SELECCION Y COMPONENTES PARA LA FABRICACION DE MAGNETOS

¿Que material debe escoger?

Hoy en día gracias a la diversidad de materiales para imanes permanentes, podemos encontrar uno que se adapte a casi cualquier necesidad.
Gracias a los muchos grados de materiales, puede cumplirse con las rigurosas demandas de estabilidad, desempeño y flujo de algunas industrias.
Al escoger un material, debemos considerar varias propiedades, tales como:
Flujo residual
Máxima temperatura de trabajo
Costo
Resistencia a la corrosión
Estabilidad Magnética
Limitaciones de tamaño y peso

Los materiales para producir imanes permanentes son muchos, pero solo son cuatro los manufacturados comercialmente.
Estos cuatro son: Alnico, Ferrita u Oxido Ferrico, Samario-Cobalto y Neodimio. Cada uno de estos se produce en grados y figuras diferentes, estos grados y sus respectivas propiedades se encuentran más adelante en las hojas de datos.

La mayoría de los materiales son anisotrópicos. Los imanes anisotrópicos tienen propiedades magnéticas mayores que los imanes isotrópicos. En la producción, los imanes anisotrópicos pueden tener una dirección predeterminada de magnetización. La ventaja de los materiales isotrópicos es la posibilidad de magnetizarlos en cualquier dirección, característica fundamental para los modelos más complejos.

Comparando el comportamiento magnético.

El método mas simple para catalogar los diferentes tipos de materiales magnéticos y sus grados, es comparando el máximo nivel de magnetización que estos alcanzan (BHmax).


Material MGO Kj/M3
Ferrita (anisotropico) 3.3 26
Alnico (anisotropico) 5.3 42
Samario-Cobalto(1:5) 18 144
Samario-Cobalto(2:17) 25 200
Neodimio 30 240

Esta tabla describe los valores típicos:


Material .
Ferrita (anisotropico) 100 mT (1000 gauss)
Alnico (anisotropico) 130 mT
Samario-Cobalto(1:5) 270 mT
Samario-Cobalto(2:17) 320 mT
Neodimio 410 mT

Perdidas debido a la temperatura.


Material .
Ferrita (anisotropico) -0.2 %/oC
Alnico (anisotropico) -0.02 %/oC
Samario-Cobalto(1:5) -0.04 %/oC
Samario-Cobalto(2:17) -0.03 %/oC
Neodimio -0.12 %/oC

Maxima temperatura de trabajo.


Material .
Ferrita (anisotropico) 300 oC
Alnico (anisotropico) 525 oC
Samario-Cobalto(1:5) 250 oC
Samario-Cobalto(2:17) 300 oC
Neodimio 80 oC

Estabilidad Magnética

La temperatura afecta la estabilidad magnética, pero también los imanes son expuestos a fuerzas magnéticas externas, estos campos magnéticos pueden cambiar también la estabilidad magnética. La siguiente tabla describe cuanto afecta un campo magnético externo a la estabilidad del imán.


Material .
Ferrita (anisotropico) Mínimo
Alnico (anisotropico) Mucho
Samario-Cobalto(1:5) Mínimo
Samario-Cobalto(2:17) Poco Mínimo
Neodimio Poco Mínimo

Resistencia a la corrosión en un imán no recubierto.


Material .
Ferrita Excelente
Alnico Buena
Samario-Cobalto Excelente
Neodimio Mala

Costo de fabricación.

El costo de fabricación de los imanes permanentes esta ciertamente influenciado por la forma del imán, pero domina el costo del material. La siguiente tabla describe aproximadamente el costo de los imanes en los materiales antes mencionados.


Material Costo Factor Múltiple
Ferrita (anisotropico) Bajo 1
Alnico (anisotropico) Alto 10
Samario-Cobalto(1:5) Muy Alto 15
Samario-Cobalto(2:17) Extremadamente Alto 20
Neodimio Medio 8


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Formas y/o figuras

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Descripción y características.

Los imanes rectangulares, redondos, redondos perforados y los segmentos son los mas comunes entre los imanes prensados.

Estos pueden fabricarse a un costo razonable.




Además los imanes permanentes se pueden fabricar en formas diferentes a las anteriormente mencionadas. La forma debe determinarse antes del prensado y un cambio posterior de la misma sólo es posible por medio de complicados procesos con cabezales de diamante. Lo mismo es valido para perforaciones, muescas, biseles y avellanados; además de todas las operaciones de calado, perforado, etc., que sólo pueden realizarse en la dirección del prensado. En los imanes anisotrópicos, se pueden hacer pequeñas perforaciones, muescas, etc., transversalmente a la dirección de la magnetización.

Proceso de fabricación de los imanes permanentes.

Usualmente se prensan los imanes cuadrados en una matriz, después se sinterizan (tratamiento termico), en caso necesario se rectifican a mayores tolerancias. En algunos casos es necesario rectificar los imanes por todos los lados, para cumplir con las tolerancias de peso y dimensiones.

Estos pasos de fabricación deben ser efectuados cuidadosamente, debido a los altos grados de dureza y fragilidad de los materiales. Si fuese necesario rectificar todos los lados de un imán, se recurre habitualmente al corte, eso si, dependiendo de las dimensiones que deberán rectificarse.