Fabrication des aimants : du matériau à l’aimantation

Procédé de fabrication de base des aimants

Il n'existe pas de procédé unique convenant à tous les aimants permanents. La métallurgie des poudres est toutefois couramment employée pour les aimants frittés en néodyme, samarium-cobalt et ferrite.

1. Les matières premières sont préparées dans les proportions requises.
2. Le matériau est broyé et réduit en poudre fine.
3. La poudre est placée dans un moule et pressée.
4. Dans les aimants anisotropes, les particules sont orientées par un champ magnétique lors du pressage.
5. La pièce moulée est frittée à haute température.
6. Le produit semi-fini est meulé, découpé ou subit une autre finition.
7. Une couche de protection est appliquée en fonction du matériau.
8. Le produit est magnétisé à l'aide d'un champ pulsé intense.
9. Un contrôle dimensionnel et magnétique est ensuite effectué.

Comment sont fabriqués les aimants au néodyme ?

Aimants au néodyme (NdFeB) sont fabriqués à partir d’un alliage de néodyme, de fer, de bore et d’additifs qui modifient leurs propriétés.

Procédure de base :

• Les matières premières sont fondues sous vide ou sous atmosphère protectrice.
• L’alliage solidifié est broyé en une poudre très fine.
• Les particules sont orientées dans la direction souhaitée à l’aide d’un champ magnétique.
• La poudre est pressée et frittée.
• Le produit semi-fini est découpé et meulé aux dimensions finales.
• La surface est protégée, par exemple, par du nickel, du zinc ou de l’époxy.
• L’aimant est finalement magnétisé.

Le néodyme fritté est très dur, mais également fragile. Des dimensions précises sont donc obtenues par rectification au diamant, découpe ou usinage par électroérosion.

Comment sont fabriqués les aimants en ferrite ?

Aimants en ferrite sont des matériaux céramiques à base d’oxydes de fer et d’autres éléments, comme le strontium ou le baryum.

La production comprend généralement les étapes suivantes :

• mélange et traitement thermique des matières premières,
• broyage en poudre fine,
• pressage à sec ou humide dans un moule,
• frittage à haute température,
• rectification des surfaces fonctionnelles,
• magnétisation et contrôle final.

Les aimants en ferrite anisotropes sont orientés dans un champ magnétique lors de leur production afin d’obtenir des performances supérieures dans une direction spécifique.

Comment sont fabriqués les aimants AlNiCo ?

Aimants AlNiCo contiennent principalement du fer, de l’aluminium, du nickel et du cobalt. Ils peuvent être produits par moulage ou par métallurgie des poudres.

Dans le cas des versions moulées, la solidification est suivie des étapes suivantes :

• traitement thermique contrôlé,
• refroidissement sous champ magnétique pour les nuances anisotropes,
• rectification des surfaces importantes,
• assemblage éventuel dans un circuit magnétique,
• aimantation finale.

L’AlNiCo présente une très bonne stabilité thermique, mais comparé au néodyme, il est plus facilement démagnétisé partiellement par l’action d’un champ magnétique opposé inadapté.

Quand un aimant devient-il réellement un aimant ?

Après le pressage, le frittage et la rectification, le produit peut encore ne présenter aucun champ magnétique externe significatif. Il l’acquiert lors de l’aimantation.

L'aimant est inséré dans une bobine ou un dispositif spécial qui, grâce à une impulsion magnétique brève et très intense, oriente ses domaines magnétiques dans la direction souhaitée.

Comment le contrôle qualité est-il effectué ?

Selon le type de produit, les points suivants sont notamment contrôlés :

• Longueur, largeur, hauteur et tolérances dimensionnelles,
• Fissures, ébréchures et état des bords,
• Épaisseur et intégrité du traitement de surface,
• Direction d’aimantation et position des pôles,
• Induction magnétique,
• Flux magnétique ou moment magnétique,
• Force d’arrachement dans des conditions définies.

Aimants sélectionnés

Bloc miniature

Aimant en néodyme en bloc 3 × 1,2 × 0,8 mm

Aimant très petit pour le modélisme, les fermetures miniatures, l'électronique et les assemblages techniques de précision.

• Dimensions 3 × 1,2 × 0,8 mm
• Force d’arrachement 0,8 N
• Poids 0,03 g
• Grade magnétique N35
• Aimantation perpendiculaire à la face
• Surface nickelée
• Résistance thermique jusqu’à 80 °C
• Code produit 24058

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Ferrite céramique

Aimant ferrite cylindrique 15 × 5 mm

Aimant abordable pour les supports simples, les expériences scolaires et les applications techniques peu exigeantes.

• Diamètre 15 mm
• Hauteur 5 mm
• Force d’arrachement 5,5 N
• Poids 4,4 g
• Ferrite anisotrope MF35
• Résistance thermique jusqu’à 200 °C
• Code produit 10337

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Néodyme universel

Aimant néodyme cylindrique 12 × 3 mm

Aimant permanent compact pour les supports, les fermetures, le modélisme et les petits projets techniques.

• Diamètre 12 mm
• Hauteur 3 mm
• Force d’arrachement 20,3 N
• Poids 2,65 g
• Matériau néodyme VMM4
• Aimantation parallèle à l'axe
• Surface nickelée
• Résistance thermique jusqu’à 80 °C
• Code produit 20067

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Questions fréquentes

Résumé

Les aimants frittés sont généralement produits par broyage de matières premières, pressage d'une poudre fine et frittage à haute température. Viennent ensuite un meulage de précision, une éventuelle protection de surface et une aimantation.

Les aimants au néodyme offrent des performances élevées, mais nécessitent une protection contre la corrosion. Les aimants en ferrite sont en céramique, durables et abordables. L'AlNiCo est souvent coulé et se distingue par son excellente stabilité thermique.