Un aperçu de la mesure de saturation magnétique
Les phases magnétiques des métaux durs leurs confèrent des propriétés spécifiques. La mesure de saturation spécifique – connue aussi sous le nom de Sigmamétrie – est idéale pour vérifier la composition des alliages métalliques dont une phase est magnétique. Elle s’applique particulièrement aux matériaux pour les outils de coupe utilisés dans l’usinage, les aciers durs destinés à l’exploitation minière, ainsi que dans les procédés de broyage de ciments ou d’agrégats. Par ailleurs, elle convient parfaitement pour examiner les matériaux utilisés dans la fabrication d’aimants ou de composites à aimantation douce
Pourquoi tester la saturation magnétique de métaux durs ?
Mesurer la saturation magnétique d’échantillons de métaux durs par sigmamétrie est essentiel pour garantir leur qualité et leur performance dans leur application finale.
La méthode caractérise plus particulièrement leur phase magnétique et offre ainsi des informations sur la composition, la structure et donc les propriétés de matériaux comme les aciers austénitiques (forages, broyage) ou les carbures de tungstène (coupe, usinage).
Cette technique permet également d’optimiser les procédés de fabrication, de sélectionner les matériaux adaptés à une application et de contrôler indirectement leur dureté. En outre, la détection de variations inattendues de la saturation magnétique permet d’identifier les défauts potentiels et d’assurer la fiabilité des composants industriels.
Principe de la mesure de saturation magnétique
Pour illustrer la sigmamétrie par une analogie simple, on peut prendre l’image d’un seau dont on ne connaît pas le volume.
Pour déterminer ce volume, le plus simple est de remplir le seau (ou de le saturer) d’eau, puis de mesurer la quantité d’eau versée en la pesant. Connaissant la densité de l’eau, on peut alors déduire le volume d’eau versée, c’est-à-dire le volume du seau. Dans notre cas, le processus de mesure implique la magnétisation de l’échantillon jusqu’à saturation dans un aimant puissant (la phase de « remplissage »).
Ensuite, la « quantité d’aimantation », ou la saturation magnétique de l’échantillon, est déterminée en le retirant rapidement de l’aimant. La détermination est effectuée en mesurant la f.e.m. induite par une bobine entourant l’échantillon pendant cette opération de retrait.
Enfin, la saturation magnétique spécifique de la phase aimantée – l’équivalent de la densité de l’eau dans notre exemple – est utilisée pour déterminer la quantité de phase magnétique présente dans l’échantillon, comme la quantité d’eau dans notre seau.
L’ensemble du processus de mesure dure seulement quelques secondes. Un dispositif de mesure basé sur cette technologie est donc composé d’un aimant permanent avec un fort champ magnétique, d’un système d’introduction et de retrait de l’échantillon dans ce champ, auquel des bobines de mesure sont attachées. L’ensemble est complété par une interface électronique et un logiciel assurant une acquisition et une présentation simples des résultats.
Les avantages de la mesure de saturation magnétique de métaux durs
Cette technique est reconnue comme une solution robuste de contrôle qualité pour les métaux durs, offrant une bonne fiabilité et rapidité de mesure.
La rapidité notable de la technologie devient évidente lorsqu’on la compare à des alternatives telles que la diffraction des rayons X (DRX), où les mesures peuvent s’étendre sur plusieurs minutes.
De plus, selon le dispositif utilisé, elle se révèle polyvalente, acceptant des échantillons volumineux sans compromettre la précision. Au contraire de la DRX, la technologie ne nécessite pas d’expertise particulière ou d’interprétation de diagrammes complexes.
La méthode est normée dans certains domaines, parmi lesquels on peut citer la détermination de la saturation magnétique (Ms) des carbures cémentés par la norme ASTM B886.
