BRPI0611947A2

BRPI0611947A2 - materiais de compóstos magnéticos macios

Info

Publication number: BRPI0611947A2
Application number: BRPI0611947-6A
Authority: BR
Inventors: Bjoern Skarman; Patricia Jansson
Original assignee: Hoeganaes Ab
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2011-11-01
Also published as: EP1899994B1; JP2008544520A; AU2006258301C1; RU2389099C2; WO2006135324A1; PL1899994T3; CA2610602C; US8075710B2; MX2007016193A; TW200713343A; US20090042051A1; RU2008101535A; BRPI0611947B1; EP1899994A1; BRPI0611947A8; CN101199030A; AU2006258301B2; AU2006258301A1; CN101199030B; JP4801734B2

Abstract

MATERIAIS DE COMPOSITOS MAGNéTICOS MACIOS. A presente invenção refere-se a um processo para a produção de componentes compósitos magnéticos macios compreendendo as etapas de: compactar em um molde uma composição de pó compreendendo uma mistura de pó magnético macio, de ferro ou à base de ferro, cujas partículas de núcleo são cercadas por um revestimento inorgânico eletricamente isolante, e um lubrificante orgânico em uma quantidade de 0,05 a 1 m5% em peso da composição, o mencionado lubrificante orgânico sendo livre de metal e tendo uma temperatura de vaporização menor que a temperatura de decomposição do revestimento; ejetar o corpo compactado do molde; aqucer o corpo compactado em uma atmosfera não- redutora até uma temperatura acima da temperatura de vaporização do lubrificante e abaixo da temperatura de decomposição do revestimento inorgânico para remover o lubrificante do corpo compactado, e sujeição do corpo obtido ao tratamento térmico a uma temperatura entre 300<198>C e 600<198>C em vapor d'água. A invenção também se refere a componentes compostos magnéticos macios tendo uma resistência de ruptura transversal de pelo menos 100 MPa, uma permeabili- dade de pelo menos 700 e uma perda de núcleo a 1 Tesla e 400 Hz de no máximo 70 W/kg.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MATERIAIS DE COMPÓSITOS MAGNÉTICOS MACIOS".

CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção refere-se a um novo material magnético compósito macio. Particularmente, a invenção refere-se a um processo para a produ- ção de novos materiais magnéticos compósitos macio que tenham proprie- dades magnéticas macias melhoradas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Materiais magnéticos macios são usados para aplicações tais como materiais de núcleo em indutores, estatores e rotores para núcleos de máquinas elétricas, ativadores, sensores e transformadores. Tradicionalmen- te, núcleos magnéticos macios, tais como rotores e estatores em máquinas elétricas, são feitos de laminados de aço empilhados.

Entretanto, nos últimos anos, tem havido um aguçado interesse nos chamados materiais Compósito Magnéticos Macios (SMC). Os materiais SMC são baseados em partículas magnéticas macias, geralmente à base de ferro, com um revestimento eletricamente isolante em cada partícula. Com- pactando-se as partículas isoladas, opcionalmente juntamente com lubrifi- cantes e/ou aglutinantes, usando-se tradicionalmente o processo da meta- urgia do pó, são obtidas as peças SMC. Usando-se a técnica da metalurgia do pó, é possível produzir-se materiais que tenham um maior grau de liber- dade no design da peça SMC comparado ao uso de laminados de aço, uma vez que o material SMC pode transportar um fluxo magnético tridimensional e uma vez que formas tridimensionais podem ser obtidas com o processo de compactação.

Como conseqüência do interesse crescente nos materiais SMC, as melhorias nas características magnéticas macias dos materiais SMC é o objeto de estudo intenso para expandir a utilização desses materiais. Para se alcançar tal melhoria, novos pós e processos estão sendo continuamente desenvolvidos.

Em adição às propriedades magnéticas macias, boas proprie- dades mecânicas são essenciais. A esse respeito, o tratamento com vapor do corpo compósito compactado tem mostrado resultados promissores con- forme descrito na Patente U.S. 6 485 579. De acordo com a presente inven- ção, foi descoberto que o tratamento com vapor pode dar resultados inespe- radamente bons, não apenas em relação às propriedades mecânicas, mas também em relação às propriedades magnéticas macias desde que certas condições em relação ao tipo de pós, lubrificantes, e parâmetros de proces- so sejam preenchidas. Em resumo e em contraste com a invenção descrita na Patente U.S., foi descoberto que o lubrificante usado no composto de fer- ro ou à base de ferro a ser compactado deve ter natureza orgânica e que deve vaporizar sem deixar quaisquer resíduos no corpo compactado antes do tratamento com vapor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um processo para a produção de componentes compósitos magnéticos macios compreendendo as etapas de:

- compactar em um molde uma composição de pó compreen- dendo uma mistura de pó magnético macio, de ferro ou à base de ferro, cu- jas partículas do núcleo são envolvidas por um revestimento inorgânico ele- tricamente isolante, e por um lubrificante orgânico em uma quantidade de 0,05 a 1,5% em peso da composição, o mencionado lubrificante orgânico sendo livre de metal e tendo uma temperatura de vaporização menor que a temperatura de decomposição do revestimento;

- ejetar o corpo compactado do molde;

- aquecer o corpo compactado em uma atmosfera não redutora até uma temperatura acima da temperatura de vaporização do lubrificante e abaixo da temperatura de decomposição do revestimento inorgânico para remoção do lubrificante do corpo compactado; e

- submeter o corpo obtido a tratamento térmico a uma tempera- tura entre 300°C e 600°C em vapor d'água.

De acordo com a presente invenção, podem ser obtidos corpos de pó compactado metalurgicamente que tenham propriedades mecânicas e magnéticas superiores. Esses corpos podem ser distinguidos pelas proprie- dades superiores tais como resistência de ruptura transversal de pelo menos 100 MPa1 uma permeabilidade de pelo menos 700 e uma perda de núcleo a 1 Tesla de 400 Hz de no máximo 70W/kg e mais especificamente uma resis- tência de ruptura transversal de pelo menos 120 MPa, uma permeabilidade de pelo menos 800 e uma perda de núcleo a 1 Tesla e 400 Hz de no máximo 65 W/kg.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Os pós magnéticos macios usados conforme a presente inven- ção são compósitos de ferro ou de uma liga contendo ferro. Preferivelmente o pó magnético macio compreende essencialmente ferro puro. Esse pó deve ser, por exemplo, pós de ferro atomizados com água ou atomizados com gás ou pós de ferro reduzido disponibilizados comercialmente, tais como pós de ferro esponja. Camadas eletricamente isolantes preferidas, que podem ser usadas conforme a invenção, são camadas finas contendo fósforo, ou barrei- ras do tipo descrito na U.S. Patente 6 348 265, que está aqui incorporada como referência. Outros tipos de camadas isolantes estão descritos, por e- xemplo, as U.S. Patentes 6 562 458 e 6 419 877. Pós, que tenham partícu- las isoladas e que são materiais de partida adequadas conforme a presente invenção, são, por exemplo, Somaloy®500 e Somaloy®700 disponibilizado pela Hóganás AB, Suécia.

Até aqui resultados muito interessantes foram obtidos com pós tendo partículas brutas, tais pós tendo tamanho médio de partícula entre 106 e 425 μm. Mais especificamente, pelo menos 20% das partículas devem ter, preferivelmente, um tamanho de partícula acima de 212 μm.

O tipo de lubrificante usado na composição do pó de ferro ou à base de ferro é importante e é selecionado das substâncias lubrificantes or- gânicas que vaporizam a temperaturas acima da temperatura ambiente e abaixo da temperatura de decomposição do revestimento inorgânico ou ca- mada eletricamente isolante sem deixar quaisquer resíduos que sejam ve- nenosos para o isolamento inorgânico, ou que possam bloquear os poros e, portanto evitar a subseqüente oxidação de acordo com a invenção. Sabões metálicos, que são usados comumente para moldagem por compactação de pós de ferro ou à base de ferro, deixam resíduos de óxidos metálicos no componente e, portanto, não são adequados. O estearato de zinco, ampla- mente usado, por exemplo, deixa oxido de zinco, que tem um efeito prejudi- cial nas propriedades isolantes de, por exemplo, camadas isolantes conten- do fósforo. Impurezas e traços de metal podem, naturalmente, estar presen- tes no lubrificante usado conforme a invenção.

Substâncias orgânicas adequadas como agentes lubrificantes são álcoois graxos, ácidos graxos, derivados de ácidos graxos, e ceras. E- xemplos de álcoois graxos preferidos são álcool estearila, álcool beenila, e suas combinações. Amidas primárias e secundárias de ácidos graxos satu- rados ou não-saturados podem também ser usadas, por exemplo, esteara- mida, erucila estearamida, e suas combinações. As ceras são preferivelmen- te escolhidas de ceras polialquilenas, tais como etileno bis-estearamida. A- lém disso, é preferido que os lubrificantes estejam presentes na composição a ser compactada de forma particular, embora o lubrificante possa estar pre- sente em outras formas.

A quantidade de lubrificante usada pode variar e é normalmente 0,05-1,5%, preferivelmente 0,05-1,0%, mais preferivelmente 0,05-0,6% em peso da composição a ser compactada. Uma quantidade menor que 0,05% do lubrificante dá uma performance de lubrificação pobre, que pode resultar em superfícies arranhadas do componente ejetado e da parede do molde, bem como uma resistividade elétrica menor do componente compactado principalmente devido à camada de isolamento deteriorada na superfície do componente. Em adição, componentes com superfícies arranhadas apresen- tam um maior grau de poros de superfície bloqueados, que por sua vez evi- tam que o lubrificante vaporize livremente. Conseqüentemente, na fase sub- seqüente, envolvendo oxidação em vapor (= vapor d'água), tais componen- tes pobremente Iubrificados não permitirão facilmente que o vapor penetre e oxide através do corpo compactado. Assim, resultarão uma baixa resistên- cia, bem como uma resistividade elétrica baixa. O isolamento inorgânico e assim a resistividade elétrica do corpo serão melhor protegidas a altas tem- peraturas, se o vapor e a oxidação tiverem penetrado através do corpo antes que ele alcance as temperaturas que possam deteriorar o isolamento inor- gânico. Uma quantidade de mais de 1,5% do lubrificante pode melhorar as propriedades de ejeção, mas geralmente resulta em uma densidade do componente compactado, dando assim uma indução magnética e permeabi- lidade magnética inaceitavelmente baixas.

A compactação pode ser executada à temperatura ambiente ou a uma temperatura elevada. Assim, o pó e/ou o molde podem ser preaque- cidos antes da compactação. Até aqui os resultados mais interessantes fo- ram obtidos quando a compactação foi executada a uma temperatura eleva- da obtida aquecendo-se o molde até uma temperatura controlada e prede- terminada. Adequadamente a temperatura do molde é ajustada para uma temperatura no máximo 60°C abaixo da temperatura de fusão da substância lubrificante usada. Para, por exemplo, estearamida, uma temperatura de molde preferida é de 60=100°C, uma vez que a estearamida funde a apro- ximadamente100°C.

A compactação é normalmente executada entre 400 e 2000 MPa e preferivelmente entre 600 e 1300 MPa.

O corpo compactado é subseqüentemente submetido a trata- mento térmico para remover o lubrificante a uma temperatura acima da tem- peratura de vaporização do lubrificante, mas abaixo da temperatura de de- composição do revestimento/camada isolante inorgânico. Para muitos lubrifi- cantes e camadas isolantes usados atualmente, isto significa que a tempera- tura de vaporização deve ser menor que 500°C e adequadamente entre 200 e 450°C. Até agora os resultados mais interessantes foram obtidos para Iu- brificantes que tenham uma temperatura de vaporização menor que 400°C. O método conforme a presente invenção não é, entretanto, particularmente restrito a essas temperaturas, mas as temperaturas a serem usadas em dife- rentes etapas são baseadas na relação entre a temperatura de decomposi- ção da camada eletricamente isolante e a temperatura de vaporização do lubrificante.

O tratamento de vaporização deve preferivelmente ser conduzi- do em uma atmosfera inerte, tal como nitrogênio. Entretanto, sob certas condições, pode ser interessante vaporizar-se o lubrificante orgânico em uma atmosfera oxidante, tal como o ar. Nesse caso, a vaporização deve ser executada a uma temperatura abaixo daquela onde ocorra uma significativa oxidação da superfície das partículas de ferro ou à base de ferro de modo a evitar o bloqueio dos poros da superfície, que pode capturar o lubrificante não-vaporizado ou deixar produtos prejudiciais ao lubrificante dentro do componente. Isto significa que a temperatura de vaporização, por exemplo, no ar, de lubrificantes usados em conexão com os revestimentos inorgânicos à base de fósforo atualmente usados deve ser menor que 400°C e adequa- damente entre 200 e 350°C. Conseqüentemente, para lubrificantes com al- tas temperaturas de vaporização (acima de cerca de 350°C), a lubrificacão deve ser executada em atmosferas de gás inerte para evitar a pré-oxidação dos poros da superfície.

O corpo Iubrificado é subseqüentemente tratado com vapor a uma temperatura entre 300°C e 600°C. O tempo de tratamento normalmente varia entre 5 e 120 minutos, preferivelmente entre 5 e 60 minutos. Se o tra- tamento com vapor for executado abaixo de 300°C, o tempo para ganhar resistência suficiente pode ser inaceitavelmente longo. Se, por outro lado, o tratamento com vapor do corpo compactado for mantido acima de cerca de 600°C, o isolamento inorgânico pode ser destruído. Assim, o tempo e a tem- peratura de tratamento com vapor são adequadamente decididos pela pes- soa versada na técnica em vista da resistência desejada, do tipo de lubrifi- cante e do tipo de revestimento eletricamente isolante.

O vapor d'água usado preferivelmente na presente invenção pode ser definido como um vapor superaquecido com uma pressão parcial de um. Um efeito melhorado, isto é, período de processamento mais curto ou camadas de oxido mais espessas, seria esperado se o vapor superaque- cido for pressurizado. Para se alcançar os melhores resultados em relação à resistência mecânica, propriedades magnéticas e aparência da superfície do corpo compactado, deve ser tomado cuidado em garantir-se que o vapor não esteja diluído ou contaminado.

Sem estar agregado a qualquer teoria específica, acredita-se que o tratamento com vapor tem um efeito oxidante específico na superfície das partículas à base de ferro. Esse processo oxidante é iniciado na superfí- cie do corpo compactado e penetra na direção do centro do corpo. De acor- do com uma configuração da invenção, o processo oxidante é terminado antes da superfície de todas as partículas terem sido submetidas ao proces- so de oxidação específico. Nesse caso, uma crosta oxidada circundará um núcleo não-oxidado (veja Figura 1). Desde que a resistência mecânica do corpo compactado tenha alcançado um nível aceitável, o tratamento de oxi- dação pode ser encerrado antes que ocorra a oxidação completa através do corpo compactado. Isto sugere a possibilidade de otimizar a resistência me- cânica e a permeabilidade relativa à perda de núcleo. Material oxidado dá uma resistência e permeabilidade melhoradas, mas também aumenta leve- mente as perdas de núcleo.

O processo pode ser executado em fornadas ou como um pro- cesso contínuo em fornos que são disponibilizados comercialmente, por e- xemplo, pela J. B. Furnace Engineering Ltd, SARNES Ingenieure OHG, Fluidtherm Technology P. Ltd., etc.

Como pode ser visto nos exemplos a seguir, componentes de compostos magnéticos macios tendo propriedades notáveis em relação à resistência à ruptura transversal, resistividade elétrica, indução magnética, e permeabilidade magnética podem ser obtidos pelo método conforme a in- venção.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura 1 apresenta seções transversais diferentes de diferen- tes componentes produzidos conforme a presente invenção de Somaloy®500 e Somaloy®700, que são pós de ferro puro disponibilizados pela Hõganás AB, Suécia. As partículas desses pós são isoladas com uma camada con- tendo fósforo. Componentes totalmente oxidados e componentes tendo uma crosta oxidada estão mostrados na Figura 1.

Na Figura 2, é mostrada a análise termogravimétrica dos com- pactos com os diferentes lubrificantes.

Exemplos A invenção é também ilustrada pelos exemplos não-limitativos a seguir;

Exemplo 1

Como material de partida foi usado o Somaloy®700. O material de partida foi misturado com diferentes quantidades (0,2-0,5% em peso) de um lubrificante orgânico, estearamida, conforme a tabela 1.

As formulações diferentes foram compactadas (600-110 MPa) em amostras toroidais tendo um diâmetro interno de 45 mm, um diâmetro externo de 55 mm, e uma altura de 5 mm, e em amostras de Resistência à Ruptura Transversal (amostras TRS) para as densidades especificadas na tabela 1. A temperatura do molde foi controlada até uma temperatura de 80°C e até a temperatura ambiente (amostra E).

Após a compactação as amostras foram ejetadas do molde e submetidas a um tratamento térmico em uma atmosfera de ar por 20 minu- tos a 300°C seguido de tratamento com vapor a 520°C por 45 minutos. Co- mo referência, foi usada uma amostra com 0,3% de estearamida prensada a 800 MPa e submetida a uma única etapa de tratamento térmico ao ar a 520°C por 30 minutos.

A Resistência à Ruptura Transversal foi medida nas amostras TRS conforme a ISO 3995. As propriedades magnéticas foram medidas nas amostras toroidais com 100 voltas de "drive" e 100 voltas de "sense" u- sando-se um gráfico de histerese de Brockhaus. Foi medida a permeabilida- de máxima a um campo elétrico aplicado de 4 kA/m.

Tabela 1

<table>table see original document page 9</column></row><table> <table>table see original document page 10</column></row><table>

Como pode ser visto da tabela 1, valores TRS notavelmente altos e uma alta permeabilidade máxima são obtidos quando os componen- tes (amostras AaG) são tratadas com vapor conforme a presente invenção se comparado com o componente de referência tratado termicamente, que é Apenas tratado termicamente no ar. Além disso, usar-se uma ferramenta de molde não aquecida dá menor densidade com propriedades magnéticas le- vemente piores (amostra E). Exemplo 2

O pó Somaloy®700 foi misturado com 0,4% de estearamida e compactado a 800 MPa usando-se uma temperatura de ferramenta de mol- de de 80°C conforme o exemplo 1 (densidade 7,53 g/cm3). As amostras (D, H e I) foram também submetidas a tratamento térmico em uma atmosfera de gás inerte por 20 minutos a 300°C seguido de tratamento com vapor a várias temperaturas, 300°C, 520°C e 620°C respectivamente.

As propriedades magnéticas e mecânicas foram medidas con- forme o exemplo 1. A resistividade elétrica específica foi medida nas amos- tras toroidais por um método de medição em quatro pontos. A perda total do núcleo foi medida a 1 Tesla e 400 Hz.

Tabela 2

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Como pode ser visto da tabela 2, altos valores de TRS são obti- dos para uma ampla faixa de temperaturas de tratamento térmico em um vapor (300°C a 620°C). Entretanto, baixas temperaturas de tratamento de vapor fornecem menor relaxamento do material, o que resulta numa maior perda de núcleo (amostra H). Uma menor temperatura (< 300°C) resultará em nenhum efeito de oxidação ou tempos de processo inaceitavelmente longos. Em contraste, uma temperatura muito alta deteriorará o revestimento de isolamento e dará uma resistividade inaceitavelmente baixa com proprie- dades magnéticas insuficientes tais como perda de núcleo (amostra I). Exemplo 3

O pó Somaloy®700 foi misturado com 0,5% em peso de estea- ramida, cera EBS, e estearato de Zn, respectivamente, e compactado a 7,35 g/cm3. As amostras (J, KeL) foram também submetidas a um tratamento térmico por 45 minutos no ar a 350°C, e em uma atmosfera de nitrogênio a 440°C, respectivamente. Os componentes Iubrificados foram posteriormente tratados com vapor a 530°C por 30 minutos.

As propriedades magnéticas e mecânicas foram medidas con- forme os exemplos 1 e 2 e resumidas na tabela 3 abaixo.

Tabela 3

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* etileno bis-estearamida (Acrawax®)

Como pode ser visto da tabela 3, a atmosfera e a temperatura na qual a vaporização é conduzida são de grande importância. De acordo com a invenção, o lubrificante deve ser vaporizado e não deixar essencial- mente nenhum resíduo para obter compactos que após o tratamento com vapor tenha tanto alta resistência quanto alta resistividade elétrica.

A estearamida (amostra J) é completamente vaporizada acima de 300°C tanto na atmosfera de gás inerte quanto no ar. A menor temperatu- ra de vaporização possível é preferida uma vez que dá uma resistividade elétrica melhorada e assim diminui a perda de núcleo. A cera EBS (amostra K) não pode ser vaporizada a 350°C no ar, mas é removida do compacto em nitrogênio a mais de 400°C conforme a tabela 3.

Da tabela 3 pode ser visto que lubrificantes incluindo um metal não dão resultados satisfatórios, e que para diferentes lubrificantes orgâni- cos, o tipo de atmosfera e a temperatura são importantes. Para cada combi- nação lubrificante/camada isolante, a atmosfera e a temperatura adequadas podem ser decididas pela pessoa versada na técnica. Exemplo 4

O pó Somaloy®700 foi misturado com 0,3% em peso de álcool beenila (NACOL® 22-98) e compactado a 800 MPa usando uma temperatu- ra de ferramenta de molde de 55°C. As amostras (Μ, N e O) foram também submetidas a um tratamento térmico em uma atmosfera de gás inerte por 30 minutos a várias temperaturas para vaporização do lubrificante conforme a tabela 4 e subseqüentemente tratadas com vapor a 520°C por 45 minutos.

Tabela 4

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As propriedades magnéticas e mecânicas foram medidas con- forme os exemplos 1 e 2.

A tabela 4 mostra a importância do uso de uma correta tempera- tura de vaporização do lubrificante. Uma temperatura de vaporização muito baixa dá uma remoção insuficiente do lubrificante e poros fechados de su- perfície (amostra M). Uma temperatura de vaporização muito alta (amostra O), ao contrário, exporá o revestimento de isolamento na direção da alta temperatura por períodos desnecessariamente longos com menor resistivi- dade elétrica como resultado.

Exemplo 5

O pó Somaloy®700 foi misturado com 0,5% em peso de oito Iu- brificantes diferentes e as amostras foram compactadas a 800 MPa. Os lu- brificantes usados foram álcool beenila, estearamida, etileno bis-estearamida (EBS), erucil-estearamida, amido oléico, cera polietileno (Mw = 655 g/mol; PW655), uma poliamida (0rgasol®3501), e estearato de zinco.

Foi executada uma análise termogravimétrica (TGA) das amos- tras (cada amostra pesando 0,68 g). A TGA mede a mudança de peso em um material em função da temperatura (ou tempo) em uma atmosfera con- trolada. As curvas TGA foram gravadas entre 20 e 500° usando-se uma taxa de aquecimento de 10°C/min em uma atmosfera de nitrogênio e estão des- critas na Figura 2. Como pode ser visto, a vaporização de lubrificantes pro- gride diferentemente para os lubrificantes.

As amostras P, Q, R e S contêm lubrificantes que têm pontos de ebulição relativamente baixos. Esses lubrificantes são removidos principal- mente como vapores e deixam compactos com uma estrutura de poros lim- pa. As amostras T, U e V, por outro lado, contêm lubrificantes que vaporizam a temperaturas maiores que 450°C, e não são, portanto, adequadas para uso nesse caso. O estearato de zinco na amostra W é completamente vapo- rizado abaixo de 450°C, mas deixa resíduos de ZnO. Assim, a amostra W está fora do escopo da presente invenção.

A tabela 5 mostra a faixa de temperatura para vaporização na atmosfera inerte dos diferentes lubrificantes de acordo com o exemplo. As amostras PaS incluem lubrificantes que têm temperaturas de vaporização adequadas para uso em combinação com os pós testados. Tabela 5

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Exemplo 6

O pó Somaloy®700 foi misturado com 0,5% em peso de um lu- brificante organo-metálico conforme a tabela 6, e compactado a 600 MPa usando uma temperatura de ferramenta de molde de 80°C. As amostras fo- ram também submetidas a um tratamento térmico no ar por 20 minutos a 300°C seguido de tratamento com vapor a 520°C por 45 minutos.

As propriedades magnéticas e mecânicas foram medidas con- forme os exemplos 1 e 2 e estão resumidas na tabela 6 a seguir.

Tabela 6

<table>table see original document page 14</column></row><table>

Como pode ser visto da tabela 6, lubrificantes tendo diferentes teores de metal (amostras Χ, Υ, Z), dão menores resistividades elétricas e assim uma maior perda de núcleo que a amostra G, que é preparada com estearam ida.

Exemplo 7

O pó Somaloy®700 foi misturado com 0,5% em peso de cera EBS (Acrawax®) e compactado até 7,35 g/cm3. Uma amostra (AA) foi inici- almente submetida a um tratamento térmico por 45 minutos em uma atmos- fera de nitrogênio a 440°C conforme a invenção. Uma segunda amostra (AB) não foi previamente Iubrificado mas submetida diretamente ao tratamento de vapor conforme o método descrito na U.S. Patente 6 485 579. O tratamento de vapor das amostras foi conduzido a uma temperatura máxima de 500°C por 30 minutos.

Tabela 7

<table>table see original document page 15</column></row><table>

*conforme a descrição da U.S. Patente 6 485 579

Como pode ser observado na tabela 7, a alta resistência mecâ- nica e a resistividade elétrica superior da amostra AA mostra que a lubrifica- ção antes do tratamento com vapor conforme a invenção dá propriedades superiores, enquanto que a amostra AB mostra comparativamente baixa re- sistividade e baixa resistência mecânica. Para o lubrificante usado (um lubri- ficante não contendo metal, no exemplo cera EBS), o sucesso do tratamento com vapor depende da etapa de lubrificação.

Exemplo 8

Nesse exemplo, foi usado o pó Somaloy®500 (disponível da Hóganâs AB, Suécia) com tamanho médio de partícula que o tamanho mé- dio de partícula de Somaloy®700. O Somaloy®500 foi misturado com 0,5% em peso de estearamida ou Kenolube® e compactado a 800 MPa usando uma temperatura de ferramenta de moldagem de 80°C. Duas amostras (AC e AD) foram também submetidas a um tratamento térmico em gás inerte por 20 minutos a 300°C seguido por tratamento com vapor a 520°C por 45 minu- tos conforme a invenção.

As propriedades magnéticas e mecânicas foram medidas con- forme o exemplo 1.

Tabela 8

<table>table see original document page 16</column></row><table>

*conforme a descrição da U.S. Patente 6 485 579

A tabela 8 mostra claramente que componentes produzidos con- forme a invenção a partir de pó de Somaloy®500 mais fino com um lubrifi- cante não contendo metal (amostra AC) pode alcançar alta resistência e perdas de núcleos aceitáveis. Está claro que a amostra AC apresenta me- lhores valores para TRS, resistividade, permeabilidade, bem como perda de núcleo comparado à amostra AD.

Claims

1. Processo para a produção de componentes compósitos mag- néticos macios compreendendo as etapas de: - compactar uma composição de pó em um molde compreen- dendo uma mistura de pó magnético macio, de ferro ou à base de ferro, cu- jas partículas de ferro são rodeadas por um revestimento inorgânico eletri- camente isolante e um lubrificante orgânico em uma quantidade de 0,05 a -1,5% em peso da composição, o mencionado lubrificante orgânico sendo livre de metal e tendo uma temperatura de vaporização menor que a tempe- ratura de decomposição do revestimento; - ejetar o corpo compactado do molde; - aquecer o corpo compactado em uma atmosfera não redutora até uma temperatura acima da temperatura de vaporização do lubrificante e abaixo da temperatura de decomposição do revestimento inorgânico para remover o lubrificante do corpo compactado, e - submeter o corpo obtido a tratamento térmico a uma tempera- tura entre 300°C e 600°C em vapor d'água.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde a compacta- ção é executada a uma temperatura elevada, e opcionalmente com pó pré- aquecido.

3. Processo acordo com a reivindicação 2, onde a compactação é executada a uma temperatura de no máximo 60°C, preferivelmente no má- ximo 40°C, e mais preferivelmente no máximo 30°C abaixo da temperatura do lubrificante ou lubrificantes orgânicos.

4. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1 -3, em que a atmosfera não redutora é um gás inerte ou o ar.

5. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, em que a temperara de vaporização do lubrificante é menor que 500°C, pre- ferivelmente menor que 450°C, e mais preferivelmente menor que 400°C.

6. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, em que a temperatura de vaporização do lubrificante em uma atmosfera oxi- dante é menor que 400°C, preferivelmente menor que 350°C, e mais pre ferivelmente menor que 300°C.

7. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, em que o tratamento térmico em vapor d'água (tratamento com vapor) é e- xecutado a uma temperatura menor que 550°C.

8. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, em que as partículas de núcleo consistem essencialmente de ferro puro.

9. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, em que o revestimento inorgânico que isola as partículas de núcleo inclui fósforo.

10. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1 -9, em que o tamanho médio de partícula das partículas de pó isoladas está entre 106 e 425 μπι.

11. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1- -10, em que pelo menos 20% das partículas de pó isoladas têm um tamanho de partícula acima de 212 μm.

12. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações 1- -11, em que a quantidade de lubrificante é de 0,05 - 1,0, preferivelmente -0,05-0,7, e mais preferivelmente 0,05-0,6% em peso da composição.

13. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, em que o lubrificante é selecionado do grupo consistindo de ami- das primárias e amidas secundárias de ácidos graxos saturados e não- saturados ou suas combinações.

14. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, em que o lubrificante é selecionado do grupo consistindo em álco- ois graxos saturados e não-saturados.

15. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, em que o lubrificante é selecionado do grupo consistindo em este- aramida, erucil-estearamida e álcool beenila.

16. Processo acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, onde o lubrificante é selecionado do grupo consistindo em ceras amida, tais como etileno-bisestearamida.

17. Componente composto magnético macio preparado acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes tendo uma crosta oxida- da e um núcleo não-oxidado.

18. Componente compósito magnético macio tendo uma resis- tência de ruptura transversal de pelo menos 100 MPa, uma permeabilidade de pelo menos 700 e uma perda de núcleo a 1 Tesla e 400 Hz de no máximo 70W/kg.

19. Componente compósito magnético macio tendo uma resis- tência de ruptura transversal de pelo menos 120 MPa1 uma permeabilidade de pelo menos 800 e uma perda de núcleo a 1 Tesla e 400 Hz de no máximo 65W/kg.