Os avanços na metalurgia de pó aumentam a resistência dos ímãs

Alguma vez se perguntaram como esses ímãs poderosos que podem pegar pregos ou conduzir motores se transformam de matérias-primas insignificantes em objetos com propriedades quase mágicas?Vamos explorar o processo de fabricação de ímãs e revelar como a metalurgia de pó desempenha um papel crucial na sua criação.

Embora existam vários métodos para a fabricação de ímãs, o mais comum e amplamente utilizado é o processo de metalurgia em pó.Isto envolve esmagar materiais selecionados em pó extremamente finoOs ímãs produzidos dessa forma são comumente chamados de "ímãs sinterizados".

Desde ímãs de ferrite (um material cerâmico) até ímãs de terras raras como o cobalto de samário (SmCo) e o boro de ferro de neodímio (NdFeB), todos dependem de técnicas de metalurgia em pó.com exclusão dos ímãs de ferrita, todos os ímãs de terras raras são ligas metálicas.

Examinemos o processo de fabricação passo a passo dos ímãs de terras raras (cobalto de samário e boro de ferro de neodímio):

O processo começa por colocar as matérias-primas necessárias num forno de fusão por indução, sob protecção de vácuo ou de gás inerte, evitando assim a oxidação a altas temperaturas,Garantir a pureza e o desempenho da liga.

A liga fundida é rapidamente resfriada e solidificada através de um dos vários métodos:

• Para a produção de lingotes:Forja de lingotes metálicos
• Fabricação a partir de fibras sintéticasVerter em uma roda refrigerada que gira rapidamente para produzir flocos finos
• Fusão de tiras:Fabricação a partir de fibras sintéticas

Estes "pequenos pedaços" de metal solidificado são desmontados e moídos em pó superfino com diâmetros entre 3 e 7 microns.que exigem um manuseio rigoroso sem oxigénio.

A prensagem em pó é um passo crítico na fabricação de ímãs, com o objetivo de alinhar a orientação magnética de todas as partículas de pó da forma mais uniforme possível.

• Pressagem axial/transversal:O pó é derramado em uma cavidade do molde e compactado sob pressão de um soco.
• Pressagem isostática:O pó é carregado num recipiente flexível, selado, sujeito a um campo magnético de alinhamento,e, em seguida, colocado numa prensa isostática onde a pressão do líquido (normalmente óleo hidráulico ou água) é aplicada uniformemente de todas as direcções.

Os ímãs em branco são carregados em "barcos" e colocados em fornos de sinterização a vácuo para sinterização a alta temperatura.ou as atmosferas de gás inerte são controladas com precisão de acordo com o tipo e grau do ímã.

Após a sinterização, os ímãs são resfriados a temperatura ambiente e submetidos a recozimento a baixa temperatura para melhorar a estabilidade magnética.

Observe que durante a sinterização, os ímãs experimentam um encolhimento linear de 15-20%.

Os ímãs sinterizados requerem vários processos de acabamento antes de estarem prontos para aplicações práticas.

O processo de acabamento mais comum inclui:

• Moagem de superfícies para obter a aplanura e o paralelismo
• Moagem de diâmetro externo/interno para precisão dimensional
• Cortar blocos de ímãs maiores em tamanhos menores

Para formas únicas, como arcos ou pães, as molas de diamante podem criar as dimensões finais diretamente.O processo de descarga elétrica (EDM) é tipicamente utilizado.

Para a produção em larga escala (normalmente mais de 5.000 unidades), os moldes personalizados para prensagem são mais económicos.O processo de usinagem a partir de materiais em blocos é preferido.

Os ímãs usinados geralmente têm bordas afiadas propensas a chipping. A solução mais comum é a queda vibratória em meios abrasivos para remover as bordas afiadas, geralmente criando um 0.005 a 0.015 polegadas (0.127 a 0)..38 mm) de raio.

Os ímãs NdFeB são particularmente suscetíveis à ferrugem e reações químicas, exigindo revestimentos protetores.ou várias combinaçõesOs revestimentos de conversão como o zinco ou o fosfato de ferro podem também ser utilizados como camadas de base.

Após a fabricação, os ímãs são "carregados" para desenvolver seus campos magnéticos externos.Grandes conjuntos podem ser magnetizados como unidades completas para evitar o manuseio de ímãs poderosos em seu estado carregado.

Alguns aplicativos exigem tratamento de estabilidade ou calibração.A calibração reduz o intervalo de desempenho em um lote de ímãsEstes processos exigem um controlo cuidadoso em fornos de alta temperatura ou com campos magnéticos de pulso inverso abaixo da potência de ruptura máxima.