Estudio de la aleación Fe-1%Si mediante moldeo por inyección de polvo para su aplicación en el núcleo de dispositivos electromagnéticos-mecánicos

Study of Fe-1%Si alloy by injection powder molding for application in the core of electromagneticmechanical devices

Este estudio tuvo como objetivo estudiar la aleación de Fe-1%Si obtenida del Moldeo por Inyección de Polvo (MPI), que puede ser utilizada en el núcleo de dispositivos electromagnéticos-mecánicos como motores, generadores, transformadores, relés, altavoces y micrófonos, entre otros. El estudio comprendió la obtención (preparación de carga, inyección, extracción química y térmica y sinterización), análisis de propiedades físicas de interés, como propiedades magnéticas, resistividad eléctrica, dureza y análisis micrográfico a partir de metalografía en microscopio óptico y SEM (microscopía de escaneo electrónico).Los resultados se compararon con la misma aleación Fe-1%Si obtenida de los procesos de Metalurgia convencional, es decir, compactación y sinterización.

INTRODUCCIÓN

Materiales magnéticos blandos

Los materiales magnéticos blandos se utilizan en dispositivos electromagneto-mecánicos, como motores y generadores eléctricos, transformadores, altavoces, contactores, solenoides y electroimanes, y se accionan al circular la corriente eléctrica por sus bobinas [1,2]. A continuación se enumeran los principales materiales magnéticos blandos.

Aceros magnéticos. Los tres tipos de materiales más utilizados para núcleos de máquinas eléctricas, que se enumeran a continuación, son: Acero bajo en carbono, acero al silicio no orientado y acero al silicio orientado [3].

Aleaciones fundidas de Fe-Ni y Fe-Co. Las aleaciones compuestas principalmente de hierro-níquel que contienen entre un 50 y un 80% de níquel, forman una amplia variedad de series denominadas habitualmente Permalloys, mientras que las aleaciones de hierro-cobalto forman la familia de Permendur, y se caracterizan principalmente por una alta impermeabilidad a los campos magnéticos bajos [3].

Ferritas blandas. Son materiales magnéticos que tienen composición MO.Fe₂O₃ donde M es un metal divalente (catión) que puede ser Mn, Mg, Zn, Fe, Co o Ni. Estas sustancias tienen una estructura conocida como "espinela", que consiste en una disposición cristalina cúbica centrada en las caras. Son materiales obtenidos mediante procesos pulvimetalúrgicos. Algunos aditivos como Ca, Si, Co, Ti, Sn y Li mejoran el rendimiento de las características magnéticas [3,4].