Los procesos de recocido de los imanes de Alnico, incluido el recocido de alivio de tensión y el recocido de rendimiento, son cruciales para optimizar sus propiedades magnéticas y su estabilidad mecánica.

1. Recocido para alivio de tensiones

Objetivo :
Eliminar tensiones residuales generadas durante procesos de fabricación como fundición, forja, mecanizado o soldadura, mejorando así la estabilidad dimensional y reduciendo el riesgo de agrietamiento o deformación.

Parámetros clave del proceso :

• Rango de temperatura : Generalmente se realiza a temperaturas inferiores a la temperatura crítica (Ac1) de la aleación, generalmente entre 400 y 650 °C . Para piezas de paredes delgadas o de fácil deformación, la temperatura puede ser inferior (p. ej., 500-550 °C para piezas soldadas).
• Velocidad de calentamiento : El calentamiento lento es esencial para evitar la introducción de nuevas tensiones. Por ejemplo, las piezas pueden cargarse a ≤300 °C y calentarse a ≤100–150 °C/h.
• Tiempo de espera : Depende del grosor y la complejidad de la pieza. Para piezas soldadas, lo habitual es de 2 a 4 horas ; para componentes de precisión, como manguitos o ejes de alta precisión, el tiempo de espera puede alcanzar de 10 a 12 horas .
• Método de enfriamiento : Se prefiere el enfriamiento en horno (FC) para asegurar una relajación gradual de la tensión. Para algunas piezas, puede ser aceptable enfriarlas a 300 °C en el horno, seguido de enfriamiento por aire.

Mecanismo :
Las tensiones residuales surgen de la deformación plástica no uniforme durante la fabricación. El recocido de alivio de tensiones promueve el flujo plástico localizado a temperaturas elevadas, lo que permite la reorganización de las dislocaciones y la disipación de las tensiones sin alterar significativamente la microestructura del material.

2. Recocido de rendimiento (recocido magnético)

Objetivo :
Optimizar las propiedades magnéticas de los imanes de Alnico, como la remanencia (Br) , la coercitividad (Hc) y el producto de energía máxima ((BH)max) , logrando una microestructura preferida (por ejemplo, estructuras espinodales alineadas en Alnico anisotrópico).

Parámetros clave del proceso :

• Rango de temperatura:
  • Tratamiento de solución (homogeneización) : generalmente se lleva a cabo a 1200–1300 °C para disolver las fases secundarias en una solución sólida de una sola fase.
  • Descomposición espinodal (envejecimiento) : después del enfriamiento, la aleación se envejece a 600–650 °C durante 4–24 horas para formar una estructura espinodal periódica, que mejora las propiedades magnéticas.
  • Envejecimiento en múltiples etapas : para algunos grados, se pueden utilizar múltiples pasos de envejecimiento a temperaturas decrecientes (por ejemplo, 700 °C → 650 °C → 600 °C ) para refinar la microestructura.
• Velocidad de calentamiento : Controlada para evitar el choque térmico. Por ejemplo, es común calentar a 800–850 °C en dos etapas (lenta → rápida).
• Método de enfriamiento:
  • Enfriamiento : Después del tratamiento en solución, a menudo se requiere un enfriamiento rápido (por ejemplo, en agua o aceite) para "congelar" la microestructura de alta temperatura.
  • Enfriamiento por envejecimiento : durante el envejecimiento se utilizan enfriamiento en horno o velocidades de enfriamiento controladas (por ejemplo, ≤50 °C/h por encima de 350 °C ) para evitar transformaciones de fase prematuras.
• Aplicación del campo magnético : para el Alnico anisotrópico, se aplica un campo magnético fuerte (por ejemplo, 1250–4000 Oe ) durante el enfriamiento o envejecimiento para alinear los dominios espinodales, mejorando las propiedades magnéticas direccionales.

Mecanismo :
El recocido de alto rendimiento se basa en la descomposición espinodal , una transformación de fase en la que una solución sólida homogénea se separa en dos fases interpenetrantes con una estructura periódica. Esta microestructura proporciona una baja energía de anisotropía magnética, lo que permite una alta remanencia y coercitividad al alinearse bajo un campo magnético.

3. Comparación de parámetros del proceso

4. Consideraciones prácticas

• Recocido para alivio de tensiones:
  • A menudo se realiza después del mecanizado o la soldadura para garantizar la estabilidad dimensional.
  • La temperatura debe controlarse cuidadosamente para evitar el envejecimiento excesivo, que podría degradar las propiedades magnéticas.
• Recocido de rendimiento:
  • Fundamental para lograr un alto rendimiento magnético en Alnico.
  • Requiere un control preciso de la temperatura, el tiempo y las velocidades de enfriamiento para optimizar la estructura espinodal.
  • Los grados anisotrópicos exigen una alineación del campo magnético durante el envejecimiento, lo que agrega complejidad al proceso.

5. Ejemplo de proceso para Alnico anisotrópico (p. ej., Alnico 5)

1. Tratamiento de solución : Calentar a 1250 °C en un campo magnético (≥1250 Oe), mantener durante 2 horas y luego enfriar en agua.
2. Envejecimiento : Calentar a 600 °C en un campo magnético (≥3000 Oe), mantener durante 24 horas y luego enfriar en el horno a temperatura ambiente.
3. Alivio de tensiones (opcional) : si se requiere mecanizado después del envejecimiento, realice un recocido de alivio de tensiones a baja temperatura a 500–550 °C durante 2 a 4 horas .

Conclusión

El recocido de alivio de tensiones y el recocido de rendimiento cumplen funciones distintas en la producción de imanes de Alnico. El primero se centra en la estabilidad mecánica mediante la relajación de tensiones a baja temperatura, mientras que el segundo optimiza las propiedades magnéticas mediante la descomposición espinodal a alta temperatura y la alineación de fase. Comprender estas diferencias es esencial para seleccionar el proceso de recocido adecuado según el rendimiento deseado y los requisitos de la aplicación.