Réalisation de pièces massives d’alliages de cuivre à hautes performances par projection à froid pour la production de champs magnétiques intenses

Les applications du cold spray sont nombreuses. Cet article s’intéresse à la production de cylindres d’alliages de cuivre à hautes performances électriques et mécaniques afin de réaliser des électroaimants pour champs magnétiques intenses.

Figure 1 : Schéma du dispositif expérimental de projection à froid incluant la boucle de recirculation de l’hélium.

Figure 2 : Vue générale du système expérimental de projection à froid à l’hélium.

Figure 3 : Diagramme de phase cuivre argent [8].

Figure 4 : Micrographies MEB (a, b et c) de la poudre de cuivre élaborée avec (a) 0,1, (c) 5,7 et (e) 23,7 wt.% d’argent et (b, d et f) du dépôt obtenu à partir de ces poudres (b) 0,1, (d) 5,7 et (f) 23,7 %. Sens de projection de haut en bas.

Figure 5 : Courbes de traction obtenues à partir d’éprouvettes NOL rings traitées thermiquement pendant 4 heures à des températures comprises entre 200 et 455 °C.

Figure 6 : Mesures de conductivité électriques (± 0,3 MS/m) pour des pièces traitées thermiquement pendant 4 heures à des températures comprises entre 200 et 450 °C. 

Figure 7 : Micrographies MEB d’un dépôt d’alliage ternaire base cuivre (CuCrZr) à l’état brut de projection (a) et après traitement thermique à 495 °C pendant 4 heures (b) après polissage et attaque chimique.

Figure 8 : Micrographies MEB d’un dépôt d’alliage ternaire base cuivre (CuArZr) à l’état brut de projection (a) et après traitement thermique à 455 °C pendant 4 heures (b) après polissage et attaque chimique.

Figure 9 : Micrographies MEB des surfaces de fracture d’un alliage CuCrZr (a) brut de projection et (b et c) après traitement thermique à (b) 455°C’h et (c) 510 °C pendant 4 heures.

Figure 10 : Photos d’une bobine (a) après l’étape de projection, (b) après usinage et (c) après découpe au fil.

Figure 11 : Vue de dessus d’un électro-aimant « polyhélices » pour champs magnétiques intenses en service au LNCMI site 
de Grenoble.

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