Pó de ferro e níqueltambém conhecido como pó de níquel-ferro ou pó de Ni-Fe, refere-se a formas de metalurgia do pó de uma liga contendo ferro e níquel. Esse material versátil oferece propriedades exclusivas e é usado em muitos setores e aplicações.
Este guia abrangente fornece os principais detalhes sobre o pó de ferro-níquel em um formato tabular fácil de usar. Exploraremos a composição, as características, os métodos de produção, as aplicações, os fornecedores e outras especificações técnicas do pó de ferro-níquel. Seja você um fabricante, comprador, engenheiro ou pesquisador, este é o recurso ideal para tudo o que você precisa saber sobre essa liga em pó multiuso.
Visão geral do pó de ferro-níquel
O pó de ferro e níquel é composto principalmente de ferro e níquel, com pequenas quantidades de outros elementos de liga. Sua natureza é metálica e magnética. As partículas de pó são finas e de formato esférico.
Algumas das propriedades excepcionais desse material incluem alta permeabilidade, baixa coercividade, boa usinabilidade e excelente resistência à corrosão. Essas características tornam o pó ideal para uso em blindagem eletromagnética, aplicações magnéticas suaves, brasagem, soldagem e muito mais.
Esta seção apresentou uma breve introdução ao pó de ferro-níquel. As tabelas abaixo abrangem a composição, as propriedades, as aplicações, as especificações e outros detalhes em um formato conveniente.
Composição do pó de ferro-níquel
A composição típica do pó de ferro-níquel é:
| Elemento | Faixa de composição |
|---|---|
| Ferro (Fe) | 35% – 80% |
| Níquel (Ni) | 20% – 65% |
| Molibdênio (Mo) | 0% – 5% |
| Cobre (Cu) | 0% – 2% |
A proporção de ferro e níquel pode ser ajustada com base nas propriedades desejadas do material e nos requisitos de desempenho. Os tipos específicos de ligas têm composições padronizadas definidas por várias sociedades e organizações de padrões.
O pó também pode conter pequenas quantidades de impurezas e elementos residuais coletados durante o processo de produção. A composição pode ser controlada com precisão por meio do design do atomizador e de ajustes nos parâmetros de fusão, mistura e combinação.
Características e propriedades do pó de ferro-níquel
O pó de ferro-níquel possui uma combinação exclusiva de propriedades químicas, elétricas, magnéticas, mecânicas e físicas. A tabela abaixo resume as principais características:
| Propriedades | Detalhes |
|---|---|
| Estado físico | Pó sólido |
| Cor | Cinza metálico |
| Estrutura cristalina | Cúbico |
| Densidade | 8,0-9,2 g/cm3 |
| Ponto de fusão | 1400-1455°C |
| Temperatura de Curie | 280-350°C |
| Resistividade | 94-160 μΩ.cm |
| Permeabilidade | 600-20,000 μ |
| Densidade do fluxo de saturação | 0.6-1.1 T |
| Remanescência | 0.7-0.95 T |
| Coercividade | 2,5-64 A/m |
| Condutividade térmica | 21-80 W/m.K |
| Resistência à oxidação | Regular a bom |
| Resistência à corrosão | Excelente |
| Usinabilidade | De bom a excelente |
As propriedades podem ser ajustadas por meio do controle da composição, do tamanho do pó, da forma, da porosidade, do processamento e dos parâmetros da peça final. O material oferece uma combinação inigualável de comportamento magnético suave, resistividade modesta, boas características térmicas e resistência à corrosão.
Métodos de produção de pó de ferro-níquel
O pó de ferro-níquel pode ser produzido por vários métodos. A tabela abaixo descreve as técnicas comuns de produção:
| Método | Detalhes |
|---|---|
| Atomização de gás | A liga derretida é despejada através do bocal e desintegrada por jatos de gás de alta pressão em pó fino |
| Atomização da água | Fluxo fundido quebrado em gotículas por jatos de água de alta velocidade |
| Processo de eletrodo rotativo | Material fundido expelido do eletrodo giratório por força centrífuga |
| Processo de carbonila | Decomposição térmica de carbonilos metálicos, seguida de cominuição |
| Liga mecânica | Soldagem a frio repetida e fratura de partículas de pó em um moinho de bolas |
A atomização com gás e a atomização com água são os métodos mais usados. O primeiro permite melhor controle sobre a distribuição do tamanho das partículas. A liga mecânica é usada principalmente para graus especiais que exigem composições personalizadas.
Aplicações do pó de ferro-níquel
O pó de ferro-níquel é utilizado em uma gama diversificada de aplicações que abrangem vários setores. Os principais usos são:
| Aplicativo | Detalhes |
|---|---|
| Ímãs macios | A alta permeabilidade e a baixa coercividade permitem uma magnetização/desmagnetização eficiente |
| Blindagem eletromagnética | Absorve a interferência EMI/RFI em uma ampla faixa de frequência |
| Soldagem/brasagem | A excelente resistência à oxidação facilita a união de materiais |
| Moldagem por injeção de metal | Ideal para a fabricação de peças complexas em formato de rede |
| impressao 3D | Imprima componentes complexos com funcionalidade magnética |
| Atuadores eletromagnéticos | Usado em solenoides, motores, geradores e sensores |
| Dispositivos de micro-ondas | Núcleos, circuladores, isoladores, filtros |
| indutores/transformadores | Ligação de fluxo magnético eficiente para componentes elétricos |
| Peças estruturais sinterizadas | Alta dureza e resistência após compactação e sinterização |
Os pós podem ser compactados em vários formatos e sinterizados para obter compostos magnéticos macios para dispositivos de indução, atuadores, motores elétricos, antenas e equipamentos semelhantes. A resistência à corrosão permite o uso em ambientes agressivos.
Especificações do pó de ferro-níquel
O pó de ferro-níquel está disponível em várias faixas de tamanho, composições e outras especificações adaptadas a diferentes técnicas e aplicações de produção. Os parâmetros típicos são fornecidos abaixo:
Tamanhos de pó de ferro-níquel
| Tamanho da malha | Diâmetro da partícula |
|---|---|
| -140+325 malhas | 44-105 μm |
| -325 malhas | <44 μm |
| Malha -100+400 | 20-149 μm |
| 10-50 μm | 10-50 μm |
Estão disponíveis faixas de tamanho mais estreitas e distribuições de partículas personalizadas. Os pós mais finos proporcionam maior resistência e densidade verde, enquanto os pós mais grossos melhoram a fluidez.
Composições de pó de ferro-níquel
| Grau | Ferro % | % Níquel | Outros elementos |
|---|---|---|---|
| FN-020 | 35-40% | Equilíbrio | Pequenas quantidades de Mo, Cu, Mn, Si, C |
| FN-024 | 40-45% | Equilíbrio | ” |
| FN-027 | 45-50% | Equilíbrio | ” |
| FN-050 | 35-40% | Equilíbrio | 1-5% Mo |
| FN-052 | 40-45% | Equilíbrio | 1-5% Mo |
| FN-055 | 45-50% | Equilíbrio | 1-5% Mo |
| FN-077 | 52-57% | Equilíbrio | ” |
| FN-080 | 57-62% | Equilíbrio | ” |
Outras composições de nicho são fabricadas para aplicações magnéticas especiais, de brasagem, de soldagem e de alta temperatura.
Padrões de pó de ferro e níquel
Principais padrões de pó de ferro e níquel:
- ASTM B833 - Especificação padrão para ligas magnéticas macias à base de ferro-níquel para metalurgia do pó (PM)
- ISO 4491 Pós metálicos - Determinação do teor de oxigênio por métodos de redução
- ISO 4490 Pós metálicos - Determinação do teor de hidrogênio - Método de condutividade térmica por fusão de gás inerte
- Norma MPIF 56 - Propriedades e terminologia dos produtores de materiais magnéticos
Preços de ferro-níquel em pó
| Grau de pó | Faixa de preço |
|---|---|
| -325 Malha | $7 - $11 por kg |
| -140 + 325 Malha | $8 - $12 por kg |
| 10-50 μm | $15 - $20 por kg |
| Esférico | $25 - $35 por kg |
Os preços variam de acordo com a composição, a forma, a faixa de tamanho, a quantidade, o fabricante e a região geográfica. Os graus personalizados são mais caros.
Manuseio e segurança do pó de ferro-níquel
Procedimentos recomendados de manuseio e práticas de segurança para pó de ferro-níquel:
- Use ferramentas à prova de faíscas e equipamentos à prova de explosão
- Evite a formação de poeira e fontes de ignição
- Garantir ventilação adequada e proteção respiratória
- Mantenha-o afastado do calor, de chamas e de substâncias incompatíveis, como oxidantes
- Recipientes moídos e equipamentos de transferência de pós
- Armazene os recipientes fechados em uma área fresca e seca, longe da umidade
Use o EPI adequado e siga as precauções da ficha de dados de segurança. O manuseio e a manutenção adequados minimizam os riscos de incêndios, explosões e riscos à saúde.
Inspeção e teste de pó de ferro e níquel
A qualidade do pó de ferro-níquel é avaliada por meio de procedimentos de teste padronizados:
| Método de teste | Parâmetro medido |
|---|---|
| Análise de peneira | Distribuição do tamanho das partículas |
| Densidade aparente | Densidade de empacotamento do pó |
| Densidade da torneira | Densidade estabelecida após a batida |
| Medidor de vazão Hall | Taxa de fluxo de pó |
| SEM, microscopia óptica | Morfologia da partícula |
| XRF, ICP-OES | Composição química |
| Fusão de gás inerte | Teor de oxigênio e nitrogênio |
| Porosimetria de mercúrio | Porosidade |
| Magnetômetro de amostra vibratória | Propriedades magnéticas |
Atender aos requisitos de especificação para composição, características do pó, microestrutura e desempenho é fundamental para o controle de qualidade e a aceitação do lote.
Vantagens e limitações do pó de ferro-níquel
| Vantagens | Limitações |
|---|---|
| Propriedades magnéticas ajustáveis | Densidade de fluxo de saturação menor do que a das ferritas ou dos pós de Fe |
| Possibilidade de altas permeabilidades | Requer cuidado no manuseio e no processamento |
| Excelente usinabilidade e conformabilidade | Complexidade da forma limitada no processamento de pó |
| Resistente à oxidação e à corrosão | Não é adequado para aplicações com baixa perda de núcleo |
| Ampla gama de composições disponíveis | Mais caro que o pó de ferro |
| Boa resistência ao desgaste | Frágil após a sinterização se a porosidade não for controlada |
| Distribuições e formatos de partículas personalizados |
Ao compreender os recursos e as restrições do material, ele pode ser implementado de forma eficaz dentro das restrições do projeto. A pesquisa e o desenvolvimento contínuos expandem ainda mais as possibilidades e as aplicações desse pó multifuncional.
Perguntas frequentes
O que é pó de ferro e níquel?
O pó de ferro-níquel é um pó metálico composto principalmente de ferro e níquel, fabricado por meio de atomização de gás, atomização de água ou outras técnicas de produção de pó. É usado para aplicações magnéticas suaves, soldagem, brasagem e outras áreas.
Como o pó de ferro e níquel é fabricado?
Os métodos comuns de produção são a atomização de gás, a atomização de água e a liga mecânica. O processo geralmente começa com a fusão por indução de uma liga com a composição desejada, seguida pela desintegração do fluxo fundido em gotículas finas que se solidificam em partículas de pó.
Qual é o conteúdo do pó de ferro e níquel?
O pó de ferro-níquel típico contém 35-80% de ferro, 20-65% de níquel e pequenas quantidades de molibdênio, cobre e outros elementos residuais. As composições específicas são formuladas com base em requisitos magnéticos, mecânicos e de outras propriedades.
O pó de ferro e níquel é ferromagnético?
Sim, o pó de ferro-níquel apresenta comportamento ferromagnético, o que significa que pode ser magnetizado ou atraído por campos magnéticos. Ele tem alta permeabilidade inicial e baixa coercividade. Isso o torna adequado para aplicações como blindagem eletromagnética, indutores, transformadores e motores elétricos.
Para que é usado o pó de ferro e níquel?
Os principais usos incluem ímãs macios, blindagem eletromagnética, soldagem, brasagem, moldagem por injeção de metal, impressão 3D, atuadores, componentes de micro-ondas, indutores e peças estruturais sinterizadas nos setores automotivo, aeroespacial, eletrônico e outros.
Quais são as vantagens do pó de ferro e níquel?
As principais vantagens incluem propriedades magnéticas ajustáveis, excelente usinabilidade e conformabilidade, boa resistência à corrosão e à oxidação, capacidade de personalizar a composição e as características do pó e recursos para a fabricação de peças complexas por meio de prensagem e sinterização.
Quais são as desvantagens do pó de ferro e níquel?
As limitações incluem densidade de fluxo de saturação mais baixa do que a ferrita ou os pós de ferro, manuseio e processamento mais difíceis, complexidade de forma restrita no processamento de pó, inadequação para usos com baixa perda de núcleo, fragilidade após a sinterização se a porosidade não for controlada adequadamente e custo mais alto do que o pó de ferro puro.