BE557200A

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Publication number: BE557200A
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Description


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   L'invention concerne un procédé de fabrication d'aimants permanents à anisotropie magnétique et à texture cristalline constitués par un alliage comportant 15 à   42 %   de Co, 10 à 20 % de Ni, 6 à   la%   de Al, 0 à 8% de Cu, 0 à la$ de Ti et de Fe; elle est caractériséeen ce que l'alliage est amené, à l'état fondu, suivant un procédé connu pour d'autres matériaux, au côté supérieur d'un tube et est évacué,à l'état solide, sous forme d'une tige, à la partie inférieure du tube, la répartition des températures dans le tube et la vitesse de sortie de la tige étant choisies de façon que, pour améliorer les propriétés magnétiques, on obtienne une texture cristalline désirée. 



   Ce procédé connu est utilisé pour des matières   magnéti-   ques non-permanentes pour lesquelles on a, il est vrai, constaté 

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 une certaine texture cristalline, mais qui, par sa nature même, n'a pu être utilisée pour améliorer les propriétés technologiques de ces matières parce qu'une telle texture cristalline n'y contribue pas. Au contraire, les propriétés technologiques désirées sont en général affectées par cette texture. Aussi,   d'une   façon générale, préférerait-on éviter la formation d'une telle texture cristalline. 



  Par texture cristalline désirée on entend ici une orientation des cristaux qui est favorable pour les propriétés magnétiques, en      particulier, une orientation cristalline dans laquelle un axe (100) et de préférence,en même temps une direction [100] sont parallèles à l'axe de la tige; dans les deux cas, on évite qu'une direction [111] soit parallèle à l'axe de la tige. Cela est d'im- portance essentielle, car on a constaté que les propriétés magnéti- ques sont plus défavorables dans la   direction ±-111¯7   que dans une direction [110] et que celles-ci sont à nouveau plus défavorables que dans une   direction /. 100¯/.   Dans la texture à préférer,on évite en même temps qu'une direction [110] soit parallèle à l'axe de la tige. 



   La mise en-oeuvre du procédé conforme à l'invention permet non seulement d'obtenir de meilleures propriétés magné- tiques que dans une matière sans texture, mais de plus, il est possible d'obtenir une évacuation, jusqu'à présent inconnue, pratiquement ininterrompue de la matière magnétique permanente sous forme d'une tige présentant la texture cristalline désirée directement à partir du bain de fusion, ce qui est d'une très grande importance économique. En effet, ce procédé permet de transformer toute la matière fondue directement et pratiquement complètement en produits désirés, ce qui revient donc pratiquement à un ren- dement en matière d'environ 100%. De plus, la fabrication peut s'effectuer dans des conditions toujours les mêmes, ce qui permet d'obtenir une texture cristalline reproductible et, partant, des propriétés magnétiques reproductibles.

   Ces propriétés ne doivent pas nécessairement être meilleures que celles des aimants à orientation cristalline connus. Le progrès obtenu par la mise 

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 en oeuvre de l'invention réside essentiellement, en premier lieu, dans la plus grande économie et dans la plus grande re- productibilité comparativement aux procédés anciens, de sorte qu'il devient possible de fabriquer dans toutes les circonstances des aimants à valeur (BH)max déterminée qui, jusqu'à présent, n'étaient pas réalisables de manière reproductible et économique, ce qui freinait l'utilisation pratique de ces aimants. 



   La texture cristalline mentionnée dans laquelle un plan (100) est parallèle à l'axe de la tige, peut être obtenue en refroidissant le tube d'une manière telle que la chaleur de solidification de l'alliage soit évacuée, du moins en majeure partie, radialement, ce qui engendre dans la tige une texture cristalline radiale correspondante. 



   La texture cristalline désirée précitée, dans laquel- le une direction[100] est parallèle à l'axe de la tige, peut être obtenue en chauffant le tube d'une manière connue, par des moyens spéciaux, d'une manière telle que la chaleur de solidifica- tion de l'alliage soit évacuée, en majeure partie, axialement, ce qui donne à la tige une texture cristalline axiale correspondante. 



  Pour augmenter l'effet, il peut être désirable de refroidir la tige lorsqu'elle quitte le tube, à l'aide de moyens spéciaux. 



   L'obtention d'une texture cristalline peut en outre être favorisée en   partant,@dans     le-cas   de fusion ininterrompue et de coulage ininterrorapu, d'une pièce de matière en forme de tige ayant la composition désirée et la structure désirée, de préférence d'une pièce de matière en forme de tige constituée par un mono- cristal présentant, de préférence, l'orientation cristalline désirée. 



  Une extrémité de ce tronçon de tige forme la tête de la longue tige à réaliser conformément à l'invention et n'est pas fondue; à l'autre extrémité on amène sans Interruption, la matière   liquide.   



   Dans les deux cas, la tige ou les tronçons qui en sont découpés peuvent, pour obtenir l'anisotropie magnétique, être trempés directement après le processus de coulage dans 

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 un champ magnétique dont la direction correspond à la direction axiale.de la tige. Ce procédé, qui est réalisé dans.un seul dispositif, est utilisé de préférence, car il économise de l'énergie et du temps. 



   Dans une forme de réalisation du procédé, en particu- lier pour fabriquer des aimants permanents contenant du titane, on choisit, pour la paroi intérieure du tube, une matière telle que l'on évite une réaction perturbatrice de la paroi du'tube avec l'alliage liquide. De telles matières sont, par exemple, l'oxyde de béryllium, l'oxyde de thorium ou le carbure de ti- tane qui ne réagissent pas avec l'alliage contenant du titane, de sorte qu'ils n'affectent pas la texture cristalline. 



   Bien qu'en principe il soit possible de tirer la tige hors du tube d'une manière continue, il est recommandable, dans la fabrication des aimants à texture axiale, de procéder à une évacuation discontinue de la tige, car cela améliore l'obtention de la texture cristalline désirée à la surface de la tige. 



   Dans de nombreux cas,il est désirable de protéger l'alliage à l'état fondu contre des gaz réactifs, en particulier contre l'oxygène. Cela peut s'effectuer par exemple en procédant à la fusion dans une atmosphère d'argon, d'hélium ou d'hydrogène.      



   Un aimant d'un diamètre de 100 mm et à texture radiale, obtenu en tirant la tige hors d'un tube refroidi à l'eau à une vitesse d'environ 1 cm/min., d'une manière continue, avait, pour une composition de 24% de Co, 14% de Ni, 8% de Al,   3%   de Cu, le reste étant du Fe, après le traitement thermique requis, une valeur de (BH)max de 5,7 x 106 pour un Hc de 610 oersteds et une rémanence de   13.400   gauss. Ces valeurs sont déjà notablement meilleures que celles obtenues dans des aimants sans texture, de même composition. 



   Un aimant de 20 mm de diamètre et à texture axiale obtenue en tirant, chaque fois avec des intervalles de 1 minute, 1/2 cm hors du tube chauffé spécialement, présentait, pour une composition de 24% de Co, 14% de Ni, 8% de Al, 3% de Cu, le reste 

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 étant du Fe, après le traitement thermique requis, une valeur de (BH)max de 6,9 x 106 avec une force coercitive de 7000 oersteds et une rémanence de 13.800 gauss. 



   Lorsqu'on utilise un alliage contenant 2 à 8% de Cu   et 4   à 10% de Ti, il est désirable de procéder au durcisse- ment de l'alliage dans le champ magnétique d'une manière iso- therme, dans une zone de températures inférieures de 10 à 70 C à la température de Curie,   comme   il est indiqué ,dans le brevet belge n  544.516. 



   De plus, si les dimensions de la section de la tige contenant du Cu et du Ti, sont si grandes qu'il est impossible de la saisir très rapidement, il est recommandable de soumettre la tige, à partir d'une température supérieure à environ   1200 C   jusqu'à environ 600 C, à l'influence d'un champ magnétique après quoi, également dans un champ magnétique, la tige est chauffée jusque dans la zone de températures inférieures au point de Curie, comme le mentionne le brevet belge n  556.151. 



   Un aimant de 20 mm de diamètre et à texture cristalline axiale,réalisé suivant le procédé conforme à l'invention, contenant 34% de Co, 14 1/2% de Ni, 7% de Al, 4 1/2 % de Cu,   5%   de Ti, le reste étant du Fe, présentait, après un traitement confor- me au brevet belge n  556.151 un   (BH)max   de   7,7   x 106 pour une force   coërcitive   de   1475   oersteds et une rémanence de   10.400   gauss.

Claims

RESUME, 1.- Procédé de fabrication d'aimants permanents à aniso- tropie magnétique et à texture cristalline, constitués par un alliage comportant 14 à 42% de Co, 10 à 20% de Ni, 6à 10% de Al, 0 à 8% de Cu, 0 à 10% de Ti et de Fe, caractérisé en ce que l'alliage est amené à l'état fondu, suivant un procédé connu pour d'autres matières, à l'extrémité supérieure d'un tube et est évacué à 7.'état solide, sous forme d'une tige, du côté inférieur du tube., la répartition des températures dans le tube <Desc/Clms Page number 6> .et la vitesse de sortie de la tige étant choisiesde façon que l'on obtienne une texture cristalline désirée pour améliorer les propriétés magnétiques.

2.- Des forces de réalisation du procédé spécifié sous 1, pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison: a) le tube est refroidi d'une manière telle que la chaleur de solidification de l'alliage soit évacuée, au moins essentiellement, dans la direction radiale, de façon à obtenir dans la tige une texture cristalline radiale correspondante; b) le tube est chauffé par des moyens spéciaux d'une manière telle que la chaleur de solidification de l'alliage soit évacuée, dans la majeure partie, axialement, ce qui assure à la tige une structure cristalline axiale correspondante; c) à la sortie du tube, la tige est refroidie par des moyens spéciaux;

d) le procédé est utilisé en particulier pour la fabrication d'aimants contenant du titane et, pour la paroi intérieure du tube, on choisit une matière telle qu'il ne se produise pas de réactions perturbatrices avec l'alliage liquide; e)' la tige est évacuée de manière discontinue du tube; f) à l'état fondu,, l'alliage est protégé contre les gaz réactifs; g) la tige, qui quitte le tube, traverse immédiatement après un champ magnétique dont la direction est parallèle à l'axe de la tige; h) l'alliage contient 2 à 8% de Cu et 4 à la% de Ti, et dans le champ magnétique se produit un durcisse -nt isothermique dans une zone de températures inférieures de 10 à 70 C à la température de Curie;

i) la tige est soumise à l'effet d'un champ magnétique à partir d'une température supérieure à environ 1200 C jusqu'à une température d'environ 600 C, après quoi elle est chauffée., également dans un champ magnétique., jusqu'à ladite zone de températures inférieures au point de Curie. <Desc/Clms Page number 7>

3.- Aimant permanent réalisésuivant le procédé spéci- fié sous 1 et 2.

4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé spé- cifié sous 1 et 2, caractérisé en ce que l'appareillage pour le traitement dans un champ magnétique forme bloc avéc la partie restante du dispositifs