BE487380A - - Google Patents

Description

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  ALLIAGES ET PROCEDE DE FABRICATION   D'AIMANTS   FRITTES. 



   La présente invention concerne la fabrication par frittage des alliages anisotropes du type alnico, en vue d'obtenir une valeur du produit BH max égale ou très voisine des meilleurs alnico fondus. 



   On sait que ces alliages comportent essentiellement du fer, du nickel et de l'aluminium comme éléments de base, et que   l'on   y ajoute parfois d'autres éléments tels que le cobalt, le cuivre, le titane, le silicium, le chrome, le molybdène, le tungstène, le manganèse, le soufre, etc...,en vue de modifier les propriétés physiques ou magnétiques de ces alliages.

   La pli- part d'entre eux ont été produits sous forme fondue ou frittée, donnant sen- 

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 -siblement les mêmes propriétés magnétiques, à condition d'observer dans la fabrication des alliages frittés, certaines précautions pour éviter l'oxydation de l'aluminium ou des autres éléments susceptibles de réagir avec l'oxyène, 
On sait également que l'on peut accroître très sensiblement la valeur du produit BH max dans une direction préférentielle, en soumettant les alliages   alnyco   à un traitement thermique dans un champ magnétique, en vue de leur conférer une structure anisotrope.

   On est arrivé ainsi à produire des aimants commerciaux ayant les propriétés magnétiques suivantes : 
H   max ..........   2.000 oersteds 
B max 15.700 gauss 
Champ coercitif 575 oersteds 
Induction rémanente ... 12. 000 gauss 
BH   max .........4t 5 x   106   gauss,.oersteds   
Ces caractéristiques peuvent étre obtenues par exemple avec un alliage contenant environ   8 %   d'aluminium, 14 % de nickel,   24 %   de cobalt ,  3 %   de cuivre, le reste étant du fer. 



   Les hautes performances que lton peut réaliser avec des aimants obtenus par coulée de ces alliages ont incité des chercheurs à appliquer la technique de la métallurgie des poudres, qui présente de très grandes facilités d'exécution, surtout quand on a affaire à des aimants de très petites dimensions ou de forme compliquée. Malheureusement, ce procédé ,qui ne présente pas de difficulté pour les alnico à structure isotrope, s'était toujours heurté à des échecs dans le cas des alliages anisotropes, par suite de certains phénomènes encore mal définis dans le traitement thermique sous champ magnétique. 



   La présente invention est fondée sur la découverte faite par la demande-    l'esse,   que l'on peut préparer un alliage d'aimants permanents frittés à structure anisotrope en ajoutant du titane aux alliages utilisés actuellement pour la   fabri-   cations des aimants fondus. Le titane s'est révélé essentiel pour obtenir une valeur élevée du produit BH max dans les alliages frittés.

   On avait considéré jusqu'alors, que le titane ne jouait pas un rôle essentiel dans la fabrication des aimants fondus, et qu'il avait simplement pour effet décroître les tensions in- ternes du réseau cristallin, entraînant un accroissement du champ coercitif, mais au détriment du BH   max .   Quand on aafare à un produit fritté, conformément à la présente invention, l'addition de titane ne modifie pas sensiblement le champ coercitif, mais elle rend le traitement thermique sous champ magné-   @   

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 -tique plus efficace, du point de vue de l'accroissement du produit BH . 



  Il semble donc que le titane exerce un effet très différent sur les propriétés magnétiques, selon que l'on ait affaire à un produit fritté ou fondu. 



   Les alliages pour aimants frittés, conformément à la présente invention, sont caractérisés par une teneur en titane au moins égale à   0,25%   ,mais ne dépassant pas 1,5 %. généralement comprise entre 0,6 et 125 %. Bien que l'in- vention soit utilisable pour les différentes formes d'alliages de structure anisotrope caractérisés par les proportions suivantes : cobalt 16 à 30%. nickel 11 à 20%, et aluminium 6 à 11%. les compositions préférées sont du   type :   Al   7.5 à   9%. Ti 0,6   à 1,25%,   Co 22 à 26%. Cu 2 à 4%. Ni 13 à 15%; le fer constituant le reste, aux impuretés près. 



   Les résultats particulièrement remarquables ont été oktenus avec un allia- ge répondant à la composition suivante : aluminium: 8,5%; titane : 1%. Cobalt : 25%. cuivre : 3%. nickel : 14%; le reste étant du fer. Le frittage est réalisé suivant le procédé décrit dans le brevet belge 430.226 de la Demanderesse, demandé le 17 septembre 1938 (comme Perfectionnement au brevet   423.175   du 18 août 1937) pour :Aimants permanents et procédés de fabrication. 



   On utilise   scomme   source d'aluminium, un alliage de fer-aluminium, cobalt- aluminium ou nickel-aluminium, et l'on introduit le titane avec un alliage titane-nickel 70-30. Les produits métalliques étant finement divisés sont mé- langés dans les proportions désirées et comprimés à la presse en vue d'obtenir la forme voulue. Les pièces pressées sont ensuite frittées en atmosphère d'hy- drogène à une température de 1000 à   1400 ,   c'est-à-dire inférieure, mais au voisinage du point de fusion de ltalliage. La durée nécessaire au frittage dé- pend .évidemment, de la charge du four et des dimensions des pièces. On peut faire subir à celles-ci un recuit de normalisation à température élevée ;    aprèsquoi, on effectue le traitement thermique sous champ magnétique.

   Celu9-ci a   lieu de préférence en ramenant les pièces de la zone de frittage du four dans une zone de   1250    environ, et en réglant la vitesse de refroidissement et la valeur du champ magnétique, de façon à obtenir le résultat désiré. 



   Les aimants permanents obtenus par ce procédé sont caractérisés par un produit BH max au moins égal'à 3,5 x 106 gauss-oersteds, pouvant atteindre dans certains cas, 4,5 x 106; l'induction maxima étant au moins égale à 15.000 gauss, l'induction rémanente à 10.000 gâuss et le champ coercitif à 

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 600 oersteds.

   On appréciera le progrès réalisé en rappelant que les meilleurs aimants du type alnico frittés,à structure anisotrope, avaient un BH max de   l'ordre   de 1,4 à 1,6 x 106., Ainsi quton l'a signalé plus haut, le titane a sur les produits frittés, un effet   toutà-fait   différent de celui qu'il a dans les produits fondus;   c'est   ainsi que l'addition de 1% de titane dans les meil- leurs aimants alnico à structure anisotrope, par exemple du type Al: 8%, Ni :   14%,   Co: 24%. Cu : 3%. le reste étant du fer, a pour effet de réduire le BH max ; et l'addition de la même quantité de titane dans un alliage d'aimants frittés de même composition, augmente le BH   max .   



   La table ci-dessous fait apparaître d'une   faqon   frappante, l'effet de l'introduction du titane dans le cas des alliages répondant à la composition : Al: 8 à   8,5%,   Co : 24%. Ni : 14 à 14,5% Cu : 3,25 %, Ti : 1%, le reste étant du fer. 
 EMI4.1 
 
<tb> 



  Titane <SEP> Alliage <SEP> Br <SEP> H <SEP> BH <SEP> max <SEP> 
<tb> 
<tb> Néant <SEP> fondu <SEP> 12.500 <SEP> à <SEP> 13.000 <SEP> 540-600 <SEP> 4,5 <SEP> à <SEP> 5,5 <SEP> 106
<tb> 
<tb> Néant <SEP> fritté <SEP> 11.000 <SEP> - <SEP> 12. <SEP> 000 <SEP> 450-550 <SEP> 2,0 <SEP> à <SEP> 106 <SEP> x <SEP> 1%
<tb> 
<tb> 10.000- <SEP> fondu <SEP> 3,5 <SEP> 10.500 <SEP> 750-800 <SEP> 2,8 <SEP> à <SEP> 106 <SEP> x <SEP> 1%
<tb> 
<tb> 600-650 <SEP> fritté <SEP> 10.000 <SEP> - <SEP> 10. <SEP> 500 <SEP> 4,5 <SEP> 3.5 <SEP> à <SEP> 106 <SEP> x <SEP> a)-
<tb> 

Claims (1)

1. -RESUME- Aimants permanents obtenus par frittage de l'un des alliages ferreux ci- dessous et caractérisés par l'introduction de titane dans les proportionshin diquées : 10% Aluminium........ 6 à % Nickel , 11 à 20 % Cobalt ......... 16 à 30 % Titane ......... 0,25 à 1,5 - Fer ........... le reste, aux impuretés près. b) 7,5-9 Aluminium........ (8,5) 13 Nickel .......... -15 (14) (14) Cobalt .......... 22 - 26 (25) (25) Titane .......... 0,6-1,25 (0,006f-1,25) ( 1) Cuivre 2 - 4 (3) (3) Fer ............ le reste, aux impuretés près) Les compositions préférées, mais non limitatives, sont celles dont les teneurs sont indiquées entre parenthèses. s