Caracterização das Propriedades Magnéticas do Ferro-Fósforo Obtidos por Metalurgia do Pó para Desenvolvimento de um Estator-Protótipo Segmentado

Resumo

As empresas de máquinas elétricas estão constantemente buscando aperfeiçoar seus produtos, buscando dessa maneira aumentar o rendimento, diminuindo as perdas magnéticas, além da redução do consumo de energia e matéria-prima para a construção destes equipamentos. Atualmente, para a construção dos núcleos (rotores e estatores) são utilizadas pacotes de chapas empilhadas de aço isoladas eletricamente. O processo de obtenção de ligas magnéticas através metalurgia do pó (M/P) é uma alternativa para a produção desses núcleos, principalmente para aplicações em altas freqüências. A M/P apresenta algumas vantagens como: economia de material e tempo no processo, além de propriedades equivalentes ou superiores se comparadas às chapas laminadas. No entanto, nos processos convencionais de compactação e sinterização, o tamanho da peça é um fator limitante, uma vez que a pressão necessária para compactação está relacionada com área transversal de contato. Dessa forma, foi fabricado um estator-protótipo conciliando a técnica de sinterização por fase líquida (introdução de fósforo na forma Fe3P no ferro) juntamente com o desenvolvimento de peças segmentadas para contornar o fator limitante, ou seja, o tamanho da peça. Para a avaliação prévia das propriedades magnéticas foram misturados ao ferro (ASC 100.29) 1%, 2% e 3% de fósforo. Posteriormente compactadas (geometria em forma de anel a 400MPa)  e sinterizadas (a 1150oC) e então obtidas as curvas de magnetização e histerese através de corpos de prova (anéis de howland). Desses corpos de prova foram realizados também ensaios de resistividade elétrica. Observou-se que a resistividade elétrica do Ferro aumenta com o aumento da adição de fósforo e sua propriedade magnética aumenta com a adição de até 2% de fósforo. Optou-se dessa maneira para a construção do estator-protótipo segmentado contendo 1% de fósforo, pois o excesso de fósforo pode causar a fragilidade do material.