Elaboração de compósitos magnéticos

Abstract

A utilização de concentradores de fluxo magnético no processo de tratamento térmico de têmpera por indução permite o aumento da eficiência do processo e a redução do custo operacional. No entanto, esses orientadores de fluxo magnético são comercializados normalmente com geometria padrão para uma fácil e rápida instalação e normalmente necessitam de ajustes dimensionais para serem acoplados à bobina de equipamentos específicos. Esse ajuste é normalmente realizado por usinagem do material o que conseqüentemente ocasiona a produção de um resíduo e associado a isso, a geração de custo para tratamento do resíduo e perda de matéria-prima. A redução de custos, o aumento da produtividade e o tratamento dos resíduos têm sido os principais focos das empresas. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo o estudo da possibilidade de reutilização do resíduo de material magnético, oriundo da usinagem do concentrador de fluxo, na fabricação dessa mesma ferramenta a partir do processo de metalurgia do pó. Para isso, foram elaborados compósitos magnéticos a partir do resíduo de material magnético e material isolante (dois tipos de resinas). Foram realizadas as etapas de caracterização do resíduo, elaboração do compósito e avaliação comparativa entre o material original e o compósito magnético quanto às propriedades morfológicas, mecânicas, elétricas e magnéticas. Os resultados obtidos mostraram que os compósitos desenvolvidos empregando resíduos de concentradores de fluxo magnético possuem potencial de uso como orientador de fluxo magnético em um processo de têmpera por indução. Apesar de que as propriedades mecânicas tenham sido reduzidas, as propriedades magnéticas foram melhoradas indicando dessa forma que o processo de reaproveitamento do resíduo na elaboração do compósito apresenta-se como uma excelente alternativa para a redução de impacto ambiental e de custo do processo. Uma análise de custos demonstrou que existe a possibilidade de redução do valor por peça em até 89%.

The use of magnetic flux concentrators in the heat treatment process of induction hardening to increase process efficiency and reducing operating cost. However, these guiding magnetic flux are usually sold with standard geometry for easy and quick to install and usually require adjustments dimensional to be coupled to the coil of special equipment. This adjustment is usually accomplished by machining the material that eventually causes the production of waste and associated with that generation cost for the treatment of waste and loss of raw material. Reducing costs, increasing productivity and waste treatment have been the main focus of the business. In this context, this work aims to study the possibility of reuse of residual magnetic material, derived from the machining of the hub flow for the manufacture of the same tool from the process of powder metallurgy. For this, magnetic composites were prepared from the residue of magnetic material and insulating material (two types of resins). Steps were performed to characterize the waste, the composite drawing and benchmarking between the original material and the composite magnetic and morphological properties, mechanical, electrical and magnetic. The results showed that the composites developed using waste magnetic flux concentrators have potential use as a guiding magnetic flux in a process of induction hardening. Although the mechanical properties have been reduced, the magnetic properties have been improved thereby indicating that the process of reusing the waste in the preparation of the composite appears as a great alternative to reduce environmental impact and cost of litigation. A cost analysis showed that there is a possibility of reduction of the number by up to 89%.