, l'alliage peut se soûler dans un moule en sable tel qu'indiqué par 10 sur les fig.1 et 2. Le moule 10 comporte une partie inférieure 11 et une partie supérieure 12. La partie 11 comporte un creux 13, qui sur la figure, affecte la forme d'un prisme rectangulaire. Une ouverture 14, ménagée dans la partie 12,   communique   avec le creux 13 par un canal 15 ménagé dans la partie inférieure du moule à proximité du haut du creux.Les canaux 16 et 17 ménagés dans les parties 11 et 12 du moule forment un trop-plein pour le moule. 



   Le moule 10 peut être en sable humide, en sable sec ou en une autre matière de moulage appropriée. Pour obtenir dans la pièce moulée, une croissance de cristaux prédominante dans une direction déterminée, on peut disposer à la partie inférieure du creux du moule 13 une plaque de refroidissement en fer, ou en autre métal voire en un autre matériau approprié, 

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 bon conducteur de la chaleur. La plaque peut aussi se disposer en un autre endroit que le fond du moule ou bien un.moule sans fond peut être serré ou fixé d'une autre ma- nière sur la plaque de fond métallique qui fait office de plaque de refroidissement. On peut aussi réaliser l'une des parois du moule en un matériau assez bon conducteur de la cha- leur, par exemple en sable de zirconium. 



   Pour la mise en oeuvre du procédé, on opère de la    manière suivante ; alliage magnétique en fusion de la compo-   sition précitée, est introduit par une ouverture 14 et à 1' aide d'un raccord 15 dans le creux 13 du moule de façon à rem- plir ce dernier de métal en fusion (indiqué par 19). On laisse alors refroidir le moule jusqu'à une température telle que le métal se solidifie. On enlève ensuite la pièce coulée du moule. La pièce ainsi obtenue peut alors être soumise aux stades suivants du processus, stades qui seront décrits par la suite, ou bien, comme le montre la fig. 3, on peut décou- per des parties 21 de la pièce coulée pour obtenir plusieurs aimants de petites dimensions. Le découpage de la partie 21 et de parties plus petites peut s'effectuer au mieux à l'aide d'une fraise armée d'un diamant. 



   La fig. 4 montre comment on peut obtenir une croissance caractéristique des cristaux par l'emploi d'une plaque de refroidissement. La fig. 4 montre, à grande échelle, une face verticale de la partie   21;   le bord   inférieur22   correspond avec la face inférieure de la pièce moulée, face qui a été en contact avec la plaque de refroidissement 18. 



  Alors que, comme le montre la fig.4, la solidification et la croissance des cristaux débute évidemment aux surfaces du métal en fusion voisinant avec les parois intérieures du moule et se poursuit intérieurement suivant une direction perpendiculaire à ces parois, la croissance des cristaux, de 

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 loin la plus rapide, se produit perpendiculairement au plan de la plaque 18 comme indiqué par la surface A au-dessus du bord inférieur 22. Ceci provient de ce que la plaque de re- froidissement évacue plus rapidement la chaleur du métal fon- du que les parois du moule. Il en résulte que la surface A constitue une zone de croissance des cristaux dans une di- rection déterminée qui prédomine largement comparativement aux surfaces latérales B et B' et à la surface supérieure A'. 



  Dans les plus petites surfaces B et B', la direction de la croissance des cristaux est perpendiculaire à celle de la croissance des cristaux dans les surfaces A et A'. 



   Toute la partie 21 peut se travailler suivant le procédé conforme à l'invention ou si l'on désire une valeur (BH)max plus grande encore, on peut découper une plus petite partie, indiquée par 23 (fig. 5) dans la partie 21 le long de la ligne en pointillés 23a (fig. 4) de façon qu'elle se trouve pour ainsi dire entièrement dans la surface A. Pour la partie plus petite 23, les droites qui indiquent la direc- tion de la croissance des cristaux où les axes principaux de ces derniers sont pratiquement parallèles. 



   Pendant le traitement suivant de la pièce moulée 20, de la partie 21 de cette pièce ou de la plus petite par- tie 23, la pièce coulée est soumise à un traitement thermique qui, dans les alliages de ce type est nécessaire pour obtenir la "trempe magnétique". A cet effet, la pièce est chauffée à une température voisine de   1200 C   ou plus et est ensuite refroidie. Pendant le refroidissement et pendant que la pièce traverse le point de Curie, on la soumet à l'action d'un champ magnétique dont la direction est parallèle à celle de la croissance prédominante des cristaux. Cette direction est indiquée par la double flèche M sur la fig. 5.

   Comme, pour un alliage de la composition précitée, le point de Curie se ..trouve dans le voisinage de 750 à   900 C,   la pièce doit être 

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 chauffée au delà de 900 C et être ensuite soumise à l'action du champ magnétique lorsqu'elle passe par le point de Curie et de préférence jusqu'à une température d'environ 150 C en deça du point de Curie. Le traitement magnétique peut s'ef- fectuer pendant que la pièce refroidit dans le moule, mais on peut aussi   sottir   la pièce du moule, la chauffer à nouveau et la refroidir dans le champ magnétique. En général, dans ce dernier cas, la pièce est chauffée à une température d'environ   1300 C   et est refroidie à la vitesse de 0,5 à 5 C par seconde jusqu'à une température d'environ 600 C.

   La plus faible vi- tesse de refroidissement s'utilisera de préférence au moment ou la pièce refroidit d'une température voisine du point de Curie jusqu'à une température environ 150 C plus basse que celle de ce point. 



   La zone de températures comprises entre le point de Curie et une température inférieure d'environ 150 C à ce point est une partie de la zone de températures que la pièce parcourt pendant le refroidissement que nécessite sa trempe magnétique. Le temps pendant lequel la température de la pièce se trouve dans la zone comprise entre le point de Curie et une température de 150 C inférieure à ce point doit être au minimum de 30 sec,mais pour obtenir les propriétés magné- tiques optima, il doit être 10 fois plus long donc de 300 se- condes. Comme il est connu qu'un traitement thermique de re- cuit améliore les propriétés magnétiques d'alliages de nickel, aluminium, cobalt et fer, l'alliage est ensuite recuit, opéra- tion qui consiste par exemple à maintenir l'alliage, pendant 6 à 12 heures, à une température d'environ 600 C.

   La pièce ayant subi le traitement thermique complet, en général on la démagnétise pour faciliter son parachèvement. Cependant, chaque magnétisation ultérieure s'effectuera dans le même sens que le premier c'est-à-dire parallèlement à la direction de la croissance prédominante des cristaux. 

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   Voici quelques exemples typiques qui faciliteront la compréhension de l'invention: EXEMPLE I 
Des éprouvettes prismatiques, de 22 x 22 x 35 sont coulées dans un moule en sable, en deux parties, agencé de ma- nière que l'une des moitiés des canaux verticaux ménagés dans chaque partie du moule soit fermée par du sable et les autres canaux par des plaques de refroidissement horizontales en acier qui forment les surfaces supérieures et lessurfaces in- férieures des creux ménagés dans le moule. Après la solidifi- cation de l'alliage, les pièces coulées sont chauffées à   1300 C   et sont refroidies dans un champ.magnétique de 3000 oersteds parallèle à l'axe longitudinal des éprouvettes ;   furent ensuite soumises, pendant 72 heures, à un traitement   de vieillissement à la température de 585 C.

   Les prppriétés magnétiques.'furent déterminées après enlèvement de 0,5 mm de   chaque côté des éprouvettes ; résultats figurant au ta-   bleau II permettent d'établir une comparaison entre les pièces coulées dans des moules en sable normaux et celle comportant des cristaux orientés par suite de l'effet des plaques de refroidissement. 



  TABLEAU II
Composition. 
 EMI11.1 
 
<tb> 



  Al% <SEP> Ni% <SEP> Co% <SEP> Cu% <SEP> Ti%
<tb> 
<tb> 8,1 <SEP> 13,3 <SEP> 24,5 <SEP> 2,9 <SEP> -
<tb> 
<tb> 7,6 <SEP> 14,3 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP> 3,2 <SEP> 0,5
<tb> 
<tb> 6,8 <SEP> 11,4 <SEP> 26,7 <SEP> 4,9 <SEP> -
<tb> 
<tb> 8,9 <SEP> 16, <SEP> 0 <SEP> 35,0 <SEP> 4,7 <SEP> -
<tb> 
<tb> 9,0 <SEP> 15,0 <SEP> 15,3 <SEP> 4,5 <SEP> -
<tb> 
<tb> 9,5 <SEP> 20,3 <SEP> 19,9 <SEP> 2,2 <SEP> -
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 Moules en sable 
 EMI12.1 
 
<tb> Rémanence <SEP> (BH)max <SEP> Force
<tb> coërcitive
<tb> 12,850 <SEP> 5,50 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 650
<tb> 
<tb> 12,400 <SEP> 4,80 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 655
<tb> 
<tb> 
<tb> Il,400 <SEP> 2,35 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 320
<tb> 
<tb> 10,150 <SEP> 2,10 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 345
<tb> 
<tb> 9,600 <SEP> 2,50 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 565
<tb> 
<tb> 8,750 <SEP> 1,

  90 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 605
<tb> 
 Echantillons à cristaux orientés 
 EMI12.2 
 
<tb> Rémanence <SEP> (BH)max <SEP> l'orée
<tb> 
<tb> 
<tb> coërcitive
<tb> 
<tb> 
<tb> 13,050 <SEP> 6,05 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 700
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 12,800 <SEP> 5,80 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 715
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 13,500 <SEP> 3,90 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 495
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 11,400 <SEP> 3,45 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 490
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 11,650 <SEP> 4,20 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 685
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8,950 <SEP> 2,

  50 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 715
<tb> 
   EXEMPLE   II 
Des aimants cylindriques de 22 mm de diamètre et de 19 mm de hauteur furent coulés dans un moule constitué par des parois latérales en sable et par des plaques de re- froidissement en acier refroidies à l'eau disposées à la par- tie supérieure et à la partie inférieure du moule. Les parois latérales furent chauffées à environ   1000 C   à l'aide d'une ré- sistance électrique logée dans le sable à une distance de 3mm de la surface du moule.

   Les aimants coulés étaient en un alliage de la composition suivante: 7,9% d'aluminium,   13,1%   de nickel, 25,6% de cobalt,   4,0%   de cuivre et le reste de fer; après solidification, ils furent chauffés à une température de   1300 C   et refroidis à une vitesse de 1,1 C par seconde dans un champ magnétique de 3000 oersteds parallèle à l'axe du 

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 cylindre. Les aimants furent ensuite soumis pendant 72 heures à un vieillissement effectué à la température de 585 C. Des essais effectués sur les aimants ont donné pour (BH)max une   valeur de 6.100.000 ; rémanence était de 13.400 gauss et   la force coercitive était de 720 oersteds.

   Des essais effec- tués sur des aimants de même composition, mais obtenus par le procédé de moulage normal dans des moules en sable, pré- sentaient les propriétés suivants: (BH)max 5.200.000 rémanence =   12.700   gauss force coërcitive- 660 oersteds EXEMPLE   III   
Un alliage magnétique fondu fut coulé dans un moule en sable dont le creux avait une section de 160 mm, et une profondeur de 120 mm, et qui comportait une lourde plaque de refroidissement en acier de 15 mm d'épaisseur placée horizontalement sur le fond du creux du moule. Après solidifi- cation, on découpa dans le métal des éprouvettes prismatiques de 35 x 35 x 10 mm dans la partie centrale de la pièce moulée de façon telle que l'un des côtés de 35 x 10 mm était consti- tué par la surface refroidie horizontale de la pièce moulée. 



  Des éprouvettes furent chauffées à 1300 C et refroidies à une vitesse comprise entre 1 et 1,5 C par seconde dans un champ magnétique de 3000 oersteds de façon telle que la direction du champ était perpendiculaire à la surface de refroidissement de la pièce coulée initiale. Après le refroidissement, les éprou- vettes furent soumises, pendant 72 heures, à un vieillissement à la température de 585 C. Les résultats des essais magnétiques effectués sur les éprouvettes de compositions différentes figurent au tableau 3. 



  TABLEAU III Composition 
 EMI13.1 
 
<tb> Alfa <SEP> Ni% <SEP> Co% <SEP> Cu% <SEP> Ti%
<tb> 
<tb> 8,4 <SEP> 13,8 <SEP> 24,3 <SEP> 3,2
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 
 EMI14.1 
 
<tb> 9,2 <SEP> 14,2 <SEP> 28,8 <SEP> 2,9
<tb> 
<tb> 8,1 <SEP> 15,3 <SEP> 25,6 <SEP> 3,6 <SEP> 0,5
<tb> 
<tb> 7,5 <SEP> 14,7 <SEP> 28,8
<tb> 
 Propriétés magnétiques 
 EMI14.2 
 
<tb> rémanence <SEP> Br <SEP> (BH)max <SEP> Force <SEP> coërcitive <SEP> Hc
<tb> 15,550 <SEP> 8,05 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 725
<tb> 
<tb> 
<tb> 12,350 <SEP> 7,65 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 800
<tb> 
<tb> 11,950 <SEP> 7,25 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 645
<tb> 
<tb> 13,750 <SEP> 6,70 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 645
<tb> 
 
Sur la fig. 6, C, D et E représentent les courbes de démagnétisation d'aimants permanents en alliages de même composition.

   Cette composition était la suivante: 
Al - 8,21% 
Ni -   14,3%   
Co- 24,35% 
Cu- 3,18% 
C - 0,03% 
Fe- reste 
Pour l'aimant permanent auquel se rapporte la courbe C, on a utilisé le procédé décrit ci-dessus avec cette différence cependant que, pendant le refroidissement, le champ magnétique était perpendiculaire à la direction de croissance prédominante des cristaux. On obtient ainsi un (BH)max de 5. 050.000.

   Les courbes D et E se rapportent à des éprouvettes en alliage magnétique traitées suivant les procédés préférentiels décrits ci-dessus et donnent comme (BH)max respectivement 7. 400.000 et   7.875.000.   Les propriétés magnétiques de ces éprouvettes sont mentionnées dans le tableau ci-dessus: TABLEAU IV 
 EMI14.3 
 
<tb> C <SEP> D <SEP> E <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Br <SEP> 13000 <SEP> 13450 <SEP> 13400
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Hc <SEP> 595 <SEP> 735 <SEP> 738
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> BHmax <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 5,05 <SEP> 7,4 <SEP> 7,875
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 Le produit(BH)max des éprouvettes D et E dépasse d'au moins 50% celui de l'éprouvette C.

   Ceci montre nettement l'amélio- ration des propriétés magnétiques que permet d'obtenir le procédé conforme à l'invention.

Claims (1)

  1. RESUME .
    1.- Procédé de fabrication d'aimants permanents ani- sotropes en un alliage magnétiquement trempable, à base de fer, contenant comme éléments principaux du nickel, de l'alu- minium et du cobalt, caractérisé en ce qu'un alliage à orientation cristalline prédominante dans la direction (100) est soumis à l'action d'un champ magnétique parallèle à cette direction, champ qui est utilisé pour la trempe magnétique, et l'aimant est enfin magnétisé par un champ parallèle à la même direction, ce procédé pouvant présenter en outre les particu- larités suivantes prises séparément ou en combinaison: a) l'alliage contient 10 à 40% de cobalt, 10 à 28%, de pré- férence 11 - 20%, de nickel, 6 à 11% d'aluminium, 0 à 7% de cuivre, 0 à 7% de titane, le reste étant essentiellement constitué par du fer et des impuretés;
    b) l'alliage contient 16 à 30% de cobalt; c) l'alliage est coulé dans des conditions de solidification telles que la chaleur ne se prélève de l'alliage que pratiquement dans une seule direction et la pièce est soumise à l'action d'un champ magnétique, parallèle à cette direction, utilisé pour la trempe magnétique; d) l'alliage est coulé d'une façon telle que la direction (100) soit verticale; e) la solidification de l'alliage s'effectue dans un moule constitué par ou pourvu de surfaces de conductibilités caloriques différentes disposées d'une manière telle que les surfaces de plus grande. conductibilité soient perpen- diculaires à la direction requise de la croissance des cristaux ;
    <Desc/Clms Page number 16> f) la solidification de l'alliage s'effectue dans un moule en sable ou en une matière analogue comportant des surfaces une de refroidissement en métal ou en/ autre matière bonne conductrice de la chaleur; g) la chaleur est fournie au moule sur lessurfaces de faible conductibilité thermique dans une direction perpendiculaire à celle suivant laquelle se prélève la chaleur; h) l'alliage cpntient jusqu'à 0,7 % de titane, et l'orientation des cristaux s'obtient par le moulage et le refroidisse - ment ; i) après la coulée de la pièce on sépare de cette dernière une partie dans laquelle les cristaux sont pratiquement tous orientés dans la même direction et on utilise cette partie pour la fabrication de l'aimant.
    2. - Aimant permanent anisotrope à base de fer conte- nant comme éléments principaux, du nickel, de l'aluminium et du cobalt, caractérisé en ce que les cristaux de l'ai- mant sont orientés de manière prédominante d'une façon telle que la direction (100) soit pratiquement parallèle à la direc- tion préférentielle dans laquelle l'aimant est magnétisé, cet aim.ant permanent pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison: a) il contient 10 à 40% de cobalt, 10 à 28% de nickel, 6 à 11% d'aluminium, 0 à 7% de cuivre et 0à 7% de titane;
    b) il contient 6 à 11% d'aluminium, 11 à 21% de nickel, 16 à 30% de cobalt, 0 à 7% de cuivre, 0 à 5% de titane, le reste étant essentiellement du fer et des impuretés, l'aimant est anisotrope et dans la direction préférentielle, son (BH)max est d'au moins 7.000.000, les cristaux de l'aimant étant, eux-aussi, orientés d'une manière pré- dominante dans la direction préférentielle; c) il contient 7 à 8,5% d'aluminium, 13,5 à 16,5% de nickel, <Desc/Clms Page number 17> 20 à 25% de cobalt, 0 à 6,5% de cuivre, 0 2,8% de titane, le reste étant essentiellement du fer et les impuretés; de plus il est anisotrope et son (BH)max dans la direc- tion préférentielle est d'au moins 7.000.000, les cris- taux de l'aimant étant orientés de manière prédominante dans la direction préférentielle;
    d) il contient 8% d'aluminium, 14% de nickel, 24% de cobalt, 0 à 3% de cuivre, le reste étant essentiellement consti- tué par du fer et des impuretés, de plus il est anisotrope et dans la direction préférentielle, son (BH) max est d'au moins 7. 000.000, les cristaux de l'aimant étant, eux-aussi, orientés de manière prédominante dans la direction pré- férentielle.
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