Brevet FR2261602A1 — publié le 19750912

La présente invention concerne de nouveaux produits composites magnétiques. La présente invention concerne plus particulièrement des produits magnétiques compositesvcomportant sur au moins une partie de sa surface un élément non magnétique. Dans les applications possibles de ces produits composites convenablement usinés à la fabrication de relais et de contacteurs, cette partie~non magnétique est dénommée couramment cale d'entrefer. On a déjà proposé dans l'art antérieur des pièces magnétiques composites à cale d'entrefer constituant les organes mobiles. de relais et de contacteurs mis en mouvement par l'attraction d'électro-aimants. Dans les relais et contacteurs, la pièce magnétique mobile est attirée par l'électro-aimant et vient brutalement en contact avec leptle dudit électro-aimant. Ladite pièce doit, non moins brutalement, pouvoir s'en séparer sous l'influence de forces de rappel dès que le courant de l'électro-aimant est interrpmpu. Du fait de l'existence d'un magnétisme rémanent, la pièce mobile ne pourrait pas se séparer d'une manière nette et franche du pale de l'électro-aimant auquel il se trouve collé lorsque le courant cesse d'être envoyé dans la bobine dudit électro-aimant si le contact était direct entre les deux pièces magnétiques. Pour résoudre ce problème, on a donc déjà proposé des pièces magnétiques composites dans lesquelles le rible de l'élément en métal non magnétique est d'établir une courte distance entre le pble de l'électro- aimant et la surface en regard de la pièce mobile. C'est pour cela que cet eSément non magnétique est désigné sous le nom de "cale d'entrefer". De cette façon, la séparation de l'organe mobile et du pdle de l'éleetro-aímant est beaucoup plus nette et rapide. Les pièces magnétiques composites de l'art antérieur nécessitent des procédés de préparation longs et-codteux impliquant - le découpage de disques en fer doux dans une bande; - le découpage des pastilles de contact formant les cales d'entrefer; - le soudage des pastilles de contact sur les disques en fer doux. Selon ces procédés connus, la cale d'entrefer est donc fixée par quelques points de soudure électrique et, entre ces points, il subsiste un intervalle étroit entre cale d'entrefer et substrat. Cet intervalle constitue un espace où sont retenues très fortement par tension capillaire les solutions aqueuses avec lesquelles la pièce peut être mise en contact. Les solutions employées au cours d'un traitement de protection du fer doux magnétique sont donc retenues entre cale et substrat lorsque ce traitement est appliqué après soudure des cales. Un élément galvanique se trouve ainsi constitué. Il a pour effet de provoquer une corrosion grave du fer. C'est pourquoi le soudage des cales d'entrefer est toujours effectué après le traitement de surface des pieces-substrats en fer doux. Ce traitement a cependant pour effet secondaire de recouvrir la pièce en fer d'une couche mince isolante dont le pouvoir isolant varie d'ailleurs d'une pièceàî'autre et, sur une meme pièce, d'un point à l'autre. Il faudrait donc théoriquement pouvoir régler la machine de soudage en fonction des caractéristiques électriques de chaque point du substrat sur lequel se fnit la soudure. Ceci est, bien entendu, incompatible avec les exigences de la production industrielle et le réglage de la machine à souder est fixé une fois pour toutes,ayant pour conséquence un taux de rebut élevé. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne en effet de nouveaux produits magnétiques composites, caractérisés en ce qu'ils sont constitués d'une bande support en métal magnétique dont au moins une partie de la surface est recouverte dtune couche mince d'un métal ou d'un alliage non magnétique incrustée ou plaquée sur ladite bande support. Le métal magnétique utilisé est de préférence Ie fer doux. Le métal non magnétique utilisé est choisi parmi les métaux précieux. tels que l'argent et les alliages à base d'argent ou lesmétaixcui'reuxetleursalliages, tels que bronze et laiton. Les produits magnétiques se présentent de préférence sous forme de bandes de fer doux dans lesquelles est incrustée ou plaquée au moins une piste d'un métal ou alliage non magnétique choisi de préférence parmi le bronze et le laiton. La surface de la ou desdites pistes incrustées peut etre au meme niveau ou légèrement en relief par rapport à la surface de la bande en fer doux. La présente invention concerne égaleent un procédé de préparation desdits matériaux composites. On connais déja des procédés permettant d'obtenir des produits composites non magnétiques connus dans lesquels la bande support est réalisée en un métal non magnétique, dont au moins une partie de la surface est recouverte d'un métal non magnétique incrusté ou plaqué dans ladite bande support. Les produits composites connus, formés d'une bande support réalisée en un métal non magnétique dont une ou deux faces sont recouvertes entièrement d'une couche de métal précieux plaquée sur lesdites faces, sont préparés par placage à chaud, c'est-è-dire par pression à chaud avec ou sans l'aide d'une brasure, d'une couche épaisse de métal précieux ou cuivreux sur un support ou "platon" épais d'un métal non ferreux. Après ce placage, on procède à un laminage qui transforme la pièce épaisse et de faible longueur initiale en une longue bande de fable épaisseur à la cote désirée. On peut également préparer ces produits composites par la technique de placage à froid selon laquelle une bande de métal non ferreux et une bande de métal précieux ou cuivreux ont leurs surfaces-avivees au moyen de brosses métalliques, puis lesdites bandes passent immédiatement entre deux cylindres de laminoir où elles subissent l'une sur l'autre une forte réduction d'épaisseur. Ces deux procédés connus sont directement applicables à la fabrication des nouveaux produits composites magnétiques selon l'invention dans lesquels une ou deux faces de la bande support en métal magnétique sont recouvertes entièrement d'une couche de métal précieux ou cuivreux. Il suffit pour cela d'utiliser une bande support en métal magnétique tel que du fer doux. A partir de ces produits composites formés de deux bandes s"poep sées,oaenlève l'excès de métal non magnétique par exemple par une opération defraisage ou de rabotage au défilé connu sous le nom de scalpage, en vue d'obtenir les produits magnétiques composites selon l'invention dans lesquels au moins une piste de métal magnétique est plaquée en relief sur la bande en métal magnétique. Les produits de l'art antérieur dans lesquels au moins une piste d'un métal précieux est incrustée sur une bande d'un métal non magnétique sont obtenus en disposant une bande épaisse de métal précieux dans une gorge fraisée dans un platon ou support épais de métal non magnétique. L'incrustation et la réduction d'épaisseur du matériau composite sont obtenues par un laminage ultérieur. Ce laminage n'est possible que si le métal précieux et le métal support non magnétique utilisés présentent un allongement analogue au cours dudit laminage. Ces procédés connus ne sont en général pas directement utilisables à la fabrication des produits magnétiques composites selon l'invention formés d'au moins une piste en métal précieux ou cuivreux incrustée dans une bande support métallique magnétique en fer doux. En effet, au cours du laminage, les métaux cuivreux ou précieux ont tendatce à s'allonger plus vite que le substrat ferreux, ce qui provoque des arrachements ou, tout au moins, des variations d'épaisseurs difficiles à contrôler, ces variations d'épaisseurs étant incompatibles avec l'utilisation ultérieure des produits composites dans la fabrication des relais Conformément à la présente invention, on a trouvé un procédé permettant de préparer des, produits magnétiques composites selon l'invention sans arrachement et présentant une épaisseur constante constitués d'une bande d'un métal magnétique dans laquelle est incrustée au moins une piste d'un métal précieux ou cuivreux, caractérise en ce que a) on recouvre totalement,par tout procédé connu, aumotns l'une des dix faces de b bade support en métal magnétique par une couche épaisse d'un métal ou d'un alliage non magnétique et l'on lamine le produit composite ainsi obtenu à la cote désirée; b) on élimine en partie la couche mince laminée de métal non magnétique ed vue d'obtenir au moins une piste de métal non magnétique en relief sur la bande support en métal magnétique; c) on incruste la ou lesdites pistes par un laminage ultérieur. L'étape a) peut titre effectuée par exemple en mettant en oeuvre les procédés connus de placage à froid ou à chaud mentionnés ci-dessus. Au cours de l'étape b), l'excès de métal non magnétique peut hêtre éliminé par exemple par une opération de fraisage ou rabotage au défilé connue sous le nom de scalpage. On obtient ainsi des bandes de support magnétiques sur lesquelles la ou les pistes de métal précieux ou cuivreux sont en relief. Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir avec un rendement voisin de 100% des produits composites d'épaisseur constante dans lesquels il n'existe aucun interstice entre l'élément non magnétique et la bande support magnétique. Il n'existe pas de soudure entre l'élément magnétique et la bande non magnétique r-esponsabIe de corrosion et de perturbations électriques, l'élément non magnétique étant maintenu contre la bande support magnétique dans les produits composites selon l'invention par simple incrustation ou placage. En outre, le traitement de surface de la bande magnétique en fer doux peut etre effectué sur le produit composite sans risque d'infiltration de liquide entre la bande support et l'élément non magnétique. Les cadences de production peuvent ainsi etre considérablement augmentées, tandis qu' l'inverse, les courts de production se trouvent réduits L'invention concerne également les pièces composites magnétiques obtenues par toutes opérations mécaniques connues, telles que décou pagey cambrage, pliage, etc. à partir des produits magnétiques composites décrits ci-dessus, en vue de réaliser des composants utilisables en électromécanique rentrant notamment dans la fabrication de relais et de contacteurs. Ces pièces y jouent le rdle d'organes mobiles mis en mouvement par l'attrac- tion dtélectro-aimants et dans lesquelles les pistes en métal précieux ou cuivreux servent de cales d'entrefer. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture des exemples suivants de réalisation des produits magnétiques composites conformes à l'invention donnés à titre illustratif, nullement limitatif, en se référant au dessin annexé sur lequel - les figures LA, lB, lC, lD, lE, 1F et 1G représentent des coupes schématiques de produits magnétiques composites conformes à l'invention; , - les figures 2A, 2B, 2C et 2D représentent de façon schématique le procédé de préparation des produits magnétiques composites selon l'invention dans lequel une piste de métal précieux ou cuivreux est incrustée dans une bande support en fer doux. Sur les figures lA, 1B, lC, ID, lE, 1F et IC, on voit sept produits magnétiques composites conformes à l'invention, de structures différentes, dans lesquels une couche ou piste 1 en métal non magnétique est incrustée ou plaquée sur une bande support 2 en fer doux. Sur la figure LA, on voit qu'une face de la bande 2 est entièrement recouverte d'une couche 1 plaquée de métal non magnétique. Sur la figure IB, on voit que les deux faces sont entièrement recouvertes. Sur les figures LC à lG, le recouvrement de la piste 1 n'est que partiel. Ces pistes l peuvent etre simplement plaquées en relief sur le support 2 comme sur la figure IF ou bien les pistes 1 peuvent etre partiellement incrustées et demeurer en demeurer en relief comme sur la figure 1G, ou bien encore les pistes 1 peuvent etre totalement incrustées et présenter une surface extérieure située au meme niveau que la surface de bande 2, comme sur les figures lC, 1D et lE. Sur les figures 2A à 2D on voit en coupe, sur la figure 2A un platon support épais magnétique en fer doux 3 dont l'une des faces est recouverte d'une couche épaisse 4 de métal cuivreux; sur la figure 2B on a représenté le produit composite 5 obtenu à la cote désirée par un laminage avec diminution de l'épaisseur du platon 3 et de la couche 4. Ce produit composite 5 est formé d'une bande support 2, sur laquelle est plaquée une couche mince 6 de métal magnétique. Sur la figure 2C on voit que la couche mince 6.a été fraisée pour ne laisser subsister qu'une piste de métal cuivreux 1 plaquée sur la bande 2. Sur la figure 2D on voit la pièce 5 qui a été relaminée de façon à incruster la piste 1 dans la bande 2. REVENDICATIONS 1- Produits magnétiques composites, caractérisés en ce qu'ils sont constitués d'une bande support en métal magnétique dont au moins une partie de la surface est recouverte d'une couche mince d'un métal ou d'un alliage non magnétique incrustée ou plaquée sur ladite bande support. 2 - Produits selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'au moins une piste d'un métal non magnétique est incrustée dans la bande support en métal non magnétique. 3 - Produits selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisés en ce que le métal magnétique est le fer doux, l'alliage non magnétique est choisi parmi le bronze, le laiton et les alliages à base d'argent, le métal non magnétique est choisi parmi l'argent et le cuivre. 4 - Pièces composites magnétiques comportant au moins une cale d'entrefer, caractérisées en ce qu'elles sont préparées par tous procédés connus à partir des produits magnétiques composites selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5 - Procédé de préparation des produits. magnétiques composites selon la revendications 2, caractérise en ce que on recouvre totalement au moins l'une des deux faces de la bande support en métal magné- tique par une couche épaisse d'un métal ou d'un alliage non magnétique et 1 ton lamine le produit composite ainsi obtenu à la cote désirée; b) on élimine en partie la couche mince laminée de métal non magnétique en vue d'obtenir au Soins une piste de métal non magnétique en relief sur la bande support en métal magnétique; c) on incruste la ou lesdites pistes par un laminage ultérieur,