Réponse rapide
Poudre magnétique douce FeNi50 Il s'agit d'une matière première sphérique en alliage fer-nickel contenant environ 50% de nickel, le reste étant du fer, qui se situe au milieu de la famille des matériaux magnétiques doux Fe-Ni, entre le FeNi42, dont le coefficient de dilatation est adapté, et les permalloys à ultra-haute perméabilité contenant 78-80% de nickel. Il offre le meilleur rapport qualité-prix en termes de propriétés magnétiques de toute la famille : une densité de flux à saturation de 1,5 à 1,6 T, soit environ le double de celle d’un permalloy à haute teneur en nickel, combinée à une perméabilité initiale de 4 000 à 10 000 et à une force coercitive inférieure à 10 A/m après un recuit à l’hydrogène approprié. Pour les acheteurs dans les domaines de la métallurgie des poudres, de la fabrication additive et du moulage par injection de métal, les paramètres d’approvisionnement essentiels sont une teneur en nickel comprise entre 49 et 51% (ou entre 47 et 49% pour la variante Alloy 48), une teneur en oxygène inférieure à 0,05 % en poids%, une distribution granulométrique adaptée au procédé (15 à 53 microns pour le LPBF, 45 à 106 microns pour l’EBM et le DED, des granulométries inférieures à 38 microns pour le MIM), une sphéricité supérieure à 92 % et une composition chimique des lots documentée avec analyse interstitielle. Les performances magnétiques finales ne se développent qu’après un recuit à 1 000-1 100 °C dans de l’hydrogène sec ou sous vide poussé ; ainsi, la teneur en oxygène et la propreté de la poudre déterminent directement la qualité de la pièce finie. Le FeNi50 est le choix par défaut pour les noyaux de relais, les blindages magnétiques, les culasses de capteurs et les composants de transformateurs de mesure, lorsque les niveaux d’induction dépassent ceux que le permalloy peut supporter et que les exigences de perméabilité dépassent celles que l’acier au silicium peut offrir.
Qu'est-ce que la poudre magnétique douce FeNi50 et quels sont les avantages de ce matériau ?
Poudre magnétique douce FeNi50 appartient à la famille des alliages magnétiques doux à base de nickel-fer, une série de compositions dont le comportement magnétique varie de manière continue et prévisible en fonction de la teneur en nickel. Avec une teneur en nickel de 50%, l’alliage se situe à un point optimal du diagramme de phases Fe-Ni : sa teneur en nickel est suffisamment élevée pour développer de véritables propriétés magnétiques douces, avec une perméabilité élevée et une coercivité faible, tout en étant suffisamment riche en fer pour conserver une densité de flux à saturation de 1,5 à 1,6 T, soit le double de celle des permalloys à base de nickel 80%. Sous forme corroyée, cette famille de compositions est normalisée sous le nom d’alliage 48 (47-49% Ni, DIN 1.3922) et des nuances de nickel 50% associées, qui sont utilisées depuis des décennies dans les noyaux de relais, les tôles de transformateurs et les blindages magnétiques.
Dans la gamme de poudres magnétiques douces Proposé pour la métallurgie des poudres et la fabrication additive, le FeNi50 occupe le segment des alliages polyvalents à hautes performances. Le FeNi42, situé en dessous, privilégie l'adaptation de la dilatation thermique au détriment des performances magnétiques ; le FeNi80 permalloy, situé au-dessus, privilégie la perméabilité maximale au détriment de la capacité de flux. Le FeNi50 n’optimise aucun des deux axes, mais optimise leur combinaison, ce qui correspond exactement aux besoins de la plupart des composants électromagnétiques.
Parmi les avantages matériels qui stimulent la demande de poudre de FeNi50, on peut citer :
- Densité de flux à saturation élevée pour un alliage à haute perméabilité: Avec un T compris entre 1,5 et 1,6, on obtient des sections transversales de noyau plus petites qu’avec le permalloy pour un même niveau d’induction.
- Haute perméabilité et faible force coercitive: une perméabilité initiale comprise entre 4 000 et 10 000 et une force coercitive inférieure à 10 A/m après recuit permettent de réduire au minimum les pertes par hystérésis et le courant de magnétisation.
- Faible magnétostriction: la magnétostriction quasi nulle dans cette région de composition réduit le bruit et la sensibilité aux contraintes au niveau des noyaux et du blindage.
- Température de Curie d'environ 500 °C: permet une utilisation dans des environnements à haute température où les ferrites ne résistent pas.
- Excellente ductilité et excellente aptitude à la transformation: la structure fcc monophasée se prête parfaitement au frittage, à l'impression et à l'usinage.
Sous forme de poudre, ces propriétés permettent d’obtenir des géométries que les stratifiés et les noyaux usinés ne peuvent pas atteindre : chemins de flux tridimensionnels, structures de blindage intégrées, pièces de forme définitive moulé par injection de métal (MIM) des millions de noyaux de capteurs, ainsi que des composants magnétiques imprimés dotés de guides de flux à topologie optimisée. La métallurgie des poudres élimine également les contraintes mécaniques que l'estampage fait subir aux lamelles, ce qui permet de préserver les performances magnétiques à l'état recuit de la pièce finie.
Normes de composition chimique et description de la fonction des éléments
La composition chimique du FeNi50 semble simple sur le papier : il s'agit essentiellement de nickel et de fer. Cependant, ses performances magnétiques sont extrêmement sensibles à la teneur en nickel et aux impuretés à l'état de traces qui bloquent les parois des domaines magnétiques. Les spécifications relatives à la poudre sont donc soumises à des tolérances plus strictes que celles des alliages d'ingénierie courants.
Composition chimique du FeNi50
| Élément | Min (%) | Max (%) | Rôle |
|---|---|---|---|
| Nickel (Ni) | 49.0 | 51.0 | Définit la perméabilité, la saturation, le point de Curie et la magnétostriction |
| Fer (Fe) | Balance | Balance | Base ferromagnétique ; principal facteur contribuant à la densité de flux à saturation |
| Manganèse (Mn) | – | 0.50 | Désoxydant utilisé dans la métallurgie de la fonte ; améliore l'usinabilité à chaud |
| Silicium (Si) | – | 0.30 | Désoxydant ; augmente légèrement la résistivité électrique |
| Carbone (C) | – | 0.03 | Impureté ; impureté interstitielle qui réduit la perméabilité et augmente la coercivité |
| Phosphore (P) | – | 0.02 | Impureté ; fragilisation aux joints de grains |
| Soufre (S) | – | 0.02 | Impureté ; les inclusions de sulfure bloquent les parois de domaine |
| Oxygène (O, en poudre) | – | 0.05 | Poudre interstitielle ; doit rester à un faible niveau pour garantir la souplesse magnétique |
Nickel C'est la composition qui détermine tout. Le passage d'un nickel 42% à un nickel 50% multiplie la perméabilité initiale par environ trois et réduit de moitié la force coercitive, tandis que la densité de flux à saturation reste pratiquement constante, autour de 1,5-1,6 T ; en s'orientant davantage vers le nickel 78-80%, la perméabilité est multipliée par un autre ordre de grandeur, mais la densité de flux à saturation chute à 0,75-0,8 T. La plage 49-51% représente donc le compromis technique, et les certificats d’analyse doivent indiquer la teneur en nickel avec deux décimales, car une variation de 1 % modifie de manière mesurable la perméabilité à l’état recuit. La composition se situe également près du point de magnétostriction nulle du système Fe-Ni, ce qui explique pourquoi les noyaux en FeNi50 fonctionnent sans bruit et supportent mieux les contraintes mécaniques que l’acier au fer ou au silicium.
Le fer Il offre un moment magnétique élevé qui permet de maintenir une densité de flux de saturation utile. C'est grâce à cette proportion que le FeNi50 surpasse le permalloy dans toutes les applications où le noyau est soumis à une induction réelle plutôt qu'à une simple magnétisation de petit signal.
Carbone, soufre, phosphore et oxygène sont les « poisons magnétiques ». Le carbone interstitiel et les inclusions d’oxyde ou de sulfure entravent le mouvement des parois de domaine, ce qui se traduit directement par une force coercitive plus élevée, une perméabilité plus faible et une augmentation des pertes par hystérésis. Dans la production de poudre, l’oxygène est la principale préoccupation : chaque particule porte de l’oxyde de surface issu de l’atomisation, et une teneur totale en oxygène supérieure à 0,05 % en poids dégrade de manière mesurable les performances des pièces frittées et imprimées, même après un recuit à l’hydrogène. C’est pourquoi la poudre FeNi50 haut de gamme est atomisée à l’argon, manipulée sous gaz inerte et conditionnée dans des conteneurs hermétiques à barrière anti-humidité, et pourquoi la teneur en oxygène indiquée sur le certificat mérite la même attention que la teneur en nickel.
Le manganèse et le silicium sont des résidus du processus de désoxydation et sont inoffensifs dans les limites spécifiées ; le silicium apporte même un léger gain de résistivité qui s'avère utile dans les applications à courant alternatif.
Propriétés physiques et mécaniques à la température d'essai standard
La fiche technique du FeNi50 présente ses propriétés magnétiques, thermiques et mécaniques, trois aspects essentiels pour les acheteurs de poudre qui conçoivent des noyaux, des blindages et des composants magnétiques structurels. Les valeurs ci-dessous correspondent à l'état recuit à une température comprise entre 20 et 25 °C, état pertinent pour l'utilisation magnétique.
Propriétés principales
| Propriété | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Densité | 8.25 | g/cm3 |
| Intervalle de fusion | 1440-1450 | °C |
| Température de Curie | ~500 | °C |
| Densité de flux de saturation (Bs) | 1.5-1.6 | T |
| Force de serrage (recuit) | < 10 | A/m |
| Perméabilité initiale | 4000-10000 | – |
| Perméabilité maximale | 30000-60000 | – |
| Résistivité électrique | 0.45-0.50 | uOhm*m |
| CTE (20-300 °C) | 8-9 | x10⁻⁶/K |
| Conductivité thermique | 17-20 | W/m*K |
| Module d'élasticité | 160 | GPa |
| Résistance à la traction (recuit) | 540-590 | MPa |
| Limite d'élasticité (recuit) | 200-260 | MPa |
| Élongation | 30-35 | % |
| Dureté (recuit) | 120-140 | HV |
Les ensemble de propriétés magnétiques détermine la position de l'alliage sur le marché. Sa saturation, comprise entre 1,5 et 1,6 T, correspond à la plage d'induction de fonctionnement de l'acier au silicium, tandis que sa perméabilité, comprise entre 4 000 et 10 000, dépasse celle de l'acier au silicium à grains orientés dans les plages d'induction faibles et moyennes, et est environ d'un ordre de grandeur supérieure à celle des ferrites. Cette combinaison signifie que les noyaux en FeNi50 peuvent supporter un flux à fréquence industrielle comme un noyau en fer tout en réagissant aux signaux faibles comme un matériau magnétique de précision, ce qui explique pourquoi cet alliage domine les transformateurs de mesure, les amplificateurs magnétiques et les noyaux de capteurs de défaut à la terre.
Résistivité électrique comprise entre 0,45 et 0,50 uOhm*m, soit environ trois fois celle du fer pur, limite les pertes par courants de Foucault en courant alternatif ; toutefois, aux fréquences du réseau, dans les noyaux pleins, ces pertes restent supérieures à celles des structures feuilletées ; les pièces issues de la métallurgie des poudres compensent cet inconvénient grâce à une structure à particules isolées ou à des géométries imprimées à parois minces. Le Température de Curie avoisinant les 500 °C offre une marge de sécurité suffisante pour une utilisation à haute température, là où les ferrites MnZn, dont les points de Curie se situent entre 200 et 300 °C, ne peuvent pas fonctionner.
Sur le plan mécanique, l'alliage recuit est tendre et ductile, sans transformation d'endurcissement ; toute sa résistance provient donc du formage à froid, qui détruit simultanément sa douceur magnétique. Les pièces magnétiques finies sont donc toujours utilisées entièrement recuites, et le recuit de fin de traitement des pièces imprimées ou frittées remplit une double fonction : élimination des contraintes et développement des propriétés magnétiques. Les concepteurs doivent noter que le dilatation thermique de 8 à 9 × 10⁻⁶/K, ordinaire plutôt qu'assorti, ce qui distingue le FeNi50 du FeNi42 pour toute application impliquant un scellement en verre ou en céramique ; pour les applications purement magnétiques, la dilatation constitue rarement une contrainte de conception.
Densité de 8,25 g/cm³ Cela revêt une importance pratique pour les acheteurs de poudre qui doivent convertir la masse, le volume de couche et le nombre de pièces lorsqu’ils établissent des devis pour des pièces moulées ou évaluent la consommation de matière première pour le moulage par injection de poudre (MIM).
Liste des tolérances de distribution granulométrique et des qualités disponibles
La poudre FeNi50 est disponible dans le commerce sous forme de lots adaptés aux différents procédés, chacun présentant des tolérances bien définies en matière de distribution, de morphologie et de teneur en éléments interstitiels.
Caractéristiques techniques disponibles
| Paramètres | Norme/Valeur |
|---|---|
| PSD pour LPBF / SLM | 15-53 µm (D10 ~20, D50 ~34, D90 ~53) |
| PSD pour EBM / DED | 45 à 106 µm |
| PSD pour MIM | 0 à 22 µm ou 0 à 38 µm |
| PSD pour la fabrication par moulage et frittage | 45 à 150 µm |
| PSD pour la projection thermique | 15 à 45 µm |
| Sphéricité | >= 92% (atomisation au gaz) |
| Débit dans le hall | <= 18 s/50 g |
| Densité apparente | >= 4,4 g/cm³ |
| Densité du robinet | >= 5,0 g/cm³ |
| Teneur en oxygène | <= 0,05 wt% (prime <= 0,03 wt%) |
| Chimie | Ni 49-51% (variante de l'alliage 48 : 47-49%) |
| Emballage | Fûts sous vide ou remplis d'argon, dotés d'une barrière anti-humidité |
Pour fusion sélective par laser (SLM) Sur ces plateformes, la granulométrie standard est comprise entre 15 et 53 microns, les particules fines inférieures à 15 microns étant limitées à moins de 10%. La haute densité du FeNi50 confère à la poudre d’excellentes propriétés de fluidité et d’étalement, permettant ainsi la réalisation de couches fines de 20 à 30 microns pour des géométries de noyaux magnétiques à haute résolution. Le LPBF des matériaux magnétiques doux à base de fer-nickel est un procédé de fabrication qui arrive à maturité pour les pièces polaires profilées, les boîtiers de capteurs intégrés et les prototypes de composants électromagnétiques, pour lesquels l’usinage à partir de barres forgées entraînerait des contraintes et du gaspillage.
Pour fusion par faisceau d'électrons (EBM) Grâce au dépôt d’énergie dirigée, la gamme de 45 à 106 microns s’écoule de manière fiable à des températures de préchauffage élevées, et l’environnement sous vide de l’EBM offre l’avantage supplémentaire de limiter l’oxydation pendant la fabrication, ce qui constitue un atout significatif pour une nuance dont la valeur dépend de la propreté interstitielle.
Nuances pour le MIM et le pressage-frittage représentent le plus grand potentiel en termes de tonnage. Les découpes MIM inférieures à 38 microns, à forte teneur en solides, alimentent la production de petits noyaux de capteurs, d’armatures de relais et de composants de blindage à des volumes automobiles, tandis que les poudres de pressage et de frittage plus grossières, de 45 à 150 microns, sont destinées à des pièces composites magnétiques douces et structurelles de plus grande taille. Pour tous les procédés de frittage, la teneur en oxygène est le facteur déterminant de la qualité : le frittage dans de l’hydrogène sec réduit les oxydes de surface, mais l’oxygène présent dans la masse au-delà de 0,05 % en poids ne peut pas être entièrement éliminé, et chaque point d’oxygène résiduel réduit la perméabilité.
Certification par lots doivent inclure une analyse de la distribution granulométrique (PSD) par diffraction laser conformément à la norme ISO 13320, une analyse chimique du nickel par ICP-OES exprimée avec deux décimales, une analyse de la teneur en oxygène et en azote par fusion sous gaz inerte, une mesure du débit de Hall selon la norme ASTM B213, ainsi que l'imagerie morphologique par microscopie électronique à balayage (MEB). Étant donné que les propriétés magnétiques ne peuvent pas être mesurées sur de la poudre en vrac, les lots de qualification destinés aux programmes critiques doivent inclure des anneaux d’essai frittés ou imprimés dont la perméabilité et la force coercitive sont mesurées après le recuit standard, une pratique qu’il convient de préciser dans les contrats d’achat.
Procédé de fabrication : criblage par atomisation et traitement thermique
La production de poudre FeNi50 repose principalement sur l'atomisation sous gaz inerte (argon), la chaîne de fabrication étant conçue dans un seul but : fournir une poudre suffisamment pure pour que le recuit final effectué par le client permette d'obtenir des performances magnétiques optimales.
Fusion utilise des fours à induction sous vide avec des charges de fer électrolytique et de nickel cathodique 99,9%+. Le contrôle de la teneur en carbone est essentiel ; la fusion par induction sur des revêtements réfractaires comporte un risque d’absorption de carbone que la limite maximale de 0,03% ne peut pas absorber ; c’est pourquoi les producteurs expérimentés ont recours à des pratiques à faible teneur en carbone, avec des fusions sous couvercle et des analyses préalables à la coulée. La teneur en nickel visée, comprise entre 49 et 51%, est obtenue grâce au calcul de la charge et à des ajouts de réglage, vérifiés avant la coulée.
Atomisation au gaz (GA) utilise de l’argon de haute pureté comme gaz d’atomisation pour cette nuance. L’atomisation à l’azote, économique pour les aciers, est évitée car l’azote se dissout dans les masses fondues de Fe-Ni et forme des nitrures qui bloquent les parois de domaine ; l’argon est totalement inerte et limite le budget interstitiel de la poudre à l’oxygène seul. La masse fondue surchauffée est versée à travers une buse en céramique dans des jets d’argon convergents ; les gouttelettes se sphéroïdisent et se solidifient dans la tour hermétique, et les campagnes bien menées permettent d’atteindre une teneur en oxygène comprise entre 0,02 et 0,04 % en poids, avec une sphéricité de 92 à 95 %.
Sélection et classification La distribution granulométrique telle qu’obtenue par atomisation est ajustée aux plages commerciales grâce à un tamisage ultrasonique à plusieurs étages et à une classification pneumatique sous atmosphère inerte. Les lots sont mélangés afin d’assurer l’homogénéité de la composition chimique et de la distribution granulométrique, puis échantillonnés et certifiés avant d’être conditionnés dans des récipients hermétiques à barrière anti-humidité, scellés sous vide ou remplis d’argon, et contenant un dessiccant.
Traitement thermique Ce processus est réalisé chez le fabricant des pièces, mais il doit être pris en compte dans toute discussion relative à l'approvisionnement, car la qualité de la poudre et l'efficacité du recuit sont étroitement liées. Le cycle standard pour les pièces en FeNi50 :
- Recuire à une température comprise entre 1 000 et 1 100 °C dans de l'hydrogène sec (point de rosée inférieur à -40 °C) ou sous vide poussé pendant 2 à 4 heures, afin d'éliminer les contraintes résiduelles, de favoriser la croissance des grains et de permettre à l'hydrogène de réduire les oxydes de surface et d'éliminer le carbone.
- Refroidissement contrôlé dans la plage de 400 à 600 °C, où se produit la réaction d'ordonnancement Ni₃Fe ; la vitesse de refroidissement détermine ici l'équilibre entre la perméabilité et la coercivité.
- Facultatif recuit par champ magnétique pour une réponse en boucle carrée ou en boucle plate dans les applications spécialisées.
Fournisseurs disposant de solides capacités de transformation, y compris en interne Technologie de fabrication de poudre PREP pour les fractions grossières sans particules issues de la technologie satellite, peut fournir des conseils sur les limites d'oxygène et le degré de propreté des particules permettant à ce recuit d'atteindre la perméabilité spécifiée, plutôt que de laisser les clients découvrir des problèmes interstitiels lors du test final.
Applications par secteur : Médical, Aérospatiale et Production d'électricité
La poudre FeNi50 est destinée à des applications nécessitant de véritables performances magnétiques à haute perméabilité à des niveaux d'induction utiles, dans les secteurs de l'électronique, de l'énergie, de l'aérospatiale et du médical. Les utilisations types sont résumées ci-dessous et sur le site du fournisseur. applications page.
Applications typiques par secteur d'activité
| L'industrie | Pièces représentatives | Pourquoi choisir la poudre FeNi50 ? |
|---|---|---|
| Production et distribution d'électricité | Noyaux de transformateurs de mesure, noyaux d'amplificateurs magnétiques, noyaux de relais | Perméabilité élevée à une induction de 1,5 T |
| Électronique automobile | Noyaux de capteurs de courant, pièces pour capteurs ABS et de position du moteur, armatures d'actionneurs | La rentabilité de la technologie MIM « net-shape » à grande échelle |
| Aérospatiale | Supports de capteurs, boîtiers de protection, composants électromagnétiques | Performances stables à toutes les températures, point de Curie à 500 °C |
| Médical | Composants de capteurs d'imagerie, blindage d'instruments, noyaux d'actionneurs | Famille d'alliages de nickel biocompatibles à haute perméabilité |
| Électronique industrielle | Noyaux de disjoncteurs différentiels, pièces de contacteurs, blindages anti-interférences électromagnétiques | Faible force coercitive, sensibilité aux petits signaux |
| Télécommunications | Noyaux de filtre, composants inductifs | Perméabilité stable, faibles pertes |
Production et distribution d'électricité constitue le marché historique principal. Les noyaux d’instruments et de transformateurs de courant doivent reproduire fidèlement les formes d’onde du courant primaire, ce qui exige une perméabilité élevée à l’induction de service ainsi qu’une faible hystérésis, caractéristiques qui correspondent précisément au profil du FeNi50. Les noyaux d’amplificateurs magnétiques et de réacteurs saturables tirent parti des variantes de la boucle B-H carrée de cet alliage, tandis que les noyaux de relais exploitent sa faible force coercitive pour obtenir une réponse de commutation nette.
Électronique automobile est le segment qui connaît la croissance la plus rapide, porté par l’électrification des véhicules. Chaque capteur de courant présent dans un bloc-batterie, un onduleur ou un système de recharge nécessite un noyau magnétique doux ; Les noyaux en FeNi50 fabriqués par le procédé MIM offrent la sensibilité et la stabilité thermique (température de Curie de 500 °C, contre 200 à 300 °C pour la ferrite) requises par les environnements sous le capot et l’électronique de puissance, avec des volumes de plusieurs millions de pièces par an pour lesquels les procédés à base de poudre constituent la seule solution géométrique économique.
Aérospatiale Ces applications tirent parti de la stabilité thermique et des propriétés de blindage du matériau : des supports de capteurs et des composants de solénoïdes qui doivent conserver leur étalonnage malgré de fortes variations de température, ainsi que des boîtiers de blindage pour les équipements avioniques sensibles aux champs magnétiques, où la combinaison, propre au FeNi50, d’une perméabilité élevée et d’une capacité de blindage de 1,5 T avant saturation surpasse celle du permalloy dans les sections compactes.
Dispositifs médicaux utiliser cet alliage dans les composants des capteurs d'imagerie et le blindage des instruments, et électronique industrielle Il est utilisé dans les noyaux des disjoncteurs différentiels, ces dispositifs de sécurité chargés de détecter les courants de fuite de l'ordre du milliampère, ce qui exige précisément la faible force coercitive et la perméabilité initiale élevée que le FeNi50 offre après un recuit approprié.
Sur l'ensemble de ces marchés, la logique de choix des matériaux est la même : les ingénieurs optent pour le FeNi50 lorsque le composant doit supporter un flux réel, à l'instar d'un noyau de fer, et détecter de faibles champs magnétiques, à l'instar d'un matériau de précision, et que la métallurgie des poudres ou l'impression permettent d'obtenir la géométrie souhaitée de manière plus économique que les alternatives laminées ou usinées.
Comparaison avec d'autres nuances et autres options de systèmes d'alliages
La sélection des matériaux magnétiques doux consiste à comparer le FeNi50 à ses homologues de la famille Fe-Ni ainsi qu'aux alternatives à base de fer dont le coût et les performances se situent dans une fourchette similaire.
FeNi50 par rapport à d'autres alliages magnétiques doux
| Propriété | FeNi50 | FeNi42 | FeNi80 (Permalloy) | FeSi 3% (acier au silicium) | FeCo50 |
|---|---|---|---|---|---|
| Densité de flux de saturation (T) | 1.5-1.6 | 1.4-1.5 | 0.75-0.8 | 2.0 | 2.3-2.4 |
| Perméabilité initiale | 4000-10000 | 2000-5000 | 50000-100000+ | 1000-2000 | 1000-3000 |
| Force coercitive (A/m) | < 10 | < 20 | < 2 | 30-60 | 40-80 |
| Résistivité électrique (uOhm*m) | 0.45-0.50 | 0.70 | 0.55 | 0.48 | 0.25 |
| Température de Curie (°C) | ~500 | ~420 | ~450 | ~750 | ~980 |
| Étanchéité du verre et de la céramique | Non | Oui | Non | Non | Non |
| Magnétostriction | Presque zéro | Faible | Zéro (78% Ni) | Haut | Haut |
| Coût relatif des matériaux | Moyen | Moyen | Haut | Faible | Très élevé |
FeNi42 se situe un cran en dessous : une saturation légèrement inférieure, une perméabilité deux fois moindre, une force coercitive deux fois plus élevée, et un avantage décisif, à savoir un coefficient de dilatation thermique adapté à celui du verre et de la céramique. Lorsqu’un composant doit assurer l’étanchéité avec du verre, l’utilisation du FeNi42 est incontournable ; lorsque la fonction est purement magnétique, le FeNi50 le surpasse sur tous les axes magnétiques, à un coût similaire.
Permalloy FeNi80 se situe un cran au-dessus en termes de perméabilité et un cran en dessous en termes de capacité de flux. En termes de sensibilité au champ nul, de blindage magnétique contre les champs faibles et d’hystérésis minimale, le permalloy est imbattable ; mais sa saturation de 0,75 à 0,8 T signifie que les noyaux saturent à la moitié de l’induction de fonctionnement du FeNi50, ce qui double les sections transversales requises dans les applications de puissance. Les boîtiers de blindage destinés aux champs faibles sont en permalloy ; les transformateurs de mesure et les noyaux de capteurs soumis à une induction réelle sont en FeNi50.
Acier au silicium FeSi C'est le matériau de référence en termes de coût : il offre une saturation plus élevée et un coût nettement inférieur, mais sa perméabilité est d'un ordre de grandeur inférieure et, sous forme de poudre, il est mécaniquement fragile. Pour les transformateurs de puissance de grande taille, aucun autre matériau ne peut le remplacer ; en revanche, pour les petits noyaux de précision où la perméabilité par unité de volume est déterminante, le surcoût du FeNi50 se justifie.
FeCo50 La saturation maximale se situe entre 2,3 et 2,4 T pour les générateurs aéronautiques et les actionneurs à volume minimal, pour un coût plusieurs fois supérieur et une perméabilité bien inférieure.
La règle de sélection permet une classification claire : FeSi pour l'alimentation électrique de masse à faible coût, FeNi50 pour les noyaux de précision à une induction utile, le permalloy pour le blindage en champ faible, FeNi42 pour les composants magnétiques scellés sous verre, et FeCo50 lorsque le volume minimal justifie un coût maximal.
Notre entreprise
Shanghai Truer Technology Co. est un fournisseur chinois spécialisé dans la fabrication additive, qui propose à la fois des équipements de production de poudre PREP et des poudres métalliques sphériques de haute qualité. Fondée en 2009, l'entreprise propose à la fois atomisation par gaz (AG) ainsi que ses capacités de fabrication PREP pour les alliages de nickel, les alliages de titane, les alliages d'aluminium, les aciers inoxydables, les alliages de cobalt, les alliages de cuivre, les alliages à haute entropie et les matériaux spéciaux.
Dans la catégorie des matériaux magnétiques doux, Truer fournit du FeNi50, du FeNi42, du FeCo50, du permalloy et d’autres compositions apparentées sous forme de poudres sphériques dont la distribution granulométrique est adaptée aux procédés LPBF, EBM, DED, MIM, de projection thermique et de pressage-frittage. Les nuances magnétiques douces sont atomisées sous argon de haute pureté afin de maintenir la teneur en oxygène à des niveaux très bas, et chaque lot est livré avec un certificat d'analyse indiquant la teneur en nickel à deux décimales près, l'analyse de l'oxygène et des éléments interstitiels, la distribution granulométrique (PSD) par diffraction laser, le débit de Hall, la densité apparente et, sur demande, la morphologie au microscope électronique à balayage (MEB).
Au-delà des nuances standard, l'entreprise propose le développement d'alliages sur mesure, notamment des plages de nickel réduites et des variantes de l'alliage 48, ainsi que la fabrication de prototypes en petites séries et la production à grande échelle pour des clients des secteurs de l'énergie, de l'automobile, de l'aérospatiale et du médical. Un centre d’innovation commun dédié à l’impression 3D métallique, géré en collaboration avec des instituts de recherche de premier plan, aide les clients à valider des composants magnétiques imprimés ou à mettre au point des procédures de recuit pour de nouveaux lots de poudre.
Pour toute question concernant les caractéristiques techniques de la poudre magnétique douce FeNi50, les échantillons ou les compositions sur mesure, contacter l'équipe en indiquant votre PSD cible, la limite d'oxygène et l'estimation du volume annuel.
FAQ
Q1 : Quelle est la distribution granulométrique typique de la poudre magnétique douce FeNi50 ? R : La granulométrie standard pour le LPBF est comprise entre 15 et 53 microns, contre 45 à 106 microns pour l’EBM et le DED. Les nuances MIM utilisent des granulométries fines de 0 à 22 ou de 0 à 38 microns, le procédé de pressage et de frittage utilise des granulométries de 45 à 150 microns, et les nuances destinées à la projection thermique sont disponibles dans une plage de 15 à 45 microns.
Q2 : La poudre FeNi50 peut-elle être utilisée aussi bien dans les systèmes SLM que dans les systèmes EBM ? R : Oui, à condition que la PSD soit adaptée à la plateforme : 15 à 53 microns pour les procédés SLM/LPBF et 45 à 106 microns pour l’EBM. L'atmosphère sous vide de l'EBM est avantageuse pour cette nuance, car elle limite l'oxydation pendant la fabrication ; les pièces issues de l'un ou l'autre de ces procédés nécessitent un recuit final à l'hydrogène ou sous vide pour développer pleinement leurs propriétés magnétiques.
Q3 : Quelles sont les certifications dont bénéficie la poudre FeNi50 ? R : La livraison standard comprend un certificat d'analyse indiquant la teneur en nickel à deux décimales près, la teneur en oxygène et en azote déterminée par fusion sous gaz inerte, la distribution granulométrique (PSD) mesurée par diffraction laser, le débit de Hall et la densité apparente. Des rapports de morphologie au microscope électronique à balayage (MEB), la traçabilité des lots et les données magnétiques des anneaux d'essai recuits sont disponibles dans le cadre des programmes de qualification.
Q4 : Quelle est la quantité minimale de commande (MOQ) pour la poudre FeNi50 ? R : Des échantillons de 5 à 10 kg sont disponibles pour le développement des procédés et la qualification magnétique. Les commandes de production commencent généralement à 25-50 kg, avec des tarifs plus avantageux à partir de 100 kg.
Q5 : La composition de la poudre FeNi50 peut-elle être personnalisée ? R : Oui. La plage de teneur en nickel peut être réduite à 49-51% ; la variante « Alloy 48 » (47-49% Ni) est disponible ; et des compositions voisines telles que FeNi42 ou FeNi55 peuvent être produites sur la même plateforme d'atomisation avec un volume de production minimal.
Q6 : Quel est le délai de livraison habituel pour les commandes de poudre FeNi50 ? R : Les découpes standard sont généralement disponibles en stock ou dans un délai de 1 à 2 semaines. Les compositions sur mesure et les commandes en grande quantité pour des campagnes publicitaires nécessitent généralement un délai de 3 à 6 semaines, en fonction du calendrier de fusion et d'atomisation.
