Brevet FR2138106A1 — publié le 19721229

L'invention concerne un procédé permettant d'assembler des pièces-moulées ferromagnétiques en oxydes frittés. On a déjà décrit différents procédés qui permettent l'assemblage de ce genre de pièces moulées. Suivant ces procédés connus, par 5 dépôt par évaporation, par pulvérisation cathodique ou par voie chimique, une couche auxiliaire métallique est généralement déposée d'abord sur les surfaces d'assemblage, alors qu'ensuite, les surfaces ainsi métallisées sont assemblées à l'aide d'une soudure que l'on porte à fusion. Cn a décrit également des procédés suivant lesquels l'assemblage a lieu sans -JO l'utilisation d'une couche auxiliaire. Ces procédés ont coni.ie inconvénients que l'adhérence n'est pas suffisante et que la déformation que subit la couche intermédiaire lors de la fusion peut être gênante. Le but de l'invention est d'indiquer un procédé qui n'est pas affecté par les inconvénients inhérents aux procédés connus. A cet effet, 15 l'ifavention est remarquable en ce qu'une feuille de métal ou pièce d 1 é-cartement est élaborée entre les pièces moulées, que l'ensemble ainsi formé est porté à une température inférieure au point de fusion et soumis à une pression mécanique d'au maximum 1 50 kg/cmz jusqu'à ce que le métal et les pièces moulées soient assemblées, l'ensemble étant ensuite refroi-20 di et la pression supprimée. Généralement, une thermocompression telle que décrite ci-dessus doit avoir lieu dans un milieu réducteur ou dans un milieu inerte. Toutefois, on a pu se rendre compte que dsms- le cas où le métal est un alliage de plomb et d'éta.in, l'assemblage peut être de bonne • qualité s'il a 25 lieu dans, use atmosphère d'air, à condition que la pression dépasse la x'ysÏBsr-5§-&/cm2 • Par conséquent, un mode de réalisation du procédé conforme à l'invention est remarquable en ce aue le métal utilisé est un alliage de plomb et d'étain, que la pression est comprise entre 50 kg/cm* et 150 30 kg/cm2, que la température est comprise entre 145°C et 165°C, et que la durée de chauffage est comprise entre 60 s. et 600 s. On a constaté qu'en particulier, ce procédé convient bien pour la fabrication de noyaux en f rme de pot. L'invention concerne également un procédé permettant la fabri-35 cation d'une tête de magnétophone formée par au moins deux pièces moulées ferromagnétiques en oxydes frittés qui forment une voie pour un flux magnétique et entre lesquelles un entrefer est formé à l'aide d'un matériau non magnétisable qui en même temps assemble lesdites pièces. Suivant un procédé connu, entre des faces préalablement polies de deux pièces 72 17876 2138106 moulées ferromagnétiques en oxydes frittés, on forme d'abord un espace d'entrefer du fait de superposer les pièces moulées en utilisant des pièces d'écartement métalliques, après quoi, à l'extérieur de l'espace «insi formé, ori élabore une certaine oua.ntité de matériau d1 assemblage 5 non magnétisable que l'on porte à une température telle à faire fondre ce matériau qui par effet capillaire est ensuite aspiré dans la fente, l'ensemble formé par les pièces moulées étant ensuite refroidi et soumis à d'autres traitements mécanioues. Un tel procédé est connu du brevet français îf— 1.356.612. Comme 10 matériau d'assemblage non magnétisable, ce brevet préconise des matériaux vitreux, par exemple du verre ou de l'émail, (généralement il est toutefois possible d'utiliser aussi d'autres matériaux, par exemple une soudure ou une résine époxy); avant d'être aspiré dans la fente sous l'effet capillaire, le matériau utilisé est placé, par exemple sous la forme 15 d'une fibre ou d'une goutte, contre lTembouchure de l'espace d'entrefer. Pendant que le verre ou l'émail est porté à la température à laquelle il s'introduit dans la fente, cette température signifiant ici une température à laquelle la viscosité du verre ou da l'émail est tellement faible que l'entrée de ce matériau dans l'entrefer sous l'effet ca-20 pillaire ne nécessite qu'une durée admissible, il faut, lors de la mise en oeuvre du procédé connu, appliquer les uns sur les autres les intercalaires et les pièces moulées avec une force suffisamment élevée afin d'empêcher que les pièces moulées puissent glisser, un tel glissement pouvant survenir assez facilement par la présence d'une pellicule de 25 verre ou d'émail liquide entre les faces d'assemblage, et afin d'empêcher en outre que dû verre ou de l'émail pénètre entre les intercalaires et les pièces moulées. L'établissement de la pression mécanique nécessaire à cet effet doit toutefois avoir lieu de façon, à. éviter le fléchissement des pièces moulées sous l'effet de ladite pression mécanique, ces pièces 30 étant en fait des minces bandes de ferrite. Dans bon nombre de cas, ceci est difficilement réalisable, du fait que souvent, par 1a. construction spécifique de la tête envisagée, il n'est pas possible d'exercer la pression là où elle doit être exercée pour empecher le fléchissement. A cela s'ajoute qu'il faut maintenir 1a. pression pendant 1a. durée totale néces-, 55 saire pour porter le ver -e à la température à laquelle le verre en+re dans 1'entrefer,àl'entrée du verre dans celui-ci, et au refroidissement du verre. Lorsqu'une pièce moulée fléchit, il en résulte un entrefer dont l'épaisseur n'est pas égale partout, de sorte aue lors de la fabrication de plusieurs têtes à partir d'un jeu de pièces moulées, il y a 72 17876 ' 2138106 lieu de tenir compte d'un déchet inévitable. En outre, du point de vue d'une fabrication en grande série, il n'est pas pratique de devoir maintenir sous pression nécanicue les pièces moulées pendant le chauffage, étant donné que cette opération 5 ■ ri Or, un autre procédé conforme à l'invention est remarquable en ce qu'après avoir superposé les pièces moulées séparées par des pièces d'écartement, on établit, tout en utilisant le procédé déjà 10 décrit, une liaison solide entre les pièces d'écartement et les pièces moulées. Du fait que de cette façon on établit au préalable une liaison solide entre les pièces d'écartement et les pièces moulées qui par cette liaison sont fixées les unes par rapport aux autres, les pièces moulues 15 et les pièces d'écartement ne doivent plus être soumises à une pression mécanique pendant l'entrée du verre fondu, de sorte oue les problèmes mentionnés ci-dessus sont exclus. Un grand avantage notamment est qu'il est possible de procéder dans un four à "chambre" normal. La "liaison par thermo-compression" utilisée ici n'est pas 20 seulement réalisable de manière simple, mais est en outre initéressant^gn fcaison de ce que lors de la mise en oeuvre du procédé connu, avant la superposition des pièces moulées, on procède habituellement à un recuit de celles-ci, du fait de les soumette-à un chauffage de courte durée à une température de par exemple 800°C. Cette opération peut dès à présent 25 être mise à profit également pour établir la liaison désirée entre les pièces d'écartement et les pièces moulées si, en rrésence d'une pression mécanique, on chauffe non pas les pièces moulées distinctes, mais l'ensemble formé par celles-ci et par les pièces d'écartement, appliquées les unes sur les autres. 50 Un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention est remarquable en ce '•u'on utilise des pièces d'écartement en métal convenablement conducteur de l'électricité, et que leur assemblage avec les pièces moulées est établi du fait que l'ensemble formé par celles-ci et par les pièces d'écartement est porté à une température telle que 35 les pièces moulées ferromagnétiques en oxydes frittés sont plus ou moins conductrices mais le matériau constituant les pièces d'écartement n'est pas encore porté à fusion, alors qu'à partir du métal constituant les pièces d'écartement, un courant électrique de faible intensité est dirigé vers les pièces moulées ferromagnétiques en oxydes frittés. 72 17876 2138106 Ce procédé qui peut être effectué à des températures relativement faibles, par exemple comprises entre 400°C et 500°C, est surtout intéressant lorsque les propriétés magnétiaues des oxydes frittés constituant les pièces moulées ferromagnétiques, nar exemple en ferrite double 5 de manganèse et de zinc, pourraient être influencées défavorablement par des températures élevées. Suivant un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, les pièces d'écartement sont en cuivre, en aluminium ou en nickel. L'élaboration de minces couches de^ces méta.ux est notamment une 10 technique oui est connue de la. fabrication de transistors et de circuits intégrés, par exemple. Suivant encore un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le matériau constituant les pièces d'écartement est élaboré jusqu'à l'épaisseur désirée sur au moins une des pièces moulées *15 par dépôt par éva.poration, par pulvérisation cathodique ou par galvanoplastie. Lors de la fabrication de têtes de magnétophones à plusieurs pistes, les têtes distinctes étant alors séparées par des pièces de remplissage, on cimente souvent, d'abord l'une à l'autre deux pièces mou-20 lées à l'aide d'un verre à haut point de fusion, de sorte que l'on obtient ainsi l'entrefer, alors qu'ensuite, dans l'ensenble ainsi formé, on pratique à 1a. scie quelques entailles qui sont pat exemple perpendiculaires à l'entrefer et dans lesquelles on cimente des pièces de remplissage à l'aide d'un verre à bas.point de fusion. Par l'expression "verre 25 à haut point de fusion", il y a. lieu d'entendre ici un verre dont 1a. zone de températures de ramollissement couvre des températures relativement élevées, alors que par l'expression "verre à bas point de fusion", il y a lieu d'entendre un verre dont la zone de températures de ramollissement couvre des températures relativement faibles. 30 Un inconvénient de ce procédé est que lors de l'emploi du verre à bas point de fusion, l'entrefer peut être déformé. Lors de l'emploi du verre à haut point de fusion, il se peut nota.mment qu'un peu de ferrite se ?oit dissous dans le verre à haut point de fusion, ce dernier acquérant «insi un point de fusion plus bas. A la température caractérisant le 35 cimentage à l'aide du verre à bas point de fusion, le ramollissement du verre à haut point de fusion n'est pas exclu, ce qui a comme résultat ladite déformation d'entrefer. Le même phénomène peut se produire lorsqu'au cours du deuxième cimentage, le verre à haut point de fusion entre en interaction avec le verre à bas point de fusion, ce qui également peut 72 17876 2138106 j être la cause d'une variation de point de fusion. j Four éviter cet inconvénient, le brevet français N— 1.473.130a préconisé de ne pas cimenter les pièces moulées les unes aux autres, mais de les serrer les unes contre les au res avant d'élaborer les entailles 5 de scie. Ces entailles étant ensuite pratiquées, l'agent d'à -semblage peut alors, au cours d'un seul chauffage, être amené Tant dans l'entrefer que dans l'espace entre les parois des entailles et les pièces de remplissage occupant celles-ci. 3n pratiaue toutefois, le maintien en place des pièces moulées pendant leur entaillage et l'introduction de l'agent 10 d'assemblage cause certains inconvénients. Ces inconvénients peuvent être évités lors, conformément à. l'invention, les pièces moulées et les pièces d'écartement sont d'abord assemblées solidement. Par conséquent, un mode de réalisation du procédé conforme à 15 l'invention est remarquable en ce qu'après avoir établi ladite liaison solide entre les pièces d'écartement et les pièces moulées, on pratique dans l'ensemble ainsi obtenu au moins une entaille de scie, les axes de cette-entaille(s) formant un angle désiré avec les faces limites situéeysgj^.iyegard des pièces moul'es, alors qu'ensuite on place dans cha-20 ■ -'SEfee- - e flgagjajpè1 •siy-'~t)i è c e de remplissage alors que d'une manière connue, au cottrs■■■#)&• %?5rgi&ît également des procédés de fabrication de tête de magnétophone suivant lesquels les pièces moulées sont d'abord entaillées à la scie, puis positionnées les unes par rapport au:-: autres et ensuite cimentées les Unes aux autres. Dans ce cas également, il est possible de 30 mettre à profit l'invention. En effet, lors de la mise en oeuvre de tels procédés, si au cours de l'assemblage les pièces moulées se déplacent les unes par rapport aux autres, il se peut eue les moitiés de pistes ne soient plus situées exactement en regard, (décalage de moitiés de piste). Comme déjà expliqué précédemment, lorsque la m tière pénètre dans l'entre-35 fer par effet capillaire, le déplacement des ilèces moulées est difficile à éviter du fait que rendant l'assemblage, une pellicule ce verre liquide se trouve entre les faces d'assemblage. Or, le procédé conforme à l'invention offre 1'avantage qu'à l'aide d'une technique de "pré-assemblage sans verre", les'pièces moulues sont d'abord assemblées à l'aide des 72 17876 2138106 pièces d'écartement, et qu'ensuite, par effet capillaire, du verre fondu peut être introduit par effet capillaire aux endroits désirés. L'invention concerne également une tête de magnétophone obtenue par la mise en oeuvre d'un des procédés précités. 5 La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective de deux pièces moulées en ferrite qui présentent une section transversale déterminée, les faces 10 polies de ces pièces étant situées en regard. La figure 2 est une vue en perspective des pièces moulées représentées sur 1a. figure 1, les faces polies étant maintenant assemblées à l'aide d'une matière métallique céramique, un espace suffisant subsis-' tant entre les faces polies pour permettre par effet capillaire, l'in-15 troduction d'un verre fondu. La figure 3 est une vue en perpsective des deux pièces moulées, solidaires l'une de l'autre et répondant à la figure 2, l'ensemble présentant plusieurs enta.illes de scie qui sont perpendiculaires aux faces d'assemblage. 20 La figure 4 est une vue en perspective des mêmes pièces moulées solidaires l'une de l'autre, des pièces de remplissage ayant été placées dans les entailles. La figure 5 est une vue en perspective des mêmes pièces moulées assemblées qui ont subi un cimentage à l'aide d'un verre, la face supé-25 rieure de l'ensemble étant convexe et constituant la. surface de roulement alors que la psrtie inférieure de l'ensemble a été éloignée par meulage. La figure 6 est une vue en perspective d'une tête de magnétophone à plusieurs pistes dans laquelle 1'ensemble représenté sur la. figure 5 porte plusieurs culasses de fermeture munies d'enroulements 30 électriques. Sur la figure 1, il s'agit de pièces moulées 4 et 5> en ferrite Après avoir placé les pièces d'écartement 2 et 3, ces pièces 4 et 5 sont réunies par leurs ;'=ces polies 6 et 7» A cet effet, on utilise par exemple des pièces d'écartement en nickel et on soumet l'ensemble ainsi formé 35 à une température comprise entre 750°C et 800°C et à une pression mécanique comprise par exemple entre 20 kg/cm2 et 50 kg/cm2. D'une manière générale, la pression doit être comprise entre 5 kg/cm2 et 100 kg/cm2, alors que la. température doit être inférieure à 0,9 fois la température 72 17876 2138106 de fuaion (eri °C) du métal utilisé. Comme métal constituant les pièces d'écartement, on a aussi le choix parmi les métaux Cr, Ta, Be, Cu, Ti, V, Al, et parmi des alliages par exemple les alliages A Un autre procédé qui a l'avantage que la liaison (métal -matière céramique) peut avoir lieu des températures relativement faibles, est -'écrit ci-après. 10 Four les pièces d'écartenent 2 et 3> on utilise un matériau électriquement conducteur, par exemple l'aluminium. Les faces d'assemblage 6, 6» et 7, 7' sont mises en contact et chauffées jusqu'à ce aue le matériau isolant des pièces moulées c et 5 {v&T exemple du ferrite double de manganèse et de zinc) devient plus ou moins conducteur. Depuis 15 le matériau électriquement conducteur, un courant positif de faible intensité est dirigé vers des pièces moulées. Le courant passe par des contacts de pression élaborés sur les faces extérieures des matériaux. Lorsqu'il s'agit par exemple d'un courant ayant une faible densité de l'ordre de 10^uA/mm2, on obtient l'assemblage désiré. Dans le cas en-20 visagé ici, l'assemblage peut être établi par exemple à l'aide d'un courant ayant une densité de l'ordre de 10yuA/mm2, entretenu pendant quelques minutes et en présence d'une température de par exemple 400°C. Des procédés d'assemblage tels que décrits ci-dessus sont connus de la littérature. Voir par exemple le brevet français ïï— 1.478.9*18. 25 Comme le montre la figure 3> dans l'ensemble ainsi obtenu, on pratique, perpendiculairement aux faces 6, 6' et 7> 7'» plusieurs entailles de scie 31, 32, 33-•--3^, et on obtient ainsi plusieurs pièces frontales de tête magnétiques 10, 11, 12...16. Sur 1a. figure 3> la distance entre ces entailles 31 a 36 est la même partout, alors que 30 chaque entaille a la même largeur et la même hauteur. Dans les entailles 31 à 36, on place des pièces de remplissage 21 à 26. De préférence, celles-ci sont formées par un matériau céramique non magnétisable ayant les mêmes propriétés mécaniques que le ferrite constituant les pièces moulées, un tel matériau étant par exem-35 pie le titanate de baryum. Pour obtenir une tête de magnétophone à plusieurs pistes qui ne p -ésente ou'une faible diaphonie entre ces pistes, des pièces de blindage 61 à 66 en matériau magnétisable (par exemple un ferrite ou un munétal) peuvent être placées dans les pièces 21 à 26. 72 17876 2138T06 Après avoir placé les pièces de remplissage dans les entailles on pose, contre l'embouchure des ouvertures qui ont subsisté entre les faces 6, 6' et 7, 7'» une certaine Quantité de verre qui par effet capil laire doit être aspiré vers l'intérieur. Ce verre est par exemple une 5 fibre. En même temps, un verre, par exemple également une fibre de verre est posé sur les pièces 21 à 26. Ensuite, l'ensemble est introduit dans un four et porté à la température nécessaire pour oue le verre, par effet capillaire, s'introduise dans les espaces oui ont subsisté entre les faces 6, 6' et 7> 7' ainsi qu'entre les parois des entailles 31 à. -|0 56 et les pièces de remplissage 21 à 26, posées dans ces entailles. La figure 5 représente l'ensemble obtenu après refroidissement Suivant un plan parallèle au fond des entailles 31 à.. 36, la partie inférieure de l'ensemble a été éloignée par meulage, alors qu'à la face supérieure on a éloigné de la même façon la partie avec la pièce d'écar-tement 2, une surface de roulement convexe étant finalement formée par rolissage. L'ensemble qui en résuite est ensuite muni de culasses de fermeture 71 à 77 portant des enroulements électriques 51, 52, etc., de sorte oue l'on dispose ainsi d'une tête de magnétophone à plusieurs 20 pistes. 72 17876 2138106 REVENDICATIONS : 1. Procédé permettant d'assembler des pièces moulées ferromagnétiques en oxydes frittés, caractérisé en ce qu'une feuille îe métal ou pièce d*écartement est élaborée entre le3 pièces moulées, que l'ensemble ainsi formé est porté à une température inférieure au point de fusion et soumis à une pression mécanique d'au maximum 150 kg/cm jusqu'à ce que le nétsi et les pièoes moulées soient assemblées, l'ensemble étant ensuite refroidi et la pression supprimée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal utilisé est un alliage de plomb et d'étain, que la r>r?.s5ion est comprise 2 2 entre 50 kg/cm et 150 kg/cm , que la température est co.Tprise entre 145°C et 165°C, et que la durée de chauffage est comprise entre 69 s. et 600 s. 3. Procédé permettant la fabrication d'une tête de magnétophone formée par au moins deux pièces moulées ferromagnétiques en oxydes frittés qui forment une voie pour un flux magnétique et entre lesquelles un entrefer est formé à l'aide d'un matériau non magnétisable qui en même temps assemble lesdites pièces, procédé consistant en ce que suivant un procédé connu, entre des faces préalablement polies de deux pièces moulues ferromagnétiques en oxydes frittés, on forme d'abord un espace d'entrefer du fait de Buperposer les pièces moulées en utilisant des pièces d'4cirterrent métalliques, après quoi, à l'extérieur de l'espace ainsi formé, on élabore une certaine quantité de matériau d'assemblage non magnétisable que l'on -orte à une température telle à faire fondre ôe ir.atériau qui par effet capillaire est ensuite aspiré dans la fente, l'ensemble formé par les nièces moulées étant ensuite refroidi et soumis à d'autres traitements mécaniques, caractérisé en ce qu'après avoir superposé les pièces moulées séparées par des pièces d*écartement, on établit, tout en utilisant le procédé déjà décrit, une liaison solide entre les pièces d'écartement et pièces moulées. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérise en ce qu'on utilise des pièces d'écartement en métal convenablement conducteur de 1'électricité, et que leur assemblage avec les pièces moulées est établie du fait que l'ensemble formé par celles-ci et par les pièces d1 écarte.rent est ports à une température telle que les pièces moulées ferromagnétiques ei oxydes frittés sont plus ou moins conductrices mais le matériau constituant les pièces d'écartement n'étant pas encore porté à fusion, alors qu'à partir du mét^l constituant les pièces d'écartement, un courant électrique de faible in- 72 17876 10 2138106 tensité est dirigé vers les pièces moulées ferrons r~nétiques en oxydes frittés» 5. Procédé selon la revendication 3j caractérisé en ce Que les pièces d'écartement sont en cuivre, en aluminium ou en nickel. 5 6. Procédé selon la revendication 3» caractérisé en ce °ue le matériau constituant les pièces d'écartement. est élaboré jusqu'à, l'épaisseur fiésirée sur au moins une des pièces moulées par dépôt par éva.pora-tion, par pulvérisation cathodique ou par galvanoplastie. 7. Procédé selon la. revendication 3, caractérisé en ce au'après 10 avoir établi ladite liaison solize entre les pièces d'écartement et les pièces moulées, on pratique da.:,s l'ensemble ainsi obtenu au moins une entaille de scie, les axes de cette (ces) enta.ille(s) formant un angle désiré avec les faces limites situées en rëgard des pièces moulées, alors qu'ensuite on place dans chaque entaille une pièce de remrlissage alors 15 que d'une manière connue, au cours d'un seul, chaui'fa.ge, on relie sur " oute leur longueur les pièces moulées et on cimente dans son entaille chaque pièce d'écartement à l'aide d'un agent d'assemblage qui par effet carillaire est aspiré dans l'entrefer et dans les espaces situés entre chaque pièce de remplissage et les parois de son entaille. 20 8» Noyau en forme de pot, obtenu par la mise en oeuvre d'un pro cédé selon l'une des revendications 3 à 7» 9- Tête de magnétophone, obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I ou 2.