Estudo da influência do processo de corte por cisalhamento nas propriedades magnéticas e mecânicas das chapas de aço silício GNO N030-16

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ferreira, Jandir Caetano
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Aço elétrico (Propriedades Magnéticas); Aço (Tratamento térmico); Resistência ao cisalhamento; Materiais granulados - Permeabilidade
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/946

Os aços elétricos de grão não orientado (GNO) são parte importante do núcleo de motores dos veículos elétricos ou híbridos, sendo esses, integrantes de um mercado que cresce exponencialmente e movimenta milhões de dólares por ano. Para aplicações em motores, esse aço é submetido a um processo de corte que pode ser feito por cisalhamento em guilhotina ou estampagem, que promove alterações estruturais na chapa provocadas pelo corte mecânico. O ajuste inadequado da folga de corte entre as lâminas da guilhotina ou entre matriz e estampo aumenta a área afetada pelo corte e as perdas magnéticas do aço, reduz a eficiência eletromagnética e aumenta os custos associados à aplicação. A fim de estudar a influência da folga de corte e da quantidade de cortes sobre as perdas magnéticas, amostras com 30 mm de largura de um aço GNO foram recortadas em duas e em quatro partes, gerando tiras com larguras de 15 mm e 7,5 mm, respectivamente. Uma guilhotina foi utilizada para este trabalho e as folgas de 0,01 mm e 0,03 mm foram ajustadas. As regiões de corte das lâminas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e microdureza, e tiveram suas propriedades magnéticas avaliadas. O MEV mostrou que o corte produz uma deformação plástica na região próxima à borda que se estende até 118 µm para o interior do material, quando a folga é maior. Os resultados das análises magnéticas indicaram que as perdas magnéticas totais foram maiores em todos os cenários de indução e frequência quando se empregou a folga de 0,03 mm em comparação a de 0,01 mm. Quando comparada a evolução das perdas em relação ao número de cortes, a 1 T e 400 Hz, foi verificado que a lâmina segmentada em quatro partes de 7,5 mm apresentou 45% mais perdas que a lâmina não segmentada (30 mm), enquanto para a mesma polarização e a 60 Hz, houve 39% de diferença. Sendo assim, frequências mais altas, mais segmentações da lâmina e folgas de corte maiores produziram maiores perdas. Parâmetros como coercividade (Hc), remanência (Jr) e permeabilidade relativa (µr) também foram consideravelmente afetados negativamente. Mediante análise das componentes das perdas, foi observado que a perda por histerese foi significativamente mais afetada que a parasita e em excesso, portanto, o presente trabalho mostra o papel fundamental das deformações plásticas sobre as propriedades magnéticas do material, indicando que o corte provoca mudanças na estrutura cristalina da chapa, e compromete o acoplamento magnético entre os átomos magneticamente ativos daquela região, o que reduz o desempenho dos aços elétricos.