COMPONENTES MAGNÉTICOS DULCES SINTERIZADOS

Material magnetico dulce

Materiales

AMES ofrece en su catálogo más de 25 tipos de materiales dulces sinterizados base hierro, los cuales emplean una gran diversidad de elementos de aleación, como P, Si, Ni, Cr o Mn. Estos materiales alcanzan una inducción a saturación hasta 2,05 T, una permeabilidad máxima hasta 75.000, y una fuerza coercicitiva mínima de 2 A/m.

El material se selecciona en función de la frecuencia de trabajo, de la inducción que debe proporcionar el componente, de la rapidez de respuesta requerida, y del grado de saturación al que trabaja. Las propiedades finales del material se regulan en función de su composición química, densidad, condiciones de procesado, y posibles recocidos.


  • Hierro puro. Es el material más económico. Se emplea habitualmente cuando la pieza trabaja a inducción pura a saturación en circuitos excitados por imanes permanentes o por corriente continua o pulsatoria de frecuencia inferior a 10 Hz, pudiendo llegar hasta 200 Hz en circuitos de baja potencia.
  • Fe-0,45%P. Proporciona mayor permeabilidad y menor fuerza coercitiva que el Fe puro, por lo que se emplea en aplicaciones parecidas que requieren de una respuesta más potente y/o más rápida y menor inercia. Tiene mayor límite elástico y mayor dureza que el Fe puro.
  • Fe-3%Si. Presenta mayor permeabilidad y menor fuerza coercitiva que el Fe-0,45%P, por lo que es un material interesante cuando el circuito no trabaja a saturación o necesita actuar a mayor velocidad de respuesta y/o de despegado. Su mayor resistividad le permite trabajar a una frecuencia más alta, hasta 100 Hz en circuitos excitados con corriente alterna o pulsatoria, pudiendo alcanzar 1 KHz en circuitos de baja potencia.
  • Fe-Ni. Es el material con mayor permeabilidad y con menor fuerza coercitiva. Por ello se emplea en equipos de elevada sensibilidad, que requieren de una respuesta muy rápida del componente o bien están excitados por una corriente muy débil. El contenido de Ni varía entre el 50 y el 80%.
  • Acero inoxidable ferrítico. Típicamente se usan los grados 430 o 434. Se utiliza para aplicaciones que trabajan en ambientes oxidantes. Sus propiedades magnéticas son limitadas.
  • Materiales microencapsulados SMC. Se emplean en aplicaciones de alta frecuencia, desde 400 Hz hasta 100 KHz, donde típicamente se usa chapa laminada. Son materiales basados en un polvo de hierro cuyas partículas están recubiertas con una fina capa de un aislante eléctrico que le confiere una resistividad muy elevada, hasta 2.200.000 μΩ·cm, y una gran estabilidad de la permeabilidad respecto a la frecuencia (ver siguiente gráfica). La isotropía de los materiales SMC permite diseñar componentes más compactos y eficientes, reduciendo hasta un 50% su peso y ahorrando cobre de las bobinas, aunque es necesario rediseñar la pieza o considerar el material SMC desde el inicio del proyecto para hacerlos ompetitivos frente a la chapa laminada.

Las operaciones de fabricación complementarias pueden afectar a las propiedades magnéticas del material, especialmente aquellas que crean tensiones internas en el material (calibrado, mecanizado). Si la permeabilidad o la fuerza coercitiva juegan un papel importante en el equipo, es necesario aplicar un recocido final para restablecer las propiedades magnéticas. El efecto de las tensiones residuales en las propiedades magnéticas de varios materiales se muestra en los dos siguientes gráficos.

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