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Aimant permanent anisotrope.
L'invention concerne un aimant permanent anisotrope, en un alliage magnétique à base de fer, ainsi qu'un procédé de fabrication de ces aimants dont la force coërcitive, la rémanence et le (BH)max ont des valeurs très élevées.
Dans un procédé de fabrication connu d'un aimant permanent anisotrope en un alliage à base de fer contenant 6 à 11% d'aluminium, 12 à 20% de nickel et 16 à 30% de cobalt, addi- tionné de cuivre ou de titane, voire des deux, pendant le re- froidissement à partir d'une température élevée (par exemple 1200 c), l'alliage est soumis, pour la trempe magnétique, à l'action d'un champ magnétique, de préférence dans une zone de
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températures comprise entre le point de Curie et une tempéra- ture se trouvant à 150 C en deçà de ce point, et le refroidis- sement est suivi d'un vieillissement pour assurer à l'aimant les propriétés magnétiques optima.
Suivant la présente invention, l'alliage magnétique à base de fer contient 6 à 11% d'aluminium, 10 à 20% de nickel, 16 à 30% de cobalt, 0,5 à 10% (de préférence 0,5 à 8%) de nobium, 0 à 7% de cuivre, 0 à 5% de titane, avec ou sans les impuretés usuelles, et de petites quantités (par exemple moins de 1% au total et pas plus de 0,5% individuellement) de tungstène, chrome, molybdène, vanadium, zirconium, calcium, cérium, tantale et silicium.
Pour obtenir de la matière magnétique permanente anisotrope, l'alliage est soumis à l'action d'un champ magnétique, pendant le refroidissement, dans une zone de température comprise entre une température supérieure à celle du point de curie (de préférence supérieure à 1200 c et environ 600 c ce refroidisse- ment s'effectuant à une vitesse comprise entre 0,5 C par seconde et 15 'C par seconde, puis il est soumis à un vieillissement à 600 c ou environ 600C. L'alliage ainsi traité est anisotrope; après magnétisation suivant une direction parallèle à celle du champ magnétique appliqué pendant le refroidissement, on obtient un aimant à grande force corcitive Hc dont la rémanence (Br) et le (BH)max atteignent des valeurs très élevées.
Une autre particularité de l'invention réside dans le fait que la solidification des alliages s'effectue dans un moule dont on ne prélève de la chaleur que pratiquement dans une seule direction, parallèle à celle de l'axe magnétique désiré. Avant la présente invention, on obtenait généralement de grandes forces coercitives en ajoutant à des alliages de fer, nickel, aluminium., et cobalt, du titane mais cette addition trouble la croissance des cristaux en colonne provoquée par la solidification dans une seule direction. Par contre, les alliages conformes à l'inven- @
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tion permettent d'obtenir une force coërcitive très élevée (par exemple au moins 750 oersteds ainsi qu'un très grand (BH)max (par exemple compris entre,-6 x 106 et 7 x 106 gauss-oersteds) sans troubler la croissance des cristaux en colonne.
Dans un exemple de réalisation de l'invention, un alliage à base de fer contenant 8% d'aluminium, 13% de nickel, 25% de cobalt, 3% de cuivre et 2,5% de niobium, refroidi de 1250 c à 600 C à une vitesse de 1 C par seconde dans un champ magnétique de 3000 oersteds,puis "vieilli" pendant 32 heures à 580 c pré- sentait les propriétés magnétiques suivantes : Rémanence (Br) = 12.200 gauss, (BH)max = 5,20 x 106 gauss-oersteds et force coercitive HC = 730 oersteds. Si l'on coule cet alliage de façon que les cristaux en colonne aient une orientation telle que la direction (100) soit parallèle à l'axe magnétique, on obtient un BH)max compris entre 6 x 106 et 7 x 106 gauss- oersteds, et une force coercitive Hc supérieure à 750 oersteds.
Dans un autre exemple de réalisation de l'invention, un alliage à base de fer contenant 8% d'aluminium, 13% de nickel, 25% de cobalt, 3% de cuivre, 1,5% de niobium et 1% de titane fut traité de la même manière que ci-dessus mais sans production de cristaux en colonne; cet alliage présentait les propriétés suivantes : Rémanence (Br) = 10. 600 gauss, (BH)max 4,5 x 106 gauss-oersteds, force coercitive (H)c 795 oersteds.
Dans le tableau ci-dessous figurent d'autres exemples typiques de compositions et de propriétés d'aimants conformes à l'invention. Dans chaque cas, l'alliage fut coulé dans un moule en sable, refroidi de 1300 C à 600 c à une vitesse moyenne de 1,1 C par seconde dans un champ magnétique de 3000 oersteds et finalement "vieilli" par un nouveau chauffage à 585 C pendant 64 heures.
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EMI4.1
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Nb <SEP> Al <SEP> Ni <SEP> Co <SEP> Cu <SEP> Br <SEP> (BH)max <SEP> x <SEP> 106 <SEP> Hc
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<tb> 5 <SEP> 8 <SEP> 13 <SEP> 25 <SEP> 3 <SEP> 9700 <SEP> 3,5 <SEP> 750
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<tb> 6 <SEP> 7 <SEP> 13 <SEP> 25 <SEP> 4 <SEP> 9400 <SEP> 3,2 <SEP> 755
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<tb> 7 <SEP> 8 <SEP> 13 <SEP> 25 <SEP> 3 <SEP> 8600 <SEP> 2,4 <SEP> 800
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<tb> 9,5 <SEP> 7 <SEP> 13 <SEP> 25 <SEP> 4 <SEP> 7600 <SEP> 2,2 <SEP> 760
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