CH120856A

CH120856A - Alliage magnétique et procédé pour la fabrication de cet alliage.

Info

Publication number: CH120856A
Authority: CH
Inventors: Incorporated Western E Company
Original assignee: Western Electric Co
Priority date: 1925-09-01
Filing date: 1925-09-01
Publication date: 1927-06-01

Description


  Alliage magnétique et procédé pour la fabrication de cet alliage.    La présente invention concerne un alliage  magnétique et un procédé pour sa fabrication.  



  Conformément à     l'invention,    l'alliage  comprend au moins deux éléments du. groupe  magnétique en relativement grande qualité,  et une quantité plus faible d'une substance  qui     porte    la valeur de la "perméabilité ini  tiale\ à une valeur supérieure à celle obtenue  avec les deux premiers éléments.  



       P@;r        "perméabilité    initiale", on entend la,  valeur de la perméabilité de l'alliage dans  un champ magnétique d'intensité H=0. Pour  la déterminer, on opère de la façon suivante:  La perméabilité des éléments magnétiques       (-tant    fonction du champ magnétique, on dé  termine pour plusieurs intensités H, par  exemple de l'ordre de 0,01 à 0,05 unités  <B><I>C</I></B>. G. S., la. valeur     correspondante    de la per  méabilité. La courbe ainsi obtenue coupe  sur l'axe des ordonnées (H = 0) un segment,  dont la valeur représente cette perméabilité  initiale.  



  La     fig.    1 du dessin montre l'influence  (sur la perméabilité initiale) d'une teneur  variable de 0 à 8 % de chrome substitué au  fer dans un alliage contenant     781/2    % de  nickel et     211'2    à     1â1/2    % de fer.    Les courbes A et     B    sont obtenues avec  des alliages ayant même composition, qui ne  diffèrent que par leur traitement thermique  préalable.  



  Le traitement A résulte d'un refroidisse  ment lent de 1100   C à la température de  transition magnétique soit environ 600  , puis  une trempe qui refroidit rapidement de 9,5    par seconde, par exemple. Le même résultat  est obtenu par un refroidissement lent depuis  <B>1100'</B> C et un revenu dont la température  approche de la température de transition, in  termédiaire à la température de la     recuisson     et celle où des efforts et des tensions se pro  duiraient. .  



  Le traitement     B    consiste en un simple re  froidissement lent depuis<B>1100'</B> C.  



  Dans les deux cas un maximum de per  méabilité initiale est atteint, pour le traite  ment A lorsqu'environ 2 % et pour le traite  ment pour     1i    lorsqu'environ 4 % de chrome  sont constitués au fer.  



  La     fig.    2 représente la valeur de la per  méabilit6 maximale en fonction du pourcen  tage de chrome substitué au fer. Les essais  ont été faits avec les mêmes alliages. La te  neur en chrome substitué au fer reste cette    
EMI0002.0001     
  
    fois <SEP> inférieure <SEP> à <SEP> 8 <SEP> :%0. <SEP> Le <SEP> traitement <SEP> B <SEP> mon  tre <SEP> une <SEP> irrégularité <SEP> pour <SEP> environ <SEP> 4 <SEP> un
<tb>  maximum <SEP> de <SEP> perméabilité <SEP> maximale. <SEP> Avec
<tb>  le <SEP> traitement. <SEP> 1 <SEP> l'augmentation <SEP> du <SEP> chrome <SEP> di  niinue. <SEP> rapidement <SEP> la, <SEP> perméabilité <SEP> maximale
<tb>  et <SEP> la <SEP> courbe <SEP> est <SEP> semblable <SEP> â <SEP> une <SEP> hyperbole
<tb>  équilatère.

       
EMI0002.0002     
  
    Par <SEP> exemple:
<tb>  Quantité <SEP> de <SEP> chrome <SEP> Perméabilité
<tb>  substituée <SEP> maximale
<tb>  1 <SEP> %'0 <SEP> 150.0U0
<tb>  60.000
<tb>  7 <SEP> <B>01</B>ô <SEP> <B>1</B>0.000.       La.     fig.    3 est le graphique d'un     alliagè     contenant 1,9     %    de chrome, de 64 à 84      -0    de  nickel et de 34,1 à. 14,1  '0 de fer et traité sui  vant le traitement     t1.    La perméabilité ini  tiale en fonction du pourcentage de nickel  donne un maximum pour environ 78,5     ",0    de  nickel d'où 19,6 % de fer.  



  En augmentant la quantité de chrome jus  qu'à 8     %,    les essais ont montrés que le maxi  mum de perméabilité initiale était toujours  atteint aux environs de     7812'    % de nickel.  



  De même, quand le chrome est remplacé       par    de petites quantités de silicium ou de man  ganèse, les essais montrent que le maximum  de perméabilité initiale reste dans la. région  correspondante à     781'2     % de nickel.  



       La,        fig.    4 est obtenue pour trois     alliages    1,  2 et 3 de différente composition, qui furent  placés dans un champ alternatif     d'intensité,     constante<I>H =</I> 0,001 unités<I>C. G. S.</I> et d'une  fréquence de 200 périodes par seconde.  



  Au champ alternatif l'effet d'un champ  provenant d'un courant continu a été ajouté.  Les courbes représentent la. variation de la  perméabilité en fonction du champ créée     h:ir          1(=        courant    continu.

    
EMI0002.0020     
  
    Teneur <SEP> en <SEP>  <B>'O</B> <SEP> de
<tb>  N() <SEP> Nature <SEP> de <SEP> l'échantillon <SEP> Nickel <SEP> chrome <SEP> fer <SEP> Traitement.
<tb>  1 <SEP> Alliage <SEP> 78,5 <SEP> - <SEP> 21,5 <SEP> _1
<tb>  2 <SEP> Alliage <SEP> 78,5 <SEP> 2 <SEP> 19,5
<tb>  3 <SEP> Fer <SEP> pur <SEP> - <SEP> - <SEP> 100 <SEP> recuit
<tb>  4 <SEP> Alliage <SEP> 78,5 <SEP> 0,98 <SEP> ?0,52
<tb>  5 <SEP> Alliage <SEP> 78,5 <SEP> 2,37 <SEP> 19,13
<tb>  6 <SEP> Alliage <SEP> 78,5 <SEP> 3,86 <SEP> 1-r,64 <SEP> A.
<tb>  7 <SEP> Alliage <SEP> 78,5 <SEP> t;,85 <SEP> 14,65 <SEP> A.

       
EMI0002.0021     
  
    11 <SEP> ressort <SEP> de <SEP> ces <SEP> courbes, <SEP> qu'un <SEP> alliage
<tb>  contenant <SEP> environ <SEP> 2 <SEP>  ,o <SEP> d.<B>_#</B> <SEP> ürome <SEP> et <SEP> uuniis <SEP> a
<tb>  la <SEP> fois <SEP> à <SEP> un <SEP> champ <SEP> provenant <SEP> d'un <SEP> courant
<tb>  continu <SEP> et <SEP> d'un <SEP> champ <SEP> provenant <SEP> d'un <SEP> cou  rant <SEP> alternatif, <SEP> les <SEP> deux <SEP> dans <SEP> les <SEP> limites <SEP> des
<tb>  valeurs <SEP> de <SEP> H <SEP> et <SEP> de <SEP> B <SEP> de <SEP> la <SEP> fig.

   <SEP> 4, <SEP> possède <SEP> une
<tb>  perméabilité <SEP> de <SEP> courant <SEP> alternatif <SEP> considéra  blement <SEP> plus <SEP> élevé <SEP> que <SEP> celle <SEP> du <SEP> meilleur <SEP> fer
<tb>  pur.
<tb>  L'importance <SEP> de <SEP> ces <SEP> courbes <SEP> est <SEP> évidente
<tb>  puisque <SEP> actuellement <SEP> les <SEP> cas <SEP> sont <SEP> nombreux
<tb>  où <SEP> des <SEP> lignes <SEP> de <SEP> transport, <SEP> appareils <SEP> électri  ques <SEP> comme <SEP> relais, <SEP> récepteurs <SEP> téléphoniques,
<tb>  bobines <SEP> translatives. <SEP> etc.

   <SEP> sont <SEP> continuellement
<tb>  soumis <SEP> à <SEP> la <SEP> force <SEP> magnétisante <SEP> d'un <SEP> courant
<tb>  continu <SEP> auquel <SEP> s'additionne <SEP> une <SEP> force <SEP> magné  tisante <SEP> provenant <SEP> d'un <SEP> courant <SEP> alternatif <SEP> tels
<tb>  que <SEP> courants <SEP> de <SEP> signalisation <SEP> ou <SEP> téléphoniques.
<tb>  L'alliage <SEP> 1 <SEP> contient. <SEP> 78,5 <SEP> % <SEP> de <SEP> nickel <SEP> et
<tb>  21,5 <SEP>  ô <SEP> de <SEP> fer, <SEP> l'alliage <SEP> ?, <SEP> 78,5 <SEP>  @ <SEP> de <SEP> nickel,
<tb>  1,9 <SEP>  0 <SEP> de <SEP> chrome <SEP> et <SEP> 19,6 <SEP>  .0 <SEP> de <SEP> fer. <SEP> 3 <SEP> est <SEP> uni  quement <SEP> du <SEP> fer <SEP> doux <SEP> très <SEP> pur.
<tb>  Les <SEP> différences <SEP> sont <SEP> considérables <SEP> entre
<tb>  les <SEP> trois <SEP> alliage:

  , <SEP> la <SEP> plus <SEP> grande <SEP> différence
<tb>  existe <SEP> entre <SEP> 2 <SEP> et <SEP> 3.
<tb>  Des <SEP> recherches, <SEP> dont <SEP> la <SEP> variation <SEP> de <SEP> la
<tb>  résistivité <SEP> en <SEP> fonction <SEP> de <SEP> la <SEP> teneur <SEP> de <SEP> l'alliage
<tb>  en <SEP> chrome <SEP> ou <SEP> en <SEP> nickel <SEP> ont <SEP> été <SEP> l'objet, <SEP> sont
<tb>  représentées <SEP> par <SEP> les <SEP> courbes <SEP> des <SEP> fig. <SEP> 5 <SEP> et <SEP> 6.
<tb>  L'alliage <SEP> de <SEP> la <SEP> fig. <SEP> 5 <SEP> était <SEP> formé <SEP> par
<tb>  78,5 <SEP>  0 <SEP> de <SEP> nickel, <SEP> le <SEP> reste <SEP> par <SEP> des <SEP> quantités
<tb>  variables <SEP> de <SEP> chrome <SEP> et <SEP> de <SEP> fer.
<tb>  L'alliage <SEP> de <SEP> la <SEP> fig.

   <SEP> 6 <SEP> contient <SEP> ? <SEP> "0 <SEP> <B>du</B>
<tb>  chrome <SEP> et <SEP> le <SEP> reste <SEP> 98 <SEP>  ô <SEP> est <SEP> du <SEP> iiieliel <SEP> et <SEP> du
<tb>  fer <SEP> en <SEP> proportions <SEP> changeantes.
<tb>  Les <SEP> sept <SEP> courbes <SEP> de <SEP> la <SEP> fig. <SEP> "r <SEP> sont <SEP> de <SEP> sim  ples <SEP> courbes <SEP> d'induction <SEP> B <SEP> (lignes <SEP> (le <SEP> force
<tb>  par <SEP> centimètre <SEP> carré) <SEP> avec <SEP> l'intensité <SEP> <I>II</I>
<tb>  comme <SEP> variable.         De la. comparaison des courbes de la     fig.    2,  on peut déduire que par le traitement D les  alliages contenant du chrome donneraient des  courbes presque inverses de celles de la     fig.    7.  



  Il en résulte que des alliages contenant  plus de 3      /o    de chrome sont moins sensibles  au traitement à chaud. Il est donc possible,  ait dépens de la perméabilité, d'obtenir un  alliage plus uniforme en employant plus de  .';<B>\</B>       ;@o    de chrome, il se laisse alors plus facile  ment ouvrager par les procédés industriels.  La     fig.    8 montre comment     l'indùction        I3     des trois échantillons 1, 2 et 3 de la     fig.        ï     varie avec la perméabilité.  



  Les cycles     d'hystérésis    de la     fig.    9 rte  sont représentés que par leur partie au-dessus  de l'axe<I>Il</I> afin de permettre l'emploi de la  même échelle pour les trois courbes de la fi  gure. L'induction est portée à une valeur       maximale    de 5000 lignes. Comme pour les       fig.    7 et 8, les essais de la     fig.    9 ont été faits  avec les mêmes alliages 1, 2 et 3. On remar  que surtout la. grande différence     entre    les  surfaces limitées par des courbes 1, 2 et la       courbe    3; le rapport des surfaces est d'envi  ron 1 : 16.  



  Les forces coercitives des alliages 1 et 2  sont, sensiblement les mêmes, mais elles dif  fèrent considérablement de la force coercitive  de l'échantillon 3. Pour une valeur du       champ    de 100 unités C. G.. S., la force coerci  tive à une valeur d'à peu près 0,05 unités  C. G. S. pour l'échantillon 2 et de 0,86 unités       C.    G. S. pour l'échantillon 3.  



  Pour la. fabrication de l'alliage, on a       trouvé    que le mode suivant convenait le  mieux. La. composition désirée de l'alliage est  obtenue en ajoutant à un mélange de chrome  et de nickel un mélange de fer et nickel,  qui par leur addition donnent un alliage con  tenant les éléments dans les proportions vou  lues. On évite de cette façon la formation de       scories    de chrome.  



  L'alliage ainsi obtenu à l'état fondu est       coulé    dans des formes pour l'amener à pren  dre la forme d'un bâton qui se laisse facile  ment laminer et forger.    Par les procédés connus de laminage et de  tréfilage, on peut arriver à des rubans clé 0,15  sur 3,2 mm, comme ils peuvent être em  ployés dans les câbles électriques.  



  Dans le cas d'un câble pour courants de  signalisation, le câble est enfermé dans une  couche de l'un des alliages décrits plus haut.  Cette couche est formé par un mince ruban  enroulé en forme de vis à pas serrés.  



  De préférence, on enroule le ruban sur  l'âme formé par des torons d'un câble     qui*est     ensuite isolé et armé comme de coutume.  



  Il est très important que la couche de  l'alliage sur le câble réduise les pertes par       hystérésis    et par courants de Foucault. Par  un alliage avec 2     %    de chrome, on y parvient  puisque le coefficient     d'hystérésis    est     petit;     et la résistivité grande.  



  D'autres applications où l'alliage est em  ployé de préférence sont les circuits magné  tiques des récepteurs téléphoniques, appareils  d'alarme, instruments de mesure et d'autres  appareils électromagnétiques.  



  Particulièrement recommandable est son  emploi pour les instruments de mesura à fer  doux où le coefficient de     coercitivité    joue un  grand rôle.  



  La saturation basse et la forme générale  des courbes d'aimantation est telle qu'un em  ploi de l'alliage pour des noyaux de trans  formateurs est tout indiqué, surtout lorsque  la fréquence varie dans un large intervalle,  comme c'est le cas pour les courants prove  nant de la transmission de la voix et de la  musique. A cause de ses faibles pertes l'al  liage se recommande pour des transforma  teurs continuellement sous tension, ainsi que  pour les noyaux de tous les transformateurs:  Suivant la composition, l'alliage peut former  également un bon écran magnétique. La  haute perméabilité permet de construire des  bobines .de réactance de dimensions réduites,  de haute     inductivité    et de faible résistance.  



  Une dernière application de l'alliage sont  les shunts magnétique pour les récepteurs des  appareils de la télégraphie sous-marine.

Claims

REVENDICATIONS I Alliage magnétique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments du groupe magnétique en quantités rela tivement grandes et une moindre quan tité d'une autre substance, qui rend la va leur de la perméabilité initiale de l'alliage supérieure à celle obtenue avec les deux premiers éléments seuls. II Procédé de fabrication de l'alliage suivant la revendication I, caractérisé en ce que les éléments constituants sont chauffés, puis refroidis à une température intermé diaire à celle de la recuisson et celle. à laquelle des efforts et des tensions se pré senteraient.

SOUS-REVENDICATIONS EMI0004.0009 1 <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I, <SEP> carae térisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> les <SEP> éléments <SEP> du <SEP> groupe <tb> magnétique <SEP> présents <SEP> en <SEP> quantité:

<SEP> relati vement <SEP> grandes <SEP> sont <SEP> du <SEP> fer <SEP> et <SEP> du <SEP> lllckel. <tb> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I, <SEP> carac térisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> ladite <SEP> autre <SEP> substance <tb> est <SEP> du <SEP> chrome. <tb> d <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I, <SEP> carac térisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> -que <SEP> ladite <SEP> autre <SEP> substance <tb> augmente <SEP> la <SEP> résistivité <SEP> de <SEP> l'alliage. <tb> d <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I, <SEP> carac térisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> sa <SEP> perméabilité <SEP> initiale <tb> est <SEP> plus <SEP> grande <SEP> que <SEP> celle <SEP> du <SEP> fer. <tb> ."@ <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la.

<SEP> revendication'[ <SEP> et <SEP> la. <tb> sous-revendication <SEP> 1, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <tb> que <SEP> ladite <SEP> autre <SEP> substance <SEP> est <SEP> ajoutée <SEP> en <tb> quantité <SEP> telle <SEP> que <SEP> la <SEP> perméabilité <SEP> initiale <tb> est <SEP> plus <SEP> haute <SEP> que <SEP> si <SEP> du <SEP> fer <SEP> était <SEP> substi tué <SEP> à <SEP> cette <SEP> substance. <tb> > <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> la <tb> sous-revendication <SEP> 1, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce EMI0004.0010 que <SEP> la.

<SEP> composante <SEP> de <SEP> nickel <SEP> est <SEP> égale <SEP> à <tb> plus <SEP> de <SEP> 7 <SEP> 0 <SEP> '!- <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> entière. <tb> 7 <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> la <tb> sous <SEP> -revendication <SEP> 1, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <tb> que <SEP> la <SEP> composante <SEP> de <SEP> nickel <SEP> est <SEP> de <SEP> 75 <SEP> a, <SEP> de <SEP> toute <SEP> la <SEP> matière. <tb> 8 <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> la <tb> sous-revendication <SEP> 1, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <tb> que <SEP> la. <SEP> composante <SEP> de <SEP> nickel <SEP> forme <SEP> 78? <SEP> 2 <SEP> :

'u <tb> de <SEP> toute <SEP> la <SEP> matière. <tb> 9 <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la. <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> la <tb> sous <SEP> revendication <SEP> 21, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <tb> que <SEP> la <SEP> teneur <SEP> en <SEP> chrome <SEP> n'excède <SEP> pas <SEP> 1(,s <tb> 7 <SEP> ,) <SEP> de <SEP> toute <SEP> la <SEP> matière. <tb> 10 <SEP> Alh@lge <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> la <tb> sous-revendication <SEP> ?, <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <tb> que <SEP> la <SEP> composante <SEP> de <SEP> chrome <SEP> n'excède <SEP> pas <tb> les <SEP> ??-:

, <SEP> \,'= <SEP> de <SEP> toute <SEP> la <SEP> matière. <tb> 11 <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> la. <tb> sous-revendication <SEP> ? <SEP> caractérisé <SEP> en <SEP> ce <tb> que <SEP> la <SEP> composante <SEP> de <SEP> chrome <SEP> est <SEP> à <SEP> peu <tb> près <SEP> les <SEP> q <SEP> \.'j <SEP> de <SEP> toute <SEP> la <SEP> matière. <tb> 13 <SEP> Alliage <SEP> suivant <SEP> la, <SEP> revendication <SEP> I <SEP> et <SEP> les <tb> sous-revendications <SEP> 1 <SEP> et <SEP> \?, <SEP> caractérisé <SEP> en <tb> ce <SEP> qu'il <SEP> comprend <SEP> à <SEP> peu <SEP> près <SEP> 781 <SEP> #> <SEP> '@@ <SEP> de <tb> nickel, <SEP> 1.91::

<SEP> "', <SEP> de <SEP> fer <SEP> et <SEP> ? <SEP> ô <SEP> de <SEP> chrome. <tb> L") <SEP> Procédé <SEP> suivant, <SEP> la, <SEP> revendication <SEP> II, <SEP> ca ractérisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> les <SEP> éléments <SEP> consti tuants <SEP> sont <SEP> chauffés <SEP> puis <SEP> refroidis <SEP> len tement. <tb> 1-.t <SEP> Procédé <SEP> suivant <SEP> la <SEP> revendication <SEP> II, <SEP> ca ractérisé <SEP> en <SEP> ce <SEP> que <SEP> l'alliage <SEP> est <SEP> chauffé <SEP> à <tb> une <SEP> température <SEP> d'à <SEP> peu <SEP> près <SEP> 1100 <SEP> <SEP> C. <tb> refroidi <SEP> lentement <SEP> à <SEP> une <SEP> température <tb> d'environ <SEP> 600 <SEP> <SEP> C,

<SEP> puis <SEP> refroidi <SEP> rapide ment <SEP> avec <SEP> une <SEP> chute <SEP> de <SEP> température <SEP> don née <SEP> en <SEP> centigrades <SEP> par <SEP> seconde.