El moldeo por inyección de metal (MIM) de alta densidad produce componentes magnéticos blandos con densidades de sinterización superiores a 7,4 g/cm³, porosidad inferior al 2 % y magnetización de saturación superior a 1,5 T. El uso de polvos atomizados por gas con oxígeno inferior a 500 ppm y sinterización con hidrógeno seco a 1.260 °C logra propiedades comparables a los materiales forjados, con pérdidas en el núcleo inferiores a 5 W/kg a 1 kHz.
Campos de aplicación de materiales magnéticos
Los materiales magnéticos son materiales funcionales antiguos pero versátiles.,con aplicaciones que abarcan múltiples dominios, incluidas la electrónica y las tecnologías de la comunicación,nuevas tecnologías energéticas,dispositivos medicos,protección ambiental,y recuperación de recursos.
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El moldeo por inyección de metal (MIM) de alta densidad demuestra un potencial significativo para aplicaciones magnéticas blandas. Si bien la aleación de hierro con silicio no mejora sustancialmente las propiedades magnéticas,aumenta efectivamente la resistividad eléctrica y reduce las pérdidas por corrientes parásitas, una ventaja crítica para operaciones de alta frecuencia de hasta 1,000Hz. Los aceros inoxidables ferríticos se emplean comúnmente en entornos propensos a la corrosión.,aunque con un rendimiento magnético comprometido. Los materiales ferrosos MIM requieren lograr densidades sinterizadas superiores a 7,4 g/cm³ para cumplir con especificaciones estrictas de magnetización de alta saturación (Bs>1,5 T) y remanencia (Br>0,8 toneladas). Los niveles de porosidad inferiores al 2% son esenciales,a medida que los poros interconectados degradan la permeabilidad (μ) y aumentan la coercitividad (Hc). Se prefiere la morfología de poro esférica para minimizar la histéresis magnética. La Figura 1 describe pautas clave para lograr propiedades magnéticas comparables a las de los materiales forjados.:
Las mejores prácticas de la industria implican la compactación de polvos hasta una densidad casi teórica (≥95% TD) seguida de la sinterización en H₂ seco a 1,260°C (2,300 °F) durante 30 a 60 minutos para optimizar la movilidad de la pared del dominio y las características de pérdida del núcleo (&es;5 W/kg a 1 kHz). |
Los materiales MIM ferrosos requieren densidades de sinterización superiores a 7,4 g/cm³ para cumplir con las especificaciones de alta magnetización de saturación (Bs > 1,5 T) y remanencia (Br > 0,8 T).
Los niveles de porosidad inferiores al 2 % son esenciales porque los poros interconectados degradan la permeabilidad y aumentan la coercitividad. También se prefiere una morfología de poros esférica para minimizar la histéresis magnética.
Utilice polvos atomizados por gas con un contenido de oxígeno inferior a 500 ppm y sinterice en atmósferas reductoras, idealmente H₂ seco con un punto de rocío de -40 °C o inferior, a 1.280-1.350 °C para sistemas de Fe-Si.
Alear el hierro con silicio no mejora sustancialmente las propiedades magnéticas, pero aumenta la resistividad eléctrica y reduce las pérdidas por corrientes de Foucault, lo cual es fundamental para operaciones de alta frecuencia de hasta 1.000 Hz.
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