Quelle est la précision de traitement qu'un aimant AlNiCo peut atteindre ?

Les aimants AlNiCo permettent d'atteindre une précision d'usinage jusqu'à 0,02 mm en dimensions géométriques, avec la possibilité de produire des composants de très petite taille, de dimensions Φ2 mm × 2 mm et Φ5 mm × Φ2 mm × 8 mm. Cette haute précision est due à leur usinabilité supérieure à celle des autres matériaux d'aimants permanents. Vous trouverez ci-dessous une analyse détaillée des facteurs contribuant à cette précision d'usinage :

1. Propriétés des matériaux permettant une haute précision

• Faible résistance mécanique, dureté élevée et fragilité : les aimants AlNiCo présentent une dureté élevée (dureté Rockwell HRC 55-60) mais sont fragiles, ce qui limite leur utilisation comme pièces structurelles. Cependant, cette fragilité, correctement maîtrisée, permet un usinage précis par rectification contrôlée ou par électroérosion (EDM). Les méthodes de traitement mécanique traditionnelles, comme le forgeage, ne sont pas applicables en raison de la fragilité du matériau.

• Usinabilité supérieure : Parmi les matériaux pour aimants permanents, l’AlNiCo se distingue par son excellente usinabilité. En effet, d’autres matériaux comme la ferrite dure et les aimants aux terres rares (par exemple, le SmCo et le NdFeB) sont nettement plus durs et plus cassants, ce qui rend leur usinage de haute précision difficile. La dureté et la fragilité relativement faibles de l’AlNiCo permettent un traitement plus aisé et plus précis.

2. Procédés de fabrication permettant une haute précision

• Procédé de moulage:
  • Moules en sable vert : Le procédé de fonderie utilise des moules en sable vert conçus pour compenser le retrait et les contraintes internes lors de la solidification. Ceci permet la production d’aimants aux dimensions constantes.
  • Coulée par lots : Pour la production à grande échelle, les modèles sont regroupés grâce à des systèmes d’alimentation complexes, permettant une coulée par lots efficace et un contrôle précis du volume de coulée. Cette méthode garantit une fabrication rentable de grands volumes d’aimants AlNiCo aux propriétés matérielles uniformes.
  • Contrôle dimensionnel : Le procédé de fonderie permet de produire des aimants de tailles et de formes variées, avec une grande précision. Par exemple, de petits composants en AlNiCo, tels que Φ2 mm × 2 mm et Φ5 mm × Φ2 mm × 8 mm, peuvent être fabriqués avec une grande précision.
• Procédé de frittage:
  • Métallurgie des poudres : Les aimants AlNiCo frittés sont produits par un procédé de métallurgie des poudres. L’alliage AlNiCo en poudre est compacté dans des matrices puis fritté à haute température sous atmosphère d’hydrogène. Ce procédé permet de fabriquer des aimants d’une bonne précision dimensionnelle, même si leurs propriétés magnétiques peuvent être légèrement inférieures à celles des aimants AlNiCo coulés.
  • Traitement thermique : Après frittage, un traitement thermique est appliqué afin d’optimiser les propriétés mécaniques et magnétiques des aimants. Un recuit est effectué pour améliorer les propriétés magnétiques, stabiliser la structure de l’alliage et réduire la fragilité, contribuant ainsi à la stabilité dimensionnelle.

3. Techniques de rectification de précision

• Utilisation de meules en CBN : Pour une précision optimale, les meules en nitrure de bore cubique (CBN) sont utilisées pour le meulage des aimants AlNiCo. Offrant une précision exceptionnelle, ces meules conservent leur forme pendant le meulage et garantissent des dimensions constantes et précises. Cette précision est essentielle lors du travail avec les aimants AlNiCo, car toute irrégularité ou imprécision peut affecter leurs propriétés magnétiques et leurs performances.

• Souci du détail : Le meulage de précision des aimants AlNiCo exige une grande rigueur et le respect des bonnes pratiques. Les opérateurs doivent sélectionner avec soin les paramètres de meulage appropriés, tels que la vitesse de la meule, l’avance et la profondeur de passe, afin d’obtenir des résultats optimaux.

4. Applications nécessitant une haute précision de traitement

La haute précision d'usinage que permettent les aimants AlNiCo les rend adaptés à une vaste gamme d'applications où des dimensions précises et des propriétés magnétiques constantes sont essentielles. Parmi ces applications, on peut citer :

• Compteurs et capteurs : Les aimants AlNiCo sont utilisés dans les compteurs, les débitmètres, les capteurs de vitesse et les capteurs de position grâce à leur champ magnétique stable et leur résistance à la démagnétisation. Leur haute précision garantit des mesures exactes et un fonctionnement fiable.

• Équipements médicaux : Dans les dispositifs médicaux, la précision et la fiabilité des aimants AlNiCo sont essentielles. Leur capacité à conserver des dimensions et des propriétés magnétiques précises dans des conditions variables les rend idéaux pour une utilisation dans les équipements d’imagerie médicale, les instruments chirurgicaux et autres dispositifs médicaux.

• Outils aéronautiques : L’industrie aérospatiale exige des composants de haute précision et de grande fiabilité. Les aimants AlNiCo sont utilisés dans les outils et instruments aéronautiques, où leur précision dimensionnelle et leurs propriétés magnétiques stables contribuent aux performances et à la sécurité globales de l’aéronef.

• Outils de test mécanique : Les aimants AlNiCo sont également utilisés dans les outils de test mécanique où des mesures précises et des propriétés magnétiques constantes sont nécessaires pour obtenir des résultats de test précis.