Noyau pour électro-aimant. La présente invention se rapporte à (ni noyau pour électro-aimant, applicable par exemple, aux bobines de charge utilisées dans les circuits téléphoniques. Le but de l'inven tion est d'obtenir un noyau se fabriquant à peu de frais, pouvant recevoir facilement toute forme voulue, et possédant à un haut degré les caractéristiques les plus avanta geuses que doivent présenter les noyaux des bobines de charge des circuits téléphoniques ou de torrs autres appareils électriques.
On a déjà proposé de fabriquer des noyaux magnétiques, et en particulier des noyaux pour bobines de charge en employant une matière magnétique finement granulée, dont les particules sont séparées entre elles par une substance isolante, et en comprimant ce mélange sous la forme d'un corps solide en soumettant cette masse zr unie pression suffi sante pour amener son poids spécifique à être approximativement égal au poids spécifique que la matière magnétique possède à l'état non granulé.
En d'autres termes, la pression exercée doit être suffisante pour déformer au moins une partie des particules magnétiques au delà de leur limite d'élasticité. Antérieu- rement on utilisait pour la formation de ces noyau, le fer réduit par l'hydrogène ou le fer électrolytique recuit et finement granulé. Cependant ces deus métaux, le fer réduit par l'hydrogène et le fer électrolytique recuit, sont plus coûteux à obtenir que le fer élec trolytique non recuit.
En outre, comme la construction des noyaux doit tenir compte de certaines conditions requises, le fer élec trolytique non recuit possède certaines qua lités avantageuses à un degré plus grand que les deux autres métaux mentionnés.
Ainsi ce fer offre une caractéristique d'hystérésis plus basse et une stabilité magnétique plus grande, et son emploi dans la construction des noyaux utilisés dans les circuits télépho niques combinés à des circuits télégraphiques, permet de diminuer dans les premiers, les bourdonnements produits lors de la trans mission des tressages télégraphiques.
On a trouvé qu'en mélangeant des parti cules dures d'un métal magnétique, tel par exemple, que le fer électrolytique non recuit mentionné ci-dessus, avec des particules plus tendres, comme par exemple, le fer électro lytique recuit ou du fer réduit par l'hydro- gène, les noyaux obtenus en comprimant ce mélange, tout en présentant une résistance mécanique suffisante, possèdent approxirrrati- vement les mêmes caractéristiques magnéti ques que des noyaux formés seulement de particules dures. En outre, en variant les proportions (les particules dures et tendres entrant dans la composition, on peut produire des noyaux présentant les différentes condi tions exigées.
La présente invention se rapporte donc à un noyau d'électro-ainiai it comportant des particules magnétiques finement granulées, séparées entre elles par au moins une matière isolante, et comprimées de manière que son poids spécifique soit ramené à celui de la matière magnétique non granulée.
Suivant l'invention cet électro-aimant pré sente des particules de différentes caractéris tiques, et pour mieux la faire comprendre, on a décrit ci-après diverses méthodes de fabrication d'un noyau.
On peut, par exemple, obtenir une matière magnétique convenable pour un tel noyais en produisant du fer électrolytique obtenu de n'importe quelle manière connue (par exemple dans une batterie utilisant un bain de sul fate ferreux ammoniacal) à un état de gra nulation très fine, en le broyant dans un broyeur à boulets. L'expérience a démontré que pour obtenir les meilleurs résultats les particules employées doivent avoir des di mensions telles qu'e11e@ peuvent passer à tra vers un tamis d'environ 1300 mailles par décimètre carré.
Les particules fines de fer électrolytiques ainsi obtenues possèdent pour des petites forces magnétisantes une basse rémanence et forment Lui noyau d'une caractéristique d'hy s t6résis très basse sous l'influence des cou rants téléphoniques ordinaires. Mais par suite de leur dureté mécanique, une ruasse de ces particules est difficilement moulée en un corps solide.
Pour éviter cet inconvénient on mélange aux particules finement granulées obtenues, cinq à dix pour cent de fer doux aussi fine ment granulé, par exemple du fer réduit par l'hydrogène ou du fer électrolytique recuit. Ce dernier métal est facilement obtenu en chauffant du fer électrolytique fragmenté dans un four convenable à une température suffi sante pour produire le recuit.
Les particules de fer dur et de fer doux sont mélangées entre elles de manière que les particules de fer doux soient uniformé ment réparties à travers la masse. Soit avant ou après le mélange, les particules sont iso lées les unes des autres. On obtient ce ré sultat en recouvrant chaque particule d'un enduit d'oxyde de fer rouge et cet enduit s'obtient en ajoutant à la masse des parti cules de fer pur approximativement dix pour cent de leur poids d'eau et en agitant ce mélange pendant qu'il est chauffé en présence de l'air jusqu'à l'assèchement complet. On peut aussi procéder de la manière bien con nue et qui consiste à donner à chaque par ticule un enduit de zinc en remuant dans un tambour, et pendant plusieurs heures, les particules mélangées au zinc.
Quand les par ticules sont bien recouvertes de zinc, on ajoute une légère solution alcoolique de ma tière isolante, comme par exemple, de la gomme-laque et on remue la masse jusqu'à ce que les particules enduites de zinc soient complètement recouvertes de gomme-laque. L'alcool de la solution est ensuite évaporé en remuant lentement la masse dans un tam bour traversé par un courant d'air.
Le mélange des particules de fer dur et de fer doux, recouvertes de zinc et de gomme- laque est soumis dans des moules appropriés à une pression d'environ 14.000 à 18.0001g par cm=. Cette pression déforme probable ment les particules de fer doux au delà de leur limite d'élasticité, de sorte qu'en raison de l'allongement permanent auquel elles sont soumises, elles se combinent avec les parti cules de fer dur et formeront ainsi une masse solide d'un poids spécifique égal ou plus grand que<B>6,5,</B> c'est-à-dire approximativement de 7 qui est le poids spécifique du fer non divisé.
La forme des particules de fer dur varie probablement moins, bien que quelques unes de celles-ci peuvent se briser sans cependant se désagréger, mais aucune de celle- ci ne perfore la couche isolante et n'arrive à une valeur suffisante pour diminuer pratique ment la résistance de conductibilité de la masse.
En pratique on a trouvé utile d'employer pour les noyaux, des sections transversales d'une épaisseur d'environ un demi-centimètre, et d'employer cinq sections ou plus pour constituer titi noyau en intercalant une ma tière isolante convenable telle que du papier, de la laque ou de la gomme-laque entre les sections. Oii a trouvé qu'un noyau fabriqué de cette manière est mécaniquement plus fort et chimiquement plus stable que ceux ordi nairement utilisés. Ces noyaux comparative ment à ceux formé seulement de particules de fer doux, ont une grande résistante spé cifique, une caractéristique d'hystérésis con sidérablement plus basse, et une stabilité magnétique plus grande.
Au lieu d'employer du fer électrolytique non recuit on peut aussi employer titi alliage magnétique cassant en utilisant du fer ci) fusion auquel on ajoute huit pour cent ou plus de silicium. On refroidit ensuite rapide ment l'alliage fondu en le déversant dans des moules froids, ou en le répandant suivant une mince couche sur une surface convenable. On obtient ainsi une subtance très cassante qui peut être facilement réduite à un état finement granulé en brisant d'abord la masse en petits morceaux et en broyant ensuite les morceaux dans un broyeur à boulets.
L'expé rience a démontré que les meilleurs résultats sont obtenus par les noyaux formés de frag ments de dimensions telles qu'ils peuvent passer à travers titi tamis de 1300 mailles par décimètre carré.
Ces particules finement granulées sont mélangées avec des particules de fer doux et traitées exactement suivant la même mé thode que celle employée avec du fer élec trolytique non recuit, ainsi qu'il a été décrit, de façon que les particules d'alliage rempla cent dans le noyau les particules de fer non recuit. Des noyaux magnétiques composés d'un alliage de ferro-silicium, coûtent moins cher que ceux composés de matières employées jusqu'à présent à cause de la facilité avec laquelle le ferro-siliciuni peut être réduit à un état de granulation fine.
L'emploi de l'alliage ferro-silicium magnétique finement granulé, réduit par sa haute résistance spé cifique les courants de Foucault et les pertes d'énergie qui en résultent. Les particules de fer plus doux n'entrant dans la composition du noyau que pour cinq à dix pour cent, et de plus étant elles-mêmes durcies par compression, ne peuvent diminuer sérieuse ment ces avantages, mais servent à mainte nir entre elles les particules de l'alliage de façon à former un noyau mécaniquement solide et chimiquement stable.
Il est évident que les particules dures et douces de la masse dit noyau peuvent être mélangées dans n'importe quelle proportion désirée, et puisque ces particules diffèrent magnétiquement et mécaniquement, on peut produire des noyaux dont les caractéristiques mécaniques et électromagnétiques varient de celles présentées par un noyau formé unique ment de particules relativement dures, à celles présentées par un noyau formé unique ment de particules relativement douces.
En augmentant le pourcentage des particules douces, on simplifie et réduit les frais de fabrication des noyaux puisque la résistance mécanique est réduite, et en augmentant les particules dures, ou augmente en général les qualités électro-magriétiques du noyau, puis que les pertes par hystérésis sont réduites, et la stabilité magnétique accrue. Par consé quent on remarquera que cette invention pré sente des moyens simples et très efficaces pour satisfaire aux différents besoins concer nant les caractéristiques mécaniques et élec tromagnétiques des noyaux d'électro-aimants et surtout des noyaux pour bobines de charge.