Brevet FR2283240A1 — publié le 19760326

L'invention concerne les alliages ferromagnétiques du type connu sous le nom de Nialco, c'est-à-dire les alliages à base principalement de fer, nickel, aluminium, cuivre et titane, pouvant contenir des ajouts éventuels d'autres métaux ou de me- talloldes, et comportant moins de 18 % de cobalt. Plus précisément, l'invention a pour objet l'amélioration des propriétés magnétiques des alliages Nialco , elle a notamment pour objet l'obtention de Nialco magnétiquement anisotropes à partir d'alliages renfermant en poids de 9 à 15 % d'aluminium, de 15 à 30 % de nickel, de o à 6 % de cuivre, de o à 8 % de titane, de o à 18 % de cobalt, le solde étant constitué par du fer, les impuretés éventuellement présentes dans les matières premières ou volontairement ajoutées telles que le silicium, le niobium, le tantale, le zirconium. Selon l'invention, due à Mr. Claude Bronner, on obtient des alliages du type Nialco magnétiquement anisotropes en les soumettant, après homogénéisation à haute température à un refroidissement énergique, puis à un recuit sous champ magnétique, suivi d'un revenu. Il est bien connu que les alliages magnétiques à base principalement de fer, nickel, aluminium, contenant plus de 18 % de cobalt présentent des propriétés magnétiques anisotropes inté- ressantes si après homogénéisation ils sont soumis à un refroidissement à vitesse contrôlée de 900 à 6000C en présence d'un champ magnétique. Dans les alliages à moins de 18 % de cobalt, ce refroidissement contrôlé est inefficace pour créer une anisotropie et une exaltation des propriétés magnétiques. En effet, le champ magnétique n'est efficace que dans la mesure où la transformation métallurgique (décomposition spinodale) débute à une température inférieure à celle du point de Curie du matériau, lequel croit avec la teneur en cobalt. L'invention repose sur l'idée que dans les alliages contenant moins de 18 % de cobalt, la décomposition spinodale peut être totalement bloquée si on procède à un refroidissement énergique après homogénéisation à haute température. D'une ma- nière surprenante, le réchauffage et le maintien sous champ ma- gnétique à une température comprise entre 600 et 9000C, déterminée par la composition chimique exacte de l'alliage, confère au matériau des propriétés magnétiques anisotropes bien supé- rieures à celles qui sont obtenues selon le traitement classique rappelé ci-dessus. Comme pour les alliages renfermant plus de 18 % de cobalt, le traitement thermique est utilement complété par des revenus prolongés à plus basse température. L'expérience a montré qu'il suffisait de limiter le refroidissement énergique à l'intervalle de température à l'inté- rieur duquel se produit la décomposition spinodale, c'est-à-dire entre 1000 et 6000C. L'anisotropie est encore plus accentuée si on a conféré au préalable au matériau traité une texture colonnaire ou monocristalline. L'invention s'applique également à des matériaux mis en forme par compression de poudres élémentaires ou MM préalliées et frittage. L'invention est illustrée par les exemples qui suivent. Exemple 1 Alliage Al 10 Ni 21,8 Co 14 Cu 4,4 Ti 9,5 Fe complément à 100 - Les échantillons homogénéisés à haute température sont refroidis énergiquement (eau, huile, air, par exemple) jusqu'à la tempéra ture ambiante. Le refroidissement doit être suffisamment énergique pour qu'à la température ambiante la phase &alpha; présente normalement à 1250/13000C soit maintenue. Les échantillons sont ensuite soumis à un recuit magnétique vers 7500C, température optimale, déterminée expérimentalement pour cet alliage. Le traitement de recuit magnétique est complété par un revenu de 1 heure à 6400C + 5 heures à 520 C. Traité dans ces conditions, l'alliage présente les performances suivantes dans la direction d'application du champ lors du recuit magnétique : induction rémanente Br = 8700 G Champ coercitif Hc = 550 Oe Facteur de mérite (BH) = 2,7 MG.Oe max Traité de manière conventionnelle comme les alliages à plus de 18 pour cent de cobalt, l'échantillon obtenu, isotrope, ne présente que les caractéristiques suivantes Br : 6900 G Hc : 700 Oe (BH)max: 1,,75 MG. Oe Exemple 2 Alliage Al 10,5 Ni 23,5 Co 4,8 % Cu 4,5 % Ti 0,5 Fe complément à 100 - structure équiaxe Après fusion au four à induction, les échantillons ont été soumis à un traitement thermique analogue à celui qui a e été décrit dans le premier exemple. Traité sous champ, l'alliage présente les caractéristiques sui vantes Br = 8250 G Hc = 335 Oe (BH)max = 1,55 MG. Oe L'alliage isotrope classique présente les caractéristiques suivantes: Br = 7000 G Hc = 550 Oe (BH)max = 1,50 MG.Oe Exemple 3 Alliage Al 9 Ni 2O Ti 1 Co 13,5 Cu 4,5 Fe complément à 100 Après fusion au four à induction, une partie du métal liquide a été coulée dans un moule de précision. L'autre fraction a été versée dans un moule chaud comportant un refroidisseur à sa base. Les pièces ont été soumises à un traitement identique à celui qui est mentionné au cours du premier exemple. Le premier alliage, à structure polycristalline ou équiaxe, pré- sente les performances suivantes Br - 9400 G Hc = 455 Oe (BH)max = 2,55 MG. Oe Le échantillon du second alliage à texture colonnaire ou monocristalline présent les performances suivantes 10200 G Hc = 420 Oe (BH)max = 3 MG.Oe REVENDICATIONS 1. Traitement thermomagnétique des alliages ferromagnétiques Fe-Ni-Al-Cu du type des Nialco, c'est-à-dire les alliages à base principalement de fer, nickel, aluminium, cuivre et titane, pouvant contenir des ajouts éventuels d'autres métaux ou de métal bides et comportant moins de 18 % de cobalt, ledit traitements destiné à rendre ces alliages magnétiquement anisotropes, étant caractérisé par la combinaison des étapes successives suivantes - homogénéisation à haute température - refroidissement rapide de manière à ramener à la température ambiante la phase &alpha;; - recuit entre 6000 et 10000C en présence d'un champ magnétique - revenu pour des durées allant de 1 heure à 20 heures à des tom- pératures comprises entre 650 et 5000C. 2. Traitement suivant la revendication i, caractérisé en ce qu'il est associé à un traitement préalable de l'alliage confé- rant à ce dernier une structure cristalline orientée. 3. Traitement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, après le recuit magnétique, un revenu de 1 heure à 6400C suivi d'un revenu de 5 heures à 5200C. 4. Un aimant permanent obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3.