BE489661A - - 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 plupart d'entre eux ont été produits sous forme fondue ou frittée, donnant sensiblement les   mêmes   propriétés magnétiques, à condition d'observer dans la fabrication des alliages frittes cer- taines précautions, pour éviter   l'oxydation   de l'aluminium, ou des autres éléments susceptibles de réagir avec l'oxygène. 

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   On sait également que l'on peut accroître très sensiblement la valeur du produit BH max dans une direction préférentielle, en soumettant les alliages alnico 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 4,5 x 10 gauss-oersteds 
Ces caractéristiques peuvent être obtenues par exemple avec un alliage con- tenant environ 8 p.c. d'aluminium,   14   p.c. de nickel, 24 p.c. de cobalt, 3 p.c. de cuivre, le reste étant du fer. 



   Les hautes performances que l'en 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 paB 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-   resse,   que l'on peut préparer un alliage d'aimants permanents frittés à structure anisotrope en ajoutant du zirconium aux alliages utilisés actuellement pour la fabrication des aimants fondus. Le zirconium s'est révé essentiel pour obtenir une valeur élevée du produit BHmax dans les alliages frittés, de la même manière que par addition de titane. 



   Cependant des résultats analogues peuvent être obtenus en employant du zirconium en lieu et place de titane, avec une teneur en général moitié de celle indiquée pour le titane. La plus faible teneur en zirconium peut présenter des avantages dans certains cas, en ce sens que les pièces obtenues sont moins sujettes à l'oxydation superficielle et aux déformations que les pièces faites en un alliage contenant du titane. 



   Les alliages pour aimants frittés conformes à la présente invention sont caractérisés par une teneur en zirconium au moins égale à 0,15 p.c., pouvant aller jusqu'à 1,5 p.c. environ, et plus généralement comprise entre 0,3 et 1,5 p.c. 



  Bien que l'invention soit utilisable pour les différentes formes d'alliages de   @   

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 structure anisotrope caractérisées par les proportions suivantes : Cobalt : 16 à 30   p.c.,   nickel : 11 à 20 p.c., aluminium : 6 à 11 p.c.; les compositions préférées sont du type : Al : 7,5 à 9 p.c.; Zr : 0,3 à 0,8 p.c.; Co : 22 à 26   p.c.,   Cu : 2 à   4 p.   c.; Ni : 13 à 15 p.c.; le reste étant du fer, aux impuretés près. 



   Des résultats particulièrement remarquables ont été obtenus avec un al- liage répondant à la composition suivante :   Al:   8,5 p.c. , Zr :   0,5     p.c.;   Co : 25 p.c Cu : 3*25 p.c.. Ni : 14 p.c., le reste étant du fer. Le frittage est   réalisé     sui-   vant le procédé décrit dans le brevet belge 430.226 demandé le 17 septembre 1938   (comme perfectionnement au brevet 423.175 du 18 août 1937) pour : Aimantsperma-   nents et procédé de fabrication. 



   Le zirconium est de préférence introduit sous forme d'un alliage Nickel- zirconium   $0-50   p.c. pulvérisé, et l'aluminium est introduit sous forme d'un al- liage de fer-aluminium, cobalt-aluminium ou nickel-aluminium. Les produits métal- liques finement divisés sont mélangés dans les proportions désirées et comprimées à la presse, en vue d'obtenir la forme voulue. Les pièces pressées sont ensuite frittées en atmosphère d'hydrogène, à une température de 1.000 à 1.400 C c'est-à- dire à une température inférieure mais voisine du point de fusion de l'alliage. 



  Le temps nécessaire au frittage dépend évidemment de la charge du four et des di- mensions des pièces. On peut faire subir à celles-ci un recuit de normalisation   à température élevée ; quoi on effectue le traitement thermique sous champ   magnétique. Celui-ci a lieu, de préférence, en ramenant les pièces de la zone de frittage du fer dans une zone à température de   1250 C.   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 au moyen de cet alliage et 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- 106, l'induction maxima étant au moins égale à 10.000 gauss et le champ coercitif à 600 oersteds. Comme le titane, le zirconium a sur les produits frittés un effet tout-à-fait différent de celui qu'il a dans les produits fondus; c'est ainsi que l'addition de 0,5 p.c. de zirconium dans les meilleurs aimants alnico à structure anisotrope, par exemple du type Al: 8 p.c.. Ni : 14 p.c., Co : 24 p.c., Cu : 3   P.c.,   le reste étant du fer, a pour effet de réduire le   BHmax,   tandis que l'addition de la même quantité de zirconium dans un alliage d'aimants frittes, de marne composition, augmente le BHmax.

   Il est, 

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 dans le premier cas, compris entre 2 et 3 x 106 gauss oersteds, et dépasse 4 x 106 gauss-oersteds dans le second cas. 



   RESUME 
La présente invention est relative aux aimants frittés anisotropes   perma-   nents, consistant en un alliage ferreux contenant de 16 à 30% de cobalt, de 11 à 20% de nickel, de 6 à   11%   d'aluminium, de 0,3 à 1% de zirconium et. de préférence  également de 2 à 4% de cuivre, le reste étant du fer, aux impuretés près. De tels aimants , frittes préparés selon la méthode habituellement employée pour la fabri- cation des aimants alnicos frittes, possèdent un BH max comparable à celui d'un aimant fondu de la même composition. Par exemple, les aimants contenant de 22 à 26% de cobalt, de 13 à 15% de nickel, de 7,5 à 9% d'aluminium, de 0,3 à 0,8% de zirconium, de 2 à 4% de cuivre, le reste étant du fer, possèdent dans la direction principale un BH max au moins égal à 3,5 x 106.

   De bons résultats ont été par- ticulièrement obtenus en employant   8,5%   d'aluminium, 0,5% de zirconium, 25% de cobalt, 3.25% de cuivre, 14% de nickel, le reste étant du fer.