Brevet FR2153067A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne un dispositif pour la fabrication d'aimants annulaires dont la direction magnétique préférentielle est radiale, par compression d'un matériau pulvérulent pour aimants permanents, de préférence d'un matériau dont l'intensité de champ coercitif jHç est supérieure à 1000 A/cm. De tels dispositifs sont en soi connus. Ils comprennent une matrice annulaire et un noyau central qui définissent entre eux une cavité de compression annulaire qui est fermée en bas par un poinçon inférieur. La matricer et le noyau Central sont en matériau magnétique et constituent les pales d'un circuit magnétique dont le flux est produit par une bobine électrique disposée autour du noyau et sous la matrice. Le matériau pulvérulent magnétique est introduit dans la cavité de compression annulaire et la mise sous tension de la bobine provoque ensuite la production, dans la cavité de compression, d'un champ magnétique directeur radial qui oriente les particules du matériau pulvérulent de manière que leur direction magnétique préférentielle corresponde à la direction radiale. L'abaissement d'un poinçon supérieur annulaire provoque ensuite la compression du matériau pulvérulent dans la cavité de compression, donc la réalisation de l'aimant. Jusqu' présent, il est nécessaire que les deux poinçons soient en matériau amagnétique, pour éviter le court-circuitage du champ magnétique directeur dans la cavité de compression (voir par exemple la demande de brevet allemand publiée 1 134 773). Toutefois, les poinçons de presse en matériau amagnétique ont seulement une faible résistance mécanique et une dureté qui est seulement de l'ordre de 30 à 50 Rockwell, de sorte que leur usure est importante. La demanderesse a découvert qu'il est également possible d'orienter les particules du matériau pulvérulent dans la cavité de compression en utilisant des poinçons d'un matériau magnétique. Suivant l'invention, un dispositif pour la fabrication d'aimants annulaires dont la direction magnétique préférentielle est radiale par compressiondùn matériau pulvérulent pour aimants permanents présentant une intensité de champ coercitif H de plus de 1000 A/cm sous l'effet d'un champ magnétique radial créé entre un noyau polaire intérieur et une matrice de compression extérieure est caractérisé en ce qu'il comprend deux poinçons tubulaires en matériau magnétique, dont l'un seulement plonge dans la cavité de compression, de préférence sur une faible distance seulement, pendant l'orientation des particules du matériau pulvérulent. La'demanderesse a constaté avec surprise que l'orientation des particules du matériau pulvérulent est seulement peu influencée par le poinçon fermant la cavité de compression en bas, lorsque ce poinçon pénètre seulement d'environ 1 à 5 mm dans la cavité de compression, parce qu'une saturation magnétique de gå partie du poinçon pénétrant dans cette cavité empêche un court-circuitage important du flux magnétique. il arrive même que le poinçon inférieur, conducteur magnétique, fait passer à travers luimême un flux magnétique supplémentaire qui est plus grand que la partie du flux qu'il dévie dans la zone de contact avec la paroi extérieure de la matrice, de sorte que l'intensité utile globale du champ directeur dans la cavité de compression devient plus grande. I1 n'est pas nécessaire que le poinçon supérieur plonge dans la cavité de compression lors de l'orientation des particules du matériau pulvérulent, de sorte que ce poinçon supérieur ne risque pas de perturber le champ magnétique directeur. La demanderesse a constaté avec étonnement que l'orientation des particules n'est pas perturbée au moment où le poinçon supérieur comprime le matériau pulvérulent; même si le champ directeur est coupé pendant la compression ou même avant le début de celle-ci. L'orientation des particules du matériau pulvérulent par le champ directeur n'est pas davantage perturbée lorsque la compression s'effectue simultanément par les deux poinçons depuis les deux côtés, avec une matrice "flottante". L'invent-apporte l'avantage que les poinçons peuvent être réalisés en matériau magnétique présentant une grande résistance et une grande dureté, notamnent une dureté dépassant 60 Rockwell, de sorte que leur usure est nettement soins grande que celle des poinçons en matériau amagnétique, c'est-à-dire en matériau moins résistant et moins dur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, dont la figure unique est une coupe axiale d'un dispositif suivant l'invention. Le dispositif représenté comprend une matrice 1 et un noyau central 2 qui definissent entre eux une cavité de compression 3 qui est fermée en bas par un poinçon inférieur 4. Le noyau central 2 est fixé directement sur une plaque de base 5, tandis que la matrice 1 est fixée sur cette plaque par l'intermédiaire d'un cylindre 6 pour la fermeture du circuit magnétique. Tous les éléments désignés par 1 à 6 sont en acier conducteur magnétique, et les éléments 1, 2 et 4 ont une grande dureté, tout au moins dans la zone de la cavité de compression 3. Le poinçon inférieur 4 est mû, par l'intermédiaire de tiges 7 qui traversent la plaque de base 5 et qui sont fixées sur une plaque 8, par le ct,.lisseau inférieur 9 d'une presse sur laquelle est mcrnté ltensemble de cet outillage. n poinçon supérieur 10 est mû par le coulisseau supérieur (non représenté) de la presse. Conformément à l'invention, le poinçon supérieur 10 est également en matériau conducteur magnétique et au moins sa partie venant en contact avec le matériau pulvérulent et la matrice 1 est en acier dur. I. @ du remplissage, le poinçon inférieur 4 fait seulement saillie dass la matrice 1 sur une faible distance, désigné par "a". Cette côte "a" est de préférence comprise entre 1 et 5 mm, mais elle peut également être inférieure à 1 mm. Le champ magnétique directeur, orienté radialement dans la cavité de compression 3, est produit dès la fermeture d'non interiupteur 12 qui provoque la circulation d'un courant J dans la bobine 11. Le flux magnétique circule comme indiqué en pointillé (sur la partie gauche de la figure seulement) par les éléments 1, 6, 5, 4 et 2. Le champ magnétique, orienté radialement dat' Ja cavité de compression 3, oriente les particules du matériau pulvérulent de manière que leur direction magnétique préférentielle soit également radiale, et les particules REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la fabrication d'aimants annulaires dont la direction magnétique préférentielle est radiale par compression d'un matériau pulvérulent pour aimants permanents présentant, de préférenceuneintenské de champ coercitif jHC de plus de 100 A/cm, sous l'effet d'un champ magnétique radial créé entre u n noyau polaire intérieur et une matrice de compression extérieure, caractérisé en ce qu'il comprend deux poinçons tubulaires en matériau magnétique, dont l'un seulement plonge dans la cavité de compression, de préférence sur une faible distance seulement, pendant l'orientation des particules du matériau pulvérulent. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poinçons ont une dureté supérieure à 60 Rockwell. 3. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que le poinçon inférieur pénètre, par en bas, sur une faible distance seulement, de préférence sur une distance d'environ 1 à 5 mm, dans la cavité de compres sion pendant l'orientation des particules du matériau pulvérulent. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le poinçon supérieur se trouve en dehors de la cavité de censpression pendant 1 ' orientation du matériau magnétique pulvérulent et plonge dans cette cavité après l'orientation du matériau. 5. Procédé pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on coupe le champ magnétique directeur avant que la compression maximale ne soit atteinte.