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Abstract:
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Diferentes métodos de processamento de ligas à base de FeCo através da técnica de moldagem de pós por injeção foram estudados com o intuito de otimizar propriedades finais e reduzir o custo de produção. Os fatores analisados foram o uso de pós metálicos na condição elementar e pré-ligada; a introdução do elemento vanádio na liga de FeCo; a análise de duas rotas distintas de extração e sinterização, e por último foram caracterizadas as propriedades magnéticas, mecânicas e elétricas. Os resultados mostraram que o uso do pó na forma elementar permite atingir valores mais altos de densidade, mais adequados para as propriedades magnéticas moles e representa uma redução de custo de material e de processamento para a liga de FeCo. A liga com o elemento vanádio possui propriedades magnéticas inferiores à liga de FeCo quando aplicada freqüência de 0,05 Hz, porém, com o aumento da freqüência, esse resultado é invertido. Esse comportamento é atribuído à resistividade elétrica das ligas de FeCo2V, que apresentaram valores em torno de uma ordem de grandeza maior que a liga de FeCo. Apesar da liga de FeCo não apresentar problemas no processamento devido a sua fragilidade, a adição do elemento vanádio resulta em um aumento de 100% na resistência mecânica. Em relação a custos, a rota de processamento que apresenta as melhores propriedades indica que com o uso de pós elementares, possivelmente uma etapa do processamento poderá ser eliminada. O custo dos pós elementares de Fe e Co é aproximadamente 50% menor que o dos pós pré-ligados FeCo e FeCo2V, e o uso de pós elementares ainda permite o processamento através da rota de menor custo. Foi possível concluir que todos os fatores analisados possuem influência nas propriedades finais das ligas e que o custo de processamento pode ser adequado a cada caso, de acordo com as propriedades requeridas em uma dada aplicação. Different processing methods for FeCo-based alloys were tested for use in the injection molding manufacturing technique, aiming at optimization of the properties of the final product as well as cost reduction. The following parameters were analyzed: the use of either elemental or pre-alloyed metallic powders as precursors; the insertion of vanadium in the FeCo alloy; and two distinct routes for extraction and sintering of molded test parts. The magnetic, mechanical and electrical properties for each set of parameters were characterized. It is shown that the use of elemental powders yield molded objects with higher densities, more suited for soft magnetic applications. Furthermore, it represented a reduction of material and processing costs for the FeCo alloy. Alloys containing vanadium showed inferior magnetic properties at 0.5 Hz, when compared to the pure FeCo alloy. However, for higher frequencies, this relation is inverted, what can be related to the resistivity of FeCo2V, which is about an order of magnitude higher than in the FeCo alloy. FeCo alloys did not show any problem during processing, although addition of vanadium increased by 100% the mechanical strength of the molded parts. Considering the costs, there is an indication that, by using elemental powders, one step of the fabrication process could be eliminated. In conclusion, the use of elemental powders, besides being 50 % cheaper than the pre-alloyed FeCo or FeCo2V powders, also enable the use of a less costly processing route. It was also shown that all analyzed parameters do have an influence on the final properties of the alloys, and therefore, it is important to adequate the processing route to the properties required in each particular application. |
