Primeiras tiras de liga didímio-ferro-boro obtidas a partir da técnica de strip casting. Espessura e composição química das tiras têm efeito direto no bom desempenho de superímãs
O Instituto de Pesquisas Tecnológicas firmou, no final de 2016, uma parceria junto a Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) para a produção da liga didímio-ferro-boro, elemento essencial para a produção dos chamados superímãs ou imãs permanentes. As primeiras amostras de tiras ou flakes da liga foram obtidas recentemente em escala laboratorial, graças à aquisição de um equipamento único no Brasil, cujo funcionamento objetiva não somente a produção das tiras, como também o estudo de parâmetros de processo para que se obtenha a microestrutura ideal da liga.
O equipamento – que contou com um aporte adicional de R$ 500 mil da CBMM, em um projeto de R$ 2,7 milhões, desenvolvido no âmbito da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii) – opera a partir da técnica de strip casting, que consiste no resfriamento da liga líquida (NdFeBr) desde aproximadamente 1.450°C para rápida solidificação e obtenção de tiras metálicas cuja espessura e composição química têm efeito direto no bom desempenho do imã a ser produzido.
Imagem de microestruturas de tiras de liga didímio-ferro-boro obtidas em por microscopia óptica. É possível observar o tamanho da fase magnética (cor clara) e a distribuição de didímio (cor escura) nas primeiras ligas
“Em uma posterior fase de produção de superímãs, essas tiras serão moídas, e os grãos devem possuir parâmetros adequados de tamanho da fase magnética e distribuição de didímio em seu contorno”, explica João Batista Ferreira Neto, diretor de Centro de Tecnologia de Metalurgia e Materiais do IPT e coordenador do projeto. “Essas características, relacionadas à microestrutura das tiras, dependem de diversos fatores, como a velocidade de resfriamento, composição química da liga, temperatura e fluxo de escoamento do metal, variáveis que podem ser modificadas e estudadas através do equipamento”.
Segundo o pesquisador, o objetivo do projeto, que termina em outubro de 2018, é o domínio do processo de obtenção de ligas otimizadas, que possam ser comparadas em termos de qualidade às importadas, atualmente únicas disponíveis para produção de superímãs. “O que estamos fazendo, na verdade, é o desenvolvimento de know-how de uma etapa importante da cadeia. Sem as ligas com microestrutura e composição adequada, não é possível produzir um bom ímã. Conhecendo os parâmetros, poderemos fazer a transferência de tecnologia para empresas que desejem produzir em escala industrial, com matéria-prima nacional, e assim poder concorrer com o quase monopólio chinês deste mercado”, aponta Ferreira Neto.
Equipamento adquirido pelo IPT permite o resfriamento da liga líquida para rápida solidificação e produção de tiras metálicas de fina espessura
O IPT mantém, atualmente, além da CBMM, parcerias com a Weg, empresa especializada na fabricação e comercialização de motores elétricos, transformadores e geradores eólicos, e a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), capacitada para a produção de superímãs. Outra parceria importante está estabelecida com a Companhia de Desenvolvimento Econômico de Minas Gerais (Codemig), que tem projeto de construção de um laboratório-fábrica de superímãs no estado mineiro, contando com transferência de tecnologia do IPT na obtenção do metal didímio e na produção das ligas.
Com aplicações em turbinas eólicas e motores de alto de desempenho, como os utilizados em eletroeletrônicos, Ferreira Neto explica que os superímãs são produtos importantes para o fornecimento de indústrias de alto valor agregado. “A ideia é unir os elos no desenvolvimento de uma cadeia nacional de produção de superímãs. É um mercado que deve crescer acentuadamente nos próximos anos, alavancado por carros elétricos e por energias renováveis”, finaliza o pesquisador.
