Brevet FR2076007A1 — publié le 19711015

i 2076007 La présente invention concerne uû procédé de fabrication d'un aimant permanent à partir d'un composé intermétallique, qui est constitué par du cuivre, au moins un élément de transition 3d et au moins un métal du groupe des terres 5 rares. Il est déjà connu (J. Appl. Phys. 40, 1259 (1969) ; Japan J. Appl„ Phys. 2. » 966 (1968)) de fabriquer des aimants permanents dont les matières de départ correspondent au système ternaire Co-Cu-Sm, ou Co-Cu*»Ce, Cu pouvant être encore 10 remplacé en partie par 3Fe. On a trouvé à présent qu'il se produit, à basse température de revenu, une décomposition spinodale du cristal mixte SmCO^-SmCu^, ou CeCO^-CeCu^ en excès, et qu'à côté de la composition chimique, de la vitesse de refroidissement, et de la température de revenu, la directivité du cristal 15 mixte riche en Co dans la matrice riche en Cu joue également un rôle important en ce qui concerne le niveau d'intensité de champ coercitif que l'on peut obtenir, car les propriétés d'aimantation permanente de cette matière sont dues à une anisotropie cristalline extrêmement élevée. 20 Les supports de bonnes propriétés d'aimanta tion permanente sont les cristaux mixtes Co-Cu-lanthanides, riches en Co, qui répondent à la formule RCo^, où B. peut représenter Y, La, Ce, Pr, Nd ou Sm. Ces composés intermétalliques sont très faciles à aimanter dans le sens de l'axe hexago-25 nal, mais par contre très difficiles à aimanter dans une direction parallèle au plan de base. L'invention se propose la mise au point d'un procédé de fabrication d'un aimant permanent, dans lequel l'effet d'anisotropie cristalline est exploité au maximum, et qui est, 2Q par suite, plus puissant que les aimants permanents connus, et dans lequel on peut obtenir des caractéristiques magnétiques contrôlées reproductibles. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on laisse durcir une masse fondue, constituée par un yj composé intermétallique, de façon directive, et qu'ensuite on soumet le produit intermédiaire ainsi obtenu à un traitement thermique direetif. Les caractéristiques élevées des aimants permanents, que l'on peut obtenir par ce procédé, sont, par consé-40 quent, bien reproductibles, car la vitesse de refroidissement 71 00217 2 2076007 lors de la solidification de la masse fondue et, en même temps, la directivité de la phase cristalline mixte riche en Co sont très aisément réglables et contrôlables., Pour augmenter encore l'intensité du champ co-5 ercitif de l'aimant permanent obtenu, on peut effectuer le traitement thermique directif dans un champ magnétique» Il convient de laisser durcir la masse fondue avec une vitesse de solidification inférieure à 100 cm à l'heure, et d'effectuer le traitement thermique dans l'intervalle de 10 température de 4-00 à 700°C. Lors de la solidification, le gradient de température dans la zone de fusion avant la surface de solidification est avantageusement égal à environ 50 degrés par centimètre, ou supérieur à cette valeur. Pour des raisons techniques, il est difficile d'obtenir un gradient de température 15 encore plus important, avantageux en soi. La description .détaillée d'un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention en référence au dessin annexé fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. 20 Un tube d'alumine 1 est rempli d'un composé intermétallique 2, comprenant du cuivre, au moins un élément de transition 3d, et au moins un lanthanide, et mû à travers un four cylindrique annulaire 3 suivant sa longueur, une zone fondue a se formant au voisinage du four 3 . La vitesse du tube 25 1 est tello,que le composé intermétallique 2 se trouvant dans le tube 1 est fondu dans la zone a et peut se durcir de façon directive, ce qui aboutit à la formation d'une structure de base dont les distorsions réticulaires, par exemple les Désalignements, les joints de grain, la position des impuretés, etc.. sont 30 orientées dans le sens de croissance. La vitesse du tube 1 est d'environ 10 à 100 cm à l'heure, le gradient de température dans la zone a avant la surface de solidification étant d'environ 50 degrés par centimètre. On soumet ensuite le produit intermédiaire ob-35 tenu après la solidification à un traitement thermique directif, pour accentuer encore la séparation de la seconde phase qui apparaît de façon privilégiée à l'endroit des distorsions réticulaires mentionnées. Dans ce but, on fait passer le tube 1, avec le composé intermétallique 2 durci de façon directive qui y est 71 00217 5 2076007 contenu, avec une vitesse de 0,05 à 5 cm à 1*heure, à travers le four 5» la matière qui se trouve dans le tube 1 prenant, sur une longueur de zone a de 1 cm, une température comprise entre 400°C et 700°C. Le gradient de température de cette zone chauf-5 fée à la zone subséquente plus froide de la matière 2 est compris entre 25 et 250 degrés par centimètre. Lorsqu'on établit, pendant le traitement thermique, un champ magnétique parallèle ou transversal au moyen d'un électro-aimant cuirassé 4 disposé autour du four 3, on 10 peut encore augmenter l'intensité de champ coercitif de l'aimant permanent obtenue L'avantage du nouveau procédé réside surtout en ce que l'on obtient line orientation cristallographique de la phase riche en Co presque parfaite, résultat que l'on ne peut 15 obtenir par d'autres procédés. 71 00217 4 2076007 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un aimant permanent à partir d'un composé intermétallique qui comprend du cuivre, au moins un élément de transition 3d, et au moins un lantha-5 aide, caractérisé en ce qu'on laisse durcir une masse fondue constituée par un composé intermétallique de façon directive, et qu'ensuite on soumet le produit intermédiaire ainsi obtenu à un traitement thermique directif„ 20 Procédé selon la revendication 1, caracté-10 risé en ce qu'on effectue le traitement thermique directif dans un champ magnétique„ 3- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on laisse durcir la masse fondue à une vitesse inférieure à 100 cm à 1*heure0 15 4. Procédé selon la revendication 3 caracté risé en ce que le gradient de température dans la zone fondue en avant de la surface de solidification est égal ou supérieur à environ 50 degrés par centimètre. 5. Procédé selon la revendication 1 caracté-20 risé en ce qu'on effectue le-traitement thermique dans l'intervalle de température de 400 à 700°G. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que, lors du traitement thermique, le gradient de température, de la zone chauffée à la zone refroidie, est com- 25 pris entre 25 et 250 degrés par centimètre0 7. Procédé selon la revendication 1 ou 5» ou 6, caractérisé en ce que l'on ne traite thermiquement qu'une zone de la masse fondue solidifiée, et que l'on déplace cette zone relativement au produit intermédiaire sur tout son volume à une ^0 vitesse de 0,05 à. 5 centimètres à l'heure. 8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on effectue la solidification directive du composé intermétallique dans un tube mû à travers un four de fusion. 9. Procédé selon la revendication 8 caractéri-35 sé en ce que l'on fait passer le composé Intermétallique,solidi- difié de façon directive dans un tube, pour en effectuer le traitement thermique directif, à travers un four thermique 71 00217 5 2076007 entouré par un aimant cuirassé. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'on fait passer le tube à travers le four tiiermique à une vitesse de progression de 0,05 à 5 centimètres 5 à l'heure. 11. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on utilise un composé intermétallique de composition Co,- Cu Sm. y""X X