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PERFECTIONNEMENTS A LA. FABRICATION DE POUDRE MAGNETIQUE
La présente invention est relative à des perfec- tionnements à la fabrication de poudre magnétique, c'est-à-dire de matière magnétique trèsfinement divisée pour l'utilisation dans les noyaux agglomérés pour bobines de charge et analogues formés d'un mélange de matière$ magnétique.finement divisée et de matière isolante auquel on a donné la cohésion désirée par pression et traitement calorifique ultérieur.
L'invention a trait, plus particulièrement, aux opérations effectuées pour rendre friable la matière magnétique de sorte que la formation de fines particules par un procédé de broyage ultérieur soit facilitée. L'une de ces opérations con- siste à verser la matière magnétique en fusion dans de l'eau.
Antérieurement, on s'était proposé de réduire une matière magné- tique à une forme finement divisée pour l'utiliser dans les noyaux à haute perméabilité et à faibles pertes par hystérésis et par courants de Foucault en faisant fondre la matière magné-
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tique, en lui incorporant une substance susceptible de la rendre friable, en versant le mélange en fusion dans de l'eau pour le solidifier et y produire une structure cristalline à grains fins et en réduisant mécaniquement le produit obtenu en poudre fine.
On a constaté que si la matière en fusion est versée directement d'une poche ou autre récipient dans 1'eau, il y a trempe insuffisante de la matière et, de plus, les ris- que-s d'explosion sont considérables du fait de la, possibilité d'emprisonnement de vapeur dans la masse de matière sous l'eau.
Selon l'invention, une méthode de réduction de matière magnétique à une forme finement divisée pour utilisa- tion dans des noyaux ayant de faibles pertes par hystérésis et par courants de Foucault, consiste à faire fondre la matière magnétique, à verser la matière en fusion dans de l'ea.u tout en chassant la vapeur de cette matière à l'aide d'un jet d'eau, pour solidifier la,dite matière en fragments relativement impor- tante et pour y produite une structure cristalline à grains fins, et enfin à réduire lesdits fragments en fines particules.
De préférence, on ajoute à la, matière en fusion une autre matiè- re destinée à la rendre friable avant qu'elle soit versée dans l'eau.
Un grand nombre de projets ont été antérieurement établis pour préparer du métal pulvérisé, des scories ,le haut- fourneau et autres matières, en versant la matière en fusion dans l'eau et en la soumettent simultanément soit à un jet @tomisant ou désagrégeant d'un fluide tel que la vapeur ou l'eau sous une forme annulaire ou tourbillonnante, scit à l'effet centrifuge d'un disque ou autre corps tournant. Toutefois, il y a lieu de souligner que la présente invention ne concerne pas la production de matière pulvérisée par versement et par dispersion.
Dans le cas de matière magnétique, on a constaté que la matière pulvérisée produite par la désagrégation d'une coulée de matière en fusion versée dans de l'eau est bien infé-
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rieure, tant en ce qui concerne la perméabilité que les pertes se produisant dans le noyau terminé, lorsqu'on la compare avec une matière magnétique simplement solidifiée en fragments rela- tivement importants et à structure'cristalline à grains fins par la désagrégation du courant, matière versée dans l'eau et réduite ensuite en fines particules par broyage mécanique des- dits fragments.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention.
La fig. 1 montre de quelle manière est disposé l'appareil permettant de verser et de désagréger la matière en fusion.
La fig. 2 représente la forme préférée de tuyè- res utilisées pour la production du jet nécessaire.
Dans l'exemple représenté, la matière magnéti- que est un alliage composé de 81 % de nickel, 17 % de fer et 2 % de molybdène, Des matières de la pureté nécessaire et en quantité siffisante pour produire un alliage de cette composi- tion sont fondues ensemble dans un four à induction. Lorsque le métal est fondu, une petite quantité de sulfure de fer est ajoutée pour le rendre friable et lorsquela température du métal en fusion atteint 1550 C, le contenu du four est versé dans la poche 1 représentée à la fig. 1, laquelle a été chauf- fée au préalable.
Cette poche est de forme bien connue et com- posée d'un solide récipient en fer doublé de matière réfrac- taire ; elle comporte un orifice de sortie de 18 mm de diamètre pratiqué dans une tuyère réfractaire au centre de la paroi inférieure de la poche. Un piston 2 ferme la tuyère lorsqu'il est dans aa position inférieure. Ce piston peut être manoeuvré de haut en bas et de bas en haut à l'aide d'un levier actionné à la main (non représenté).
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La poche 1 est amenée en position au moyen d'une en feuille grue convenable au-dessus d'une cuve/métallique épaisse 3.
Pour utiliser une poche contenant 5 quintaux de métal en fusion, la cuve 3 doit avoir une capacité d'environ 0,11 M3 et est rem- plie d'eau froide presque jusqu'au niveau l'un trop plein 4.
Un plateau métallique embouti 5 est placé au fond de la cuve.
La tuyère de sortie de la poche 1 est placée environ à 30 cm de la surface de l'eau de la cuve et une tuyère à jet d'eau 6 se trouve à environ 0,45 cm de la tuyère de le, poche 1 et est dirigée légèrement vers le bas, étant également placée de telle manière que le jet d'eau soit projeté sur la coulée de métal immédiatement après du'elle sort de la poche 1.
L'extrémité de la, tuyère à eau est représentée sous une forme agrandie à la fige 2. Elle comporte 5 fentes horizontales, cha- cune aya.nt approximativement 62,5mm de longueur et 1 mm de largeur. 1,'eau froide est appliquée à la tuyère 6 par une pompe à une pression de 12 Kg et s'échappe de la tuyère à une vitesse d'environ 10 mètres par seconde, le débit à. travers les ouver- tures étant environ 168,9 litres à la minute,
La tuyère a.u fond de la poche est ouverte len- tement et, simultanément, le système de et d'eau est mis en fonctionnement.
Le jet d'eau rencontre la coulée de métal en fusion dans l'air peu après sa sortie de la tuyère et, par conséquent, au moment où elle a une fa.ible vitesse. Le jet d'eau désagrège la coulée de métal en fusion et effectue en même temps la première étape de la trempe du métal. Le métal tombe dans l'eau de le cuve sous forme de fragmenta; la trempe s'achève à ce moment et le produit granulé est recueilli dans le plateau au fond de la. cuve, Lorsque leniveau de l'eau dans la cuve s'élève jusqu'au trop plein 4, le robinet 8 est ouvert afin d'évacuer l'eau en excès et de faciliter la circulation de l'eau dans la cuve, Le débit de la. coulée du métal est com-
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mandé de telle manière que les 5 quintaux soient versés en environ 5 minutes.
La. poche peut être fermée aussitôt que le niveau de scories est atteint, ce qui évite la pollution du métal granulé par lesdites scories.
A la fin de la coulée, 1.' eau de la cuve, qui , d'environ ' environ 80 C est complè n'a a aucun moment dépassé la température ./ 80 C, est complè- tement évacuée, le plateau portant le métal granulé est extrait du réservoir et le métal est retiré et sèché.
La matière granulée est d'une dimension moyenne de mailles. telle qu'elle puisse traverser un crible/de 1,7 mm avec une très faible partie de dimension supérieure pouvant traverser un cri- ble de mailles de 25 mm et une très faible partie assez fine pour traverser un crible de mailles de 0,2 mm.
La matière granulée(après rejet des quelques fragments d'une dimension supérieure à 25 mm) est broyée dans un concasseur et le produit est alors passé dans un broyeur à boulets jusqu'à ce qu'il soit réduit en fine poudre. La pou- dre est recuite à 900 C, soumise à un léger traitement mécani- que de pulvérisation, puis criblée dans un crible de 0,2 mm. la poudre 'qui traverse le crible est mélangée avec la substance isolante et agglornérante décrite dans notre brevet 462.427 puis pressée en noyau et soumise au traitement calorifique approprié.
Il est à noter que la méthode la plus efficace précédemment connue pour produire de la poudre magétique suscep- et de faibles pertes tible de former des noyaux de haute perméabilité/consistait à soumettre des lingots de métal à un traitement mécanique à chaud pour réduire la matière en une bande plate à structure cristalli- ne finement granulée. Les avantagea de la présente invention et l'économie de fabrication qu'elle permet de réaliser sur ce procédé connu, sont évidents.
On a essayé des poudres produites par un processus de désagrégation de métaux magnétiques en fusion, directement sous forme de poudre à l'aide de jets d'eau à grande puissance.
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Ces poudres ont été muses sous forme de noyau avec une substan- ce isolante,/et agglomérante à l'aide de pression et d'un traite- ment calorifiqueapproprié avec ou sans recuit de la poudre à 900*C. On a constaté que ces poudres préparées directement offrent de faibles perméabilités combinées avec de fortes per- tes par hystérésis et courants de Foucault, étant à. ce double point de vue bien inférieures aux poudres préparées par les méthodes précédemment indiquées ou par la méthode conforme à la présente invention.
On a. également constaté qu'aucune amé- lioration à ce point de vue ne peut être obtenue par le recuit à 900 C. On peut attribuer ces résultats aux efforts internen dûs à, la, trempe rapide de petites particules. Il est possible que ces efforts puissent ,être supprimés par un recuit à des températures plus élevées que celle de 900 C laquelle est effi- cace avec des poudres broyées, mais 900 C semble tre la tem- pérature maximum à la.quelle la poudre puisse être élevée sans s'agglomérer en une masse solide.
Bien que des poudres broyées puissent être recuites jusqu'à plus de 1000 C, les poudres pro- duites directement s'agglomèrent très rapidement au-dessus de 900 C. Afin de confirmer le fait que des poudres préparées di- rectement par une trempe trèsrapide à partir de l'état liquide sont soumises à de tels efforts internes, on 8. recueilli des matières pouvant traverser un crible de 0,2 mm provenant de plu- sieurs coulées successives telles que décrites ci-dessus rela- tivement aux figures 1 et 2, et on les a formées en noyaux à la manière décrite dans la demande de brevet ci-dessus citée.
Le tableau suivant donne les résultats obtenus avec de tels noyaux et également avec des noyaux préparés d'une manière exactement analogue à partir de poudrée produites par d'autres moyens.
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@ <SEP> # <SEP> R <SEP> # <SEP> R
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<tb> (F) <SEP> 145 <SEP> 1,11 <SEP> 3,78
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Dans la table ci-dessus,/est la perméabilité du noyau terminé, 4 R est la valeur de la. perte dans le noya en ohms pour une bobine de 177 millihenry enroulée sur un noyau toroïdal de 22 cm essayé à une intensité d'un milliampère dans la bobine.
Les valeurs indiquées aux lignes A et D correspondent à la poudre de 0,2 mm provenant de plusieurs coulées successives comme exposé ci-dessus, cette poudre n'étant pas recuite (on peut souligner ici que les lignes A à C sont relatives aux noyaux qui ont été soumis à un traitement calorifique dans l'air à 450 C pendant 40 minutes, tandis que les lignes D, E, et F sont relatives à des noyaux soumis à un traitement calorifique dans un gaz inerte à 630 C pendant 40 minutes). Les lignes B et E sont relatives à des noyaux produits à partir de la même poudre recuite à 900 C, puis désagrégée et passée dans un cri- ble de 0, 2 mm.
On peut constater que le recuit ne fournit qu'une légère augmentation de perméabilité dans chaque cas, alors que les pertes dans le noyau par rapport à la perméabi- lité sont élevées dans tous les cas. Par opposition, les li- gnes C et ? se rapportent à des noyaux formés de poudre pro- duite selon l'intention lorsqu'un agent de friabilité est ajou- té à la matière en fusion ou à de la poudre produite selon le procédé antérieurement connu consistant à ajouter un agent de friabilité à la matière en fusion en formant ladite matière en lingots et en la laminant pour lui donner la forme d'une bande qui est ensuite concassée et broyée en poudre. (Les ré- sultatsde noyaux provenant de poudre selon les deux derniers procédés mentionnés ci-dessus sont identiques).
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Les résultats ci-dessus sont relatifs à un alliage nickel-fer-molybdène dans la proportion de 81-17-2, mais on a obtenu des résultats comparables avec des alliages nickel-molybdène-fer dans les proportions de 80-12,5-7, 5 et avec d'autres matières magnétiques.
Les fragments produite par le procédé décrit ci-dessus peuvent être chauffes à nouveau à la température de recristallisation et rapidement refroidis dans un bain d'eau froide selon le procédé décrit dans la demande n 5.296/43 afin d'obtenir une poudre beaucoup plus fine que le crible de 0,2 mm par pulvérisation mécanique ultérieure.
Pour autant qu'il y a danger de réaction chi- mique violente lorsque des alliages ferreux en fusion contenant du silicium sont versés dans l'eau à moins que la. trempe ne soit très rapide et la matière largement dispersée, le procédé conforme à l'invention peut être dangereux s'il est appliqué à de tels alliages et l'invention ne s'étend pas à cette appli- cation.
Résumé.
L'invention se rapporte à des perfectionnements à la fabrication de poudre magnétique, destinée à la confection de noyaux agglomérée pour bobines de self-inductance et appa- reils analogues, la cohésion désirée étant obtenue par compres- sion et traitement calorifique. Pour obtenir la friabilité nécessaire de la matière magnétique, on verse la matière en fusion avec adduction d'un courant d'eau froide, après quoi on procède à des broyages jusqu'à obtention de la finesse né- cessaire.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.