PROCEDE DE PREPARATION DE POUDRES MAGNETIQUES DE TYPE TERRES RARES-COBALT CONTENANT DU FLUOR ET AIMANTS PERMANENTS DENSIFIES CORRESPONDANTSPROCESS FOR THE PREPARATION OF FLUORINE-CONTAINING RARE EARTH COBALT MAGNETIC POWDERS AND CORRESPONDING DENSIFIED PERMANENT MAGNETS
Cette invention concerne une méthode de protection des poudres magnétiques et des aimants permanents de type métal de transition-métal de terre rare contre l'oxydation et la corrosion atmosphérique par introduction de fluor gazeux lors du traitement des poudres. Elle s'applique plus particulièrement aux poudres et aimants de la famille métal de transition - terre rare, où le métal est essentiellement du cobalt, et la terre rare essentiellement du samarium et/ou du néodyme et/ou du praséodyme et/ou du cérium.This invention relates to a method of protecting magnetic powders and permanent magnets of the transition metal-rare earth metal type against oxidation and atmospheric corrosion by the introduction of gaseous fluorine during the treatment of powders. It applies more particularly to powders and magnets of the transition metal - rare earth family, where the metal is essentially cobalt, and the rare earth essentially of samarium and / or neodymium and / or praseodymium and / or cerium. .
L'état de l'art sur ces poudres et aimants a été récemment décrit de manière exhaustive par K.J. STRNAT "Rare Earth-Cobalt permanent magnets" dans "Ferromagnetic Materials", p. 131 à p. 209 Vol. 4, Editeur E.P. WOHLFARTH et K.H. BUSCHOW, North-Holland Amsterdam 1988.The state of the art on these powders and magnets has recently been fully described by K.J. STRNAT "Rare Earth-Cobalt permanent magnets" in "Ferromagnetic Materials", p. 131 to p. 209 Vol. 4, Publisher E.P. WOHLFARTH and K.H. BUSCHOW, North-Holland Amsterdam 1988.
On distingue essentiellement deux familles selon la quantité de terre rare contenue:There are essentially two families depending on the amount of rare earth contained:
- la famille de formule moléculaire Sm Co_. (contenant 33,8% en poids de- the family of molecular formula Sm Co_. (containing 33.8% by weight of
5 terre rare) ne tolérant que peu de substitution du cobalt par un autre métal de transition comme le fer, mais où le samarium peut être remplacé en partie ou en totalité par le praséodyme, en partie par d'autres terres rares dont les préférées sont le néodyme, le cérium, le misch-métal, le gadolinium selon la propriété technique ou économique recherchée.5 rare earth) tolerating little substitution of cobalt by another transition metal such as iron, but where the samarium can be replaced in part or in whole by praseodymium, in part by other rare earths whose preferred are neodymium, cerium, misch-metal, gadolinium depending on the technical or economic property sought.
- la famille de formule moléculaire Sm Co „ (contenant 23,1% en poids de terre rare) où, de plus, le cobalt peut être substitué plus largement par d'autres métaux comme le fer, le cuivre, le vanadium, le zirconium, le niobium, le titane, le manganèse, le chrome. La substitution du Co par le fer permet en particulier d'accroître la densité d'aimantation spécifique.- the family of molecular formula Sm Co „(containing 23.1% by weight of rare earth) where, in addition, cobalt can be more widely substituted by other metals such as iron, copper, vanadium, zirconium , niobium, titanium, manganese, chromium. The substitution of Co by iron makes it possible in particular to increase the specific magnetization density.
Ces deux familles sont couramment utilisées par l'industrie électrotechnique car leur haute température de Curie permet leur usage à des températures de fonctionnement élevées. La pratique la plus souple
pour leur préparation est la Métallurgie αes Poudres où l'on broie finement des alliages, on aligne les grains en présence d'un champ magnétique, on comprime à la forme requise, on fritte à haute température en appliquant ensuite un traitement thermique durcissant, on usine selon les spécifications requises.These two families are commonly used by the electrotechnical industry because their high Curie temperature allows their use at high operating temperatures. The most flexible practice for their preparation is Metallurgy αes Powders where we finely grind alloys, we align the grains in the presence of a magnetic field, we compress to the required shape, we sinter at high temperature then applying a hardening heat treatment, we factory according to required specifications.
La revue citée plus haut souligne un sérieux problème (p. 158), de stabilité des poudres et des aimants due à l'affinité particulière de la terre rare pour l'oxygène de l'air, surtout en présence d'humidité. L'évolution naturelle est vers la formation de l'oxyde, par exemple Sm 0 et/ou de l'hydroxyde qui sont des composés non magnétiques entraînant une diminution de la densité d'aimantation et pouvant gêner la densification; de plus, leur formation consomme du samarium, décale donc la stoechiométrie d'origine pour faire évoluer la formule vers une composition qui peut être défavorable aux propriétés.The review cited above highlights a serious problem (p. 158) of the stability of powders and magnets due to the particular affinity of rare earth for oxygen in the air, especially in the presence of moisture. The natural evolution is towards the formation of the oxide, for example Sm 0 and / or of the hydroxide which are non-magnetic compounds causing a reduction in the density of magnetization and being able to interfere with densification; moreover, their training consumes samarium, therefore shifts the original stoichiometry to make the formula evolve towards a composition which may be unfavorable for the properties.
Par exemple, un schéma théorique comme:For example, a theoretical scheme like:
100 Sm Co_. + 21 0 —> 83 Sm Co,_ + 5 Sm_ Co. „ + 7 Sm., 0_- b — . b __ 1 / — __ d 4 2 génère dans le matériau fritte une fine dispersion de Sm Co qui conduit immédiatement à un effondrement de la coercitivité (résistance à la désaimantation) .100 Sm Co_. + 21 0 -> 83 Sm Co, _ + 5 Sm_ Co. „+ 7 Sm., 0_- b -. b __ 1 / - __ d 4 2 generates in the sintered material a fine dispersion of Sm Co which immediately leads to a collapse of the coercivity (resistance to demagnetization).
Aussi les plus grandes précautions sont-elles prises lors de l'élaboration de ces produits, quand ils sont à l'état de poudres très fines (quelques microns en mesure Fischer), pour les produire, les stocker, les manipuler à l'abri de l'air et de l'humidité, ou quand, mis en forme à la presse, ils doivent être activés thermiquement pour se densifier par frittage, dans l'emploi de fours discontinus ou continus placés sous vide ou sous gaz inerte.The greatest precautions are therefore taken during the development of these products, when they are in the form of very fine powders (a few microns in Fischer measurement), to produce them, store them, and handle them under cover. of air and humidity, or when, shaped in the press, they must be thermally activated to densify by sintering, in the use of discontinuous or continuous ovens placed under vacuum or under inert gas.
Pour les Sm Co_ , le record a été obtenu, et seulement au laboratoire,For Sm Co_, the record was obtained, and only in the laboratory,
3 par Narasimham (5th International orkshop on Rare Earth-Cobalt Permanent Magnets and their Applications, June 1981, Ed. University of Dayton, Ohio, USA, p.629 et suiv.) qui, procédant au maximum à l'abri de l'air, a réussi à n'avoir que 1000 ppm en poids d'oxygène, ce qui consomme quand même 0,6% en poids de samarium et génère 0,7% en poids de Sm2 03- a Pu
obtenir, dans de bonnes conditions d ' alignement magnétique , une densité dd''aaiimmεantation Br = 1060 mT, une énerg °ie spécifique de (BH)max = 220 kJ/m3.3 by Narasimham (5th International orkshop on Rare Earth-Cobalt Permanent Magnets and their Applications, June 1981, Ed. University of Dayton, Ohio, USA, p.629 et seq.) Which, proceeding as far as possible air, managed to have only 1000 ppm by weight of oxygen, which nevertheless consumes 0.6% by weight of samarium and generates 0.7% by weight of Sm 2 0 3 - a P u obtain, under good conditions of magnetic alignment, a density of immission Br = 1060 mT, a specific energy of (BH) max = 220 kJ / m3.
Les techniques industrielles ne peuvent atteindre un tel niveau de précaution, et doivent se contenter, pour des coûts raisonnables, de se maintenir pour Sm Co-. vers 6000 ppm en poids d'oxygène; en particulier, b il est très difficile d'éliminer par pompage les espèces gazeuses contenues dans un comprimé. Aussi les meilleurs aimants de cette familleIndustrial techniques cannot reach such a level of precaution, and must be content, for reasonable costs, to be maintained for Sm Co-. around 6000 ppm by weight of oxygen; in particular, b it is very difficult to pump out the gaseous species contained in a tablet. Also the best magnets in this family
3 ne dépassent-ils pas Br = 950 mT et (BH) = 175 kJ/m . max3 do not exceed Br = 950 mT and (BH) = 175 kJ / m. max
Les mêmes causes produisent les mêmes effets dans la famille Sm Co „ où le cobalt est substitué, à un degré moindre cependant, car la teneur en samarium plus réduite entraîne une plus faible affinité pour l'oxygène. On y trouve cependant sur aimants finis des teneurs voisines de 4000 ppm en poids d'oxygène; il est suspecté que des petites variations autour de cette moyenne entraînent des variations nuisibles sur la rectangularité de la courbe J (H) , car le durcissement magnétique de ces alliages résulte d'une structure polyphasée où se ségrègent préférentiellement les atomes et dont l'obtention est délicate.The same causes produce the same effects in the Sm Co „family where cobalt is substituted, to a lesser degree, however, because the lower samarium content results in a lower affinity for oxygen. However, there are on finished magnets contents close to 4000 ppm by weight of oxygen; it is suspected that small variations around this average cause harmful variations on the rectangularity of the curve J (H), because the magnetic hardening of these alloys results from a polyphase structure where the atoms preferentially segregate and whose obtaining is delicate.
Après avoir examiné différents moyens pour contrôler les prises et départs d'oxygène, et en particulier après avoir estimé les quantités chimi-sorbées définitivement et physi-sorbées temporairement dans les différentes étapes du procédé, la demanderesse a conclu qu'il fallait chercher à piéger les sites actifs par un atome plus électronégatif que l'oxygène rendant celui-ci plus labile pour son évacuation. Il s'est avéré qu'un apport de fluor pouvait être efficace, car un atome de fluor ou d'oxygène bloque respectivement un tiers d'atomes de Samarium ou deux tiers d'atomes de samarium dans les molécules Sm F_ et Sm 0„.After having examined various means for controlling the intakes and departures of oxygen, and in particular after having estimated the quantities chemi-sorbed definitively and physi-sorbed temporarily in the various stages of the process, the applicant concluded that it was necessary to seek to trap active sites by an atom more electronegative than oxygen making it more labile for its evacuation. It turned out that an addition of fluorine could be effective, because an atom of fluorine or oxygen respectively blocks a third of Samarium atoms or two thirds of samarium atoms in the molecules Sm F_ and Sm 0 „ .
De plus, la demanderesse a trouvé que ce simple rapport théorique pouvait être largement dépassé par un procédé particulier consistant à introduire lors d'une étape de broyage fin, quand elle est exécutée dans un broyeur à jet de gaz, un mélange d'azote et de fluor gazeux dans le courant de gaz inerte (azote, argon) par exemple habituellement employé dans ces broyeurs. Les proportions pondérales du mélange N + F et son mode d'introduction ont été déterminés expérimentalement de façon à ne pas
générer des problèmes de sécurité pour les équipements et l'environnement. La teneur en fluor du gaz de broyage est généralement inférieure à 250 ppm (en volume).In addition, the Applicant has found that this simple theoretical ratio could be largely exceeded by a particular method consisting in introducing during a fine grinding step, when it is carried out in a gas jet mill, a mixture of nitrogen and fluorine gas in the inert gas stream (nitrogen, argon) for example usually used in these mills. The weight proportions of the N + F mixture and its method of introduction have been determined experimentally so as not to generate safety problems for equipment and the environment. The fluorine content of the grinding gas is generally less than 250 ppm (by volume).
II a été trouvé qu'un optimum se situait dans une plage allant de 600 ppm à 3000 ppm en poids de fluor dans la poudre ou retenu dans l'aimant fritte, cet optimum étant légèrement différent pour la famille Sm Co et la famille Sm Co „; la plage préférentielle s'étend de 600 à 2000 ppm et peut atteindre 600-1500 ppm pour les Sm Co.,-,. Les teneurs en fluor sur poudres et sur produits frittes ont été déterminées selon la méthode consistant à mettre en solution acide le produit à analyser, à distiller le fluor de manière assistée et à le doser par électrode spécifique.It has been found that an optimum lies in a range from 600 ppm to 3000 ppm by weight of fluorine in the powder or retained in the sintered magnet, this optimum being slightly different for the Sm Co family and the Sm Co family. „; the preferred range is from 600 to 2000 ppm and can reach 600-1500 ppm for Sm Co., - ,. The fluorine contents on powders and on sintered products were determined according to the method consisting in placing the product to be analyzed in acid solution, distilling the fluorine assisted and assaying it by specific electrode.
On utilise de préférence le gaz fluor. Avec d'autres conditions expérimentales, il peut être remplacé par d'autres donneurs comme l'acide fluorhydrique HF ou le trifluorure d'azote NF ; mais le premier est beaucoup plus agressif et difficile à maîtriser, le second est beaucoup plus cher. On a constaté que : - en dessous de 600 ppm, il n'y a pas assez de sites actifs neutralisés quand on manipule de grosses quantités de poudres fines, le procédé est instable; - en dessus de 3000 ppm, il y a trop de fluor actif, qui se transforme en fluorure de samarium,- déplaçant donc la composition métallurgique locale par appauvrissement en samarium.Fluorine gas is preferably used. With other experimental conditions, it can be replaced by other donors such as hydrofluoric acid HF or nitrogen trifluoride NF; but the former is much more aggressive and difficult to control, the latter is much more expensive. It was noted that: - below 600 ppm, there are not enough neutralized active sites when handling large quantities of fine powders, the process is unstable; - above 3000 ppm, there is too much active fluorine, which transforms into samarium fluoride, - thus displacing the local metallurgical composition by depletion in samarium.
Enfin, la demanderesse a trouvé que les résultats pouvaient encore être légèrement améliorés si l'étape d'homogénéisation au mélangeur, qui suit normalement tout broyage en broyeur à jets de gaz pour une question de réduction des ségrégations de broyage, était effectuée sous la même atmosphère de mélange azote plus fluor.Finally, the Applicant has found that the results could still be slightly improved if the blending homogenization step, which normally follows any grinding in a gas jet mill for the purpose of reducing grinding segregation, was carried out under the same atmosphere of nitrogen plus fluorine mixture.
En particulier, le stockage à l'air humide montre une évolution plus lente des reprises en oxygène.In particular, storage in humid air shows a slower evolution of oxygen recovery.
Pour étayer son invention, la demanderesse s'appuie sur les figures et les exemples suivants.To support its invention, the applicant relies on the following figures and examples.
La figure 1 montre les plages connues d'évolution de la prise d'oxygène
dans la fabrication classique des aimants Sm Co_..Figure 1 shows the known ranges of oxygen uptake in the classic manufacture of Sm Co_ magnets.
DD
Les teneurs en oxygène sont établies sur l'appareil commercial LECO équipé du four idoine. Les étapes du procédé sont les suivantes : (1) matières premières; (2) prébroyage grossier (50 Uni); (3) broyage fin (5 »m) ; (4) stockage intermédiaire; (5) après frittage.The oxygen contents are established on the LECO commercial apparatus equipped with the appropriate furnace. The process steps are as follows: (1) raw materials; (2) coarse pre-grinding (50 Uni); (3) fine grinding (5 ”m); (4) intermediate storage; (5) after sintering.
La figure 2 donne les résultats des caractéristiques magnétiques (rémanence Br, coercitivité d'induction H , champ de rigidité limite Hk) et la masse volumique p en fonction de la teneur en terres rares du mélange de poudres et de la température de frittage (A 1115°C; x : 1125°C; o : 1135°C) selon l'art antérieur.FIG. 2 gives the results of the magnetic characteristics (remanence Br, induction coercivity H, limiting stiffness field Hk) and the density p as a function of the rare earth content of the powder mixture and of the sintering temperature (A 1115 ° C; x: 1125 ° C; o: 1135 ° C) according to the prior art.
La figure 3 schématise un exemple de réalisation technique de l'invention.Figure 3 shows schematically an example of technical embodiment of the invention.
La figure 4 illustre, par comparaison avec la figure 2, le glissement sensible obtenu selon l'invention vers des optima plus élevés se situant vers des teneurs en terres rares plus basses, en particulier en dessous de 36% pour les compositions type Sm Co,..FIG. 4 illustrates, by comparison with FIG. 2, the significant slip obtained according to the invention towards higher optima lying towards lower rare earth contents, in particular below 36% for the compositions of Sm Co type, ..
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La figure 5 illustre un gain similaire obtenu dans la famille des Sm Co , en particulier sur la rectangularité de la courbe (gain en champ de rigidité limite Hk) , Hk correspondant au champ démagnétisant réduisant l'induction à 90% de Br. La courbe (1) est représentative de l'art antérieur, la courbe (2) est représentative de l'invention.FIG. 5 illustrates a similar gain obtained in the Sm Co family, in particular on the rectangularity of the curve (gain in field of stiffness limit Hk), Hk corresponding to the demagnetizing field reducing the induction to 90% of Br. The curve (1) is representative of the prior art, the curve (2) is representative of the invention.
Exemple 1 (selon l'art antérieur)Example 1 (according to the prior art)
Deux alliages ont été approvisionnés à l'extérieur pour constituer:Two alloys have been supplied from outside to constitute:
- la base à 34,2% de terre rare (analyse fournisseur).- the base at 34.2% rare earth (supplier analysis).
- l'additif amenant l'excès de terre rare à 41,2% (analyse fournisseur).- the additive bringing the excess of rare earth to 41.2% (supplier analysis).
Ces alliages ont été broyés mécaniquement à environ 50 |»m (passant tamis) puis mélangés pour fournir les teneurs portées en abcisse de la figure 2. Ces mélanges ont été broyés finement (4 à 5 Hm Fischer) , comprimés sous champ magnétique, frittes sous vide aux températures indiquées sur la figure 2, puis revenus vers 875°C pour 4 heures et trempés énergiquement,
comme le prescrit le traitement classique de ce matériau (voir K.J. STRNAT).These alloys were mechanically ground to around 50 µm (passing sieve) and then mixed to provide the contents plotted on the abscissa of Figure 2. These mixtures were finely ground (4 to 5 Hm Fischer), compressed under magnetic field, frits under vacuum at the temperatures indicated in Figure 2, then returned to 875 ° C for 4 hours and vigorously quenched, as prescribed by conventional treatment of this material (see KJ STRNAT).
Une des compositions a été suivie en teneur en oxygène aux différentes étapes, pour donner les valeurs moyennes de la figure 1. Sur produit fritte, aux incertitudes de mesures près, on se place dans le niveau courant des 6000 à 6500 ppm en poids d'oxygène.One of the compositions was followed in oxygen content at the various stages, to give the average values of FIG. 1. On sintered product, with measurement uncertainties, we place ourselves in the current level of 6000 to 6500 ppm by weight of oxygen.
Les grandeurs physiques intéressantes sont reportées sur la figure 2. Quoique les alliages utilisés ne soient pas de la qualité maximale que délivre de temps en temps les fournisseurs, on retrouve le comportement habituel d'une situation extrêmement critique. Densité, rémanence et coercitivité d'induction plafonnent pour une teneur moyenne de 36,5% de Sm et sont un peu sensibles à la température de frittage; par contre, à cette teneur, le champ de rigidité limite H , gage de la stabilitéThe interesting physical quantities are shown in FIG. 2. Even though the alloys used are not of the maximum quality that the suppliers deliver from time to time, we find the usual behavior of an extremely critical situation. Density, remanence and coercivity of induction peak for an average content of 36.5% of Sm and are a little sensitive to the sintering temperature; on the other hand, at this content, the limit stiffness field H, which guarantees stability
K thermique, est déjà effondré. Et les quatre grandeurs sont effrondrées à 36%. On se rend compte ainsi de la criticité de la fabrication, qui s'alignera sur un taux moyen de 37%, mais qui est à la merci d'une prise intempestive de 800 ppm en poids d'oxygène.K thermal, is already collapsed. And the four sizes have collapsed to 36%. We thus realize the criticality of the manufacturing, which will be aligned on an average rate of 37%, but which is at the mercy of an untimely taking of 800 ppm by weight of oxygen.
L'explication classique de la littérature est que l'oxygène présent dans le matériau est labile et capture le samarium des phases présentes pour se stabiliser en Sm 0„ réfractaire. Il n'y a plus alors suffisamment de samarium libre résiduel pour assister la densification grain à grain de la phase principale, ladite coalescence des grains pouvant même être gênée par les oxydes intergranulaires.The classic explanation from the literature is that the oxygen present in the material is labile and captures the samarium of the phases present to stabilize in refractory Sm 0 „. There is then no longer sufficient residual free samarium to assist the grain-to-grain densification of the main phase, said coalescence of the grains being able to even be hampered by intergranular oxides.
Exemple 2 (selon l'invention).Example 2 (according to the invention).
Les mêmes alliages ont été traités selon la procédure revendiquée. Après le broyage grossier, les mélanges ont été traités en alimentation continue dans un broyeur à jet de gaz d'azote où, selon le schéma de la figure 3, on introduisait dans l'azote principal débité à 100 m3/h une faible quantité d'azote chargé à 10% de fluor au moyen d'un ajutage calibré. Quelques expériences préliminaires sont nécessaires pour que le produit final contienne de 600 à 2000 ppm en poids de fluor. La suite des opérations est identique à celle de l'exemple 1, et dans les résultats présentés à la figure 4, on avait un niveau de 1000 ppm de fluor dans le produit fini. Il a été surprenant de constater que:
- le produit final avait capté beaucoup moins d'oxygène, 3500 ppm environ.The same alloys were treated according to the claimed procedure. After the coarse grinding, the mixtures were treated in continuous feed in a nitrogen gas jet mill where, according to the diagram in Figure 3, a small amount of d was introduced into the main nitrogen delivered at 100 m3 / h nitrogen loaded with 10% fluorine by means of a calibrated nozzle. Some preliminary experiments are necessary so that the final product contains from 600 to 2000 ppm by weight of fluorine. The continuation of the operations is identical to that of Example 1, and in the results presented in FIG. 4, there was a level of 1000 ppm of fluorine in the finished product. It was surprising to find that: - the final product had captured much less oxygen, around 3500 ppm.
- ceci entraînait un glissement des fonctions de réponse vers les basses teneurs en terre rare (optimum à 35% en poids), avec un gain conséquent de 20 à 30 mT sur la rémanence.- this resulted in a shift in the response functions towards low rare earth contents (optimum at 35% by weight), with a consequent gain of 20 to 30 mT on the afterglow.
- et surtout, une bien plus grande stabilité du procédé en ce qui concerne les autres grandeurs.- and above all, a much greater stability of the process with regard to the other quantities.
On peut avancer une hypothèse explicative dans le blocage temporaire de sites actifs de samarium dénudés au broyage par la fixation d'un atome de fluor. Celui-ci empêche alors l'approche et la physi-sorbtion d'une molécule à deux oxygènes, laquelle pourrait faire évoluer vers 1'oxyde néfaste Sm 0„. Au contraire, la présence simultanée de samarium, de fluor et d'oxygène favoriserait, sous vide et haute température vers 900-1000°C, l'évolution vers un oxyfluorure stable Sm 0 F, dont la formation conserve de la mobilité au samarium dans l'opération de frittage.An explanatory hypothesis can be advanced in the temporary blocking of active samarium sites exposed to grinding by the fixation of a fluorine atom. This then prevents the approach and physi-sorbtion of a molecule with two oxygen, which could evolve towards the harmful oxide Sm 0 „. On the contrary, the simultaneous presence of samarium, fluorine and oxygen would favor, under vacuum and high temperature around 900-1000 ° C, the evolution towards a stable oxyfluoride Sm 0 F, whose formation retains mobility in the samarium in the sintering operation.
Exemple 3 (selon l'invention)Example 3 (according to the invention)
Avant d'être comprimés, les produits broyés finement de l'exemple 2 ont été homogénéisés par agitation sous atmosphère de N contenant 200 ppm de fluor. Un léger gain sur la teneur en oxygène a été constaté, puisqusa teneur est tombée à 3000 ppm. Cela n'est pas suffisant pour se répercuter de façon sensible sur les propriétés finales. Mais la tenue en air humide a pu être augmentée passant de quelques heures à quelques jours.Before being compressed, the finely ground products of Example 2 were homogenized by stirring under an N atmosphere containing 200 ppm of fluorine. A slight gain on the oxygen content was noted, since its content fell to 3000 ppm. This is not enough to have a significant effect on the final properties. However, the wet air resistance could be increased from a few hours to a few days.
Exemple 4 (selon l'invention)Example 4 (according to the invention)
De toutes les terres rares, le praséodyme dans Pr Co.. présente la plusOf all the rare earths, praseodymium in Pr Co .. has the most
5 forte aimantation (1200 mT) contre 1100 mT pour Sm Co... Mais les b tentatives pour utiliser cet élément plus abondant ont toujours échoué, probablement en liaison avec une oxydabilité accrue. Aussi ne 1'utilise-t-on qu'en substitution partielle quand on veut monter légèrement l'aimantation, au prix d'une instabilité technique accrue.5 strong magnetization (1200 mT) against 1100 mT for Sm Co ... But the b attempts to use this more abundant element have always failed, probably in connection with increased oxidizability. So we only use it as a partial substitution when we want to slightly increase the magnetization, at the cost of increased technical instability.
Comme pour l'exemple 2, on a répété la préparation à partir d'un alliage
de base Sm Co_. substitué à 33% par du praséodyme . Les mêmes avantages ont 5 été obtenus , comme le tableau I l ' illustre pour la rémanence (en compression isostatique ) .As for Example 2, the preparation was repeated from an alloy basic Sm Co_. 33% substituted with praseodymium. The same advantages have been obtained, as Table I illustrates for the remanence (in isostatic compression).
TABLEAU 1TABLE 1
Ces gains modestes en absolu sont très importants pour les applications. Bien plus importantes sont la fiabilité et la souplesse apportées en fabrication des produits, avec des traitements thermiques moins critiques, dont les vitesses de trempe, surtout quand on veut utiliser des teneurs en praséodyme plus élevées.These modest gains in absolute terms are very important for applications. Much more important are the reliability and flexibility provided in the manufacture of products, with less critical heat treatments, including the quenching speeds, especially when one wants to use higher praseodymium contents.
Exemple 5 (selon l'invention) On a également appliqué le procédé à des alliages de la famille des S Co . Pour cela, on a choisi une composition riche en Fe et pauvre en Sm avec l'espoir de monter la rémanence.Example 5 (according to the invention) The method was also applied to alloys of the S Co family. For this, we chose a composition rich in Fe and poor in Sm with the hope of increasing the afterglow.
Pour la composition en poids %For composition by weight%
Sm = 25 Fe = 22 Cu = 4.5 Zr 2.4 Co = soldeSm = 25 Fe = 22 Cu = 4.5 Zr 2.4 Co = balance
Le procédé habituel permet d'obtenir les excellentes performances de la figure 5, avec Br = 1160 mT, H 1070 kA/m, H _, = 770 kA/m, (BH) cJ cB max 240 kJ/m3. Mais ce produit est handicapé par le manque de rectangularité de la courbe, se traduisant par un H de 620 kA/m seulement. Un tel aimant comporte environ 4000 ppm d'oxygène. Avec le procédé selon l'invention, et à un niveau de 700 ppm de fluor, il
a été possible de ramener la teneur en oxygène à 2000 ppm et d'abaisser le samarium à 24,7% en poids. Deux effets bénéfiques ont été obtenus:The usual process makes it possible to obtain the excellent performances of FIG. 5, with Br = 1160 mT, H 1070 kA / m, H _, = 770 kA / m, (BH) cJ cB max 240 kJ / m3. But this product is handicapped by the lack of rectangularity of the curve, resulting in an H of only 620 kA / m. Such a magnet contains approximately 4000 ppm of oxygen. With the process according to the invention, and at a level of 700 ppm of fluorine, it it was possible to reduce the oxygen content to 2000 ppm and to lower the samarium to 24.7% by weight. Two beneficial effects have been obtained:
- la montée de la rémanence à 1180 - 1190 mT - la meilleure rectangularité à H = 850 kA/m
- the rise in remanence to 1180 - 1190 mT - the best rectangularity at H = 850 kA / m