O que é um ímã?
Um ímã é um material que exerce uma força óbvia sobre ele sem contato físico com outros materiais. Essa força é chamada de magnetismo. A força magnética pode atrair ou repelir. A maioria dos materiais conhecidos contém alguma força magnética, mas a força magnética nestes materiais é muito pequena. Para alguns materiais, a força magnética é muito grande, por isso esses materiais são chamados de ímãs. A própria terra também é um enorme ímã.
Existem dois pontos em todos os ímãs onde a força magnética é maior. Eles são conhecidos como pólos. Em uma barra magnética retangular, os pólos estão diretamente um sobre o outro. Eles são chamados de Pólo Norte ou Pólo Norte, e Pólo Sul ou Pólo Sul.
Um ímã pode ser feito simplesmente pegando um ímã existente e esfregando-o com um pedaço de metal. Esta peça de metal utilizada deve ser esfregada continuamente em uma direção. Isso faz com que os elétrons daquela peça de metal comecem a girar na mesma direção. A corrente elétrica também é capaz de criar ímãs. Como a eletricidade é um fluxo de elétrons, quando os elétrons móveis se movem num fio eles carregam consigo o mesmo efeito que os elétrons girando em torno do núcleo atômico. Isso é chamado de eletroímã.
Devido à forma como seus elétrons estão dispostos, os metais níquel, cobalto, ferro e aço são ímãs muito bons. Esses metais podem permanecer ímãs para sempre, uma vez que se tornem ímãs. Levando assim o nome de ímãs duros. No entanto, estes metais e outros podem comportar-se temporariamente como ímanes se tiverem sido expostos ou se aproximarem de um íman rígido. Então eles levam o nome de ímãs suaves.
Como funciona o magnetismo
O magnetismo ocorre quando pequenas partículas chamadas elétrons se movem de alguma forma. Toda matéria é composta de unidades chamadas átomos, que por sua vez são compostas de elétrons e outras partículas, que são nêutrons e prótons. Esses elétrons tendem a girar em torno do núcleo, que contém as outras partículas mencionadas acima. A minúscula força magnética é causada pela rotação desses elétrons. Em alguns casos, muitos elétrons no objeto giram em uma direção. O resultado de todas essas pequenas forças magnéticas dos elétrons é um grande ímã.
Preparando o pó
Quantidades adequadas de ferro, boro e neodímio são aquecidas para derreter sob vácuo ou em um forno de fusão por indução usando gás inerte. O uso do vácuo é para evitar reações químicas entre os materiais fundidos e o ar. Quando a liga fundida esfria, ela é quebrada e esmagada formando pequenas tiras de metal. Posteriormente, os pequenos pedaços são pulverizados e triturados até formar um pó fino que varia de 3 a 7 mícrons de diâmetro. O pó recém-formado é altamente reativo e capaz de causar ignição no ar e deve ser mantido longe da exposição ao oxigênio.
Compactação Isostática
O processo de compactação isostática também é chamado de prensagem. O metal em pó é retirado e posicionado em um molde. Este molde também é chamado de matriz. Para que o material em pó fique alinhado com as partículas de pó, uma força magnética é exercida e, durante o período em que a força magnética está sendo aplicada, são usados aríetes hidráulicos para comprimi-lo totalmente até 0,125 polegadas (0,32 cm) de seu planejado grossura. Altas pressões são usadas geralmente de 10.000 psi a 15.000 psi (70 MPa a 100 MPa). Outros designs e formatos são fabricados colocando as substâncias em um recipiente hermeticamente evacuado antes de pressioná-las no formato desejado pela pressão do gás.
A maioria dos materiais, como por exemplo madeira, água e ar, tem propriedades magnéticas muito fracas. Os ímãs atraem objetos que contêm os primeiros metais com muita força. Eles também atraem ou repelem outros ímãs rígidos quando são aproximados. Este resultado ocorre porque todo ímã possui dois pólos opostos. Os pólos sul atraem os pólos norte de outros ímãs, mas repelem outros pólos sul e vice-versa.
Fabricação de ímãs
O método mais comum usado na fabricação de ímãs é chamado de metalurgia do pó. Como os ímãs são compostos por materiais diferentes, os processos de fabricação também são diferentes e únicos por si só. Por exemplo, os eletroímãs são feitos usando técnicas de fundição de metal, enquanto os ímãs permanentes flexíveis são fabricados em processos que envolvem extrusão de plástico, nos quais as matérias-primas são misturadas com calor antes de serem forçadas através de uma abertura sob condições de extrema pressão. Abaixo está o processo de fabricação do ímã.
Todos os aspectos cruciais e importantes da seleção de ímãs devem ser discutidos com as equipes de engenharia e produção. O processo de magnetização nos processos de fabricação de ímãs, até este ponto, o material é um pedaço de metal comprimido. Embora tenha sido exercida sobre uma força magnética durante o processo de prensagem isostática, a força não trouxe efeito magnético ao material, apenas alinhou as partículas soltas do pó. A peça é colocada entre os pólos de um eletroímã forte e posteriormente orientada na direção pretendida para a magnetização. Depois que o eletroímã é energizado, a força magnética alinha os domínios magnéticos dentro do material, tornando a peça um ímã permanente muito forte.
Aquecimento do Material
Após o processo de compactação isostática a pastilha de metal em pó é separada da matriz e levada ao forno. Sinterização é o processo ou método de adicionar calor a metais em pó comprimidos para posteriormente transformá-los em peças de metal sólidas fundidas.
O processo de sinterização compreende principalmente três etapas. Durante a fase inicial do processo, o material comprimido é aquecido a temperaturas muito baixas, a fim de afastar toda a umidade ou todas as substâncias contaminantes que possam ter ficado aprisionadas durante o processo de compactação isostática. Durante o segundo estágio de sinterização, ocorre um aumento de temperatura para cerca de 70-90% do ponto de fusão da liga. A temperatura é então mantida ali por um período de horas ou dias para que as pequenas partículas se combinem, se unam e se fundam. A etapa final da sinterização ocorre quando o material é resfriado muito lentamente em incrementos de temperatura controlados.
Recozimento do Material
Após o processo de aquecimento vem o processo de recozimento. É quando o material sinterizado passa por outro processo passo a passo de aquecimento e resfriamento controlado, a fim de descartar toda ou qualquer tensão residual que permaneça no material e torná-lo mais resistente.
Acabamento magnético
Os ímãs sinterizados acima consistem em algum nível ou grau de usinagem, variando desde retificação suave e paralela ou formação de peças menores a partir de blocos magnéticos. O material que faz o ímã é muito duro e quebradiço (Rockwell C 57 a 61). Portanto este material necessita de rebolos diamantados para os processos de fatiamento, eles também são utilizados para rebolos abrasivos para os processos de retificação. O processo de fatiamento pode ser feito com grande precisão e geralmente dispensa o processo de trituração. Os processos mencionados acima devem ser realizados com muito cuidado para reduzir lascas e rachaduras.
Há casos em que a estrutura ou formato final do ímã é muito propício ao processamento com um rebolo diamantado em forma de pão. O resultado final na forma final passa pelo rebolo e o rebolo fornece dimensões exatas e precisas. O produto recozido está tão próximo da forma e das dimensões acabadas que é desejável que seja fabricado. Formato quase líquido é o nome geralmente dado a essa condição. Um último e último processo de usinagem remove qualquer excesso de material e apresenta uma superfície muito lisa onde necessário. Finalmente, para selar a superfície, o material recebe uma camada protetora.
Processo de magnetização
A magnetização segue o processo de acabamento e, quando o processo de fabricação é concluído, o ímã precisa ser carregado para produzir um campo magnético externo. Para conseguir isso, o solenóide é usado. Um solenóide é um cilindro oco no qual diferentes tamanhos e formatos de ímãs podem ser colocados ou com acessórios, um solenóide é fabricado para transmitir vários padrões ou designs magnéticos. Para evitar o manuseio e a montagem desses ímãs poderosos em suas condições magnetizadas, grandes conjuntos podem ser magnetizados . Deve-se levar em consideração os requisitos do campo magnetizante, que são muito substanciais.
Horário da postagem: 05/07/2022