El magnetismo desempeña un papel crucial en muchas aplicaciones industriales, especialmente en el manejo de materiales de acero. Dos conceptos importantes en este campo son la magnetización residual y los circuitos residuales. Este artículo explora estos fenómenos, sus efectos en los diferentes tipos de acero y los métodos para abordarlos en la práctica.
Cuando se aplica un campo magnético positivo, los iones magnéticos comienzan a alinearse.
Cuanto más fuerte es el campo magnético, más estrecha es esta alineación. Cuando todos los iones están dispuestos en la misma dirección, se habla de saturación magnética (punto b).
Cuando se elimina el campo magnético externo, los iones no regresan por completo a su estado aleatorio original. Como resultado, queda una magnetización residual en el material, un efecto conocido como remanencia (punto c en la Figura 3).
MAGNETISMO RESIDUAL
El magnetismo residual se define como la cantidad de magnetización que permanece después de eliminar el campo magnético externo. En otras palabras: el valor de la densidad de flujo retenida por el material magnético se denomina magnetismo residual, y la capacidad del material para retener este magnetismo se llama retentividad.
Gauss es una unidad de medida para la densidad de flujo magnético. Fue nombrada en 1936 en honor al matemático y físico alemán Carl Friedrich Gauß. Sin embargo, en el Sistema Internacional de Unidades (SI), el Tesla (símbolo T) se utiliza como unidad para la densidad de flujo magnético.
1 Tesla = 10.000 Gauss
| Intensidad de campo (Gauss) | Efecto |
|---|---|
| >200 | Imán permanente |
| ~20–40 | El clip se adhiere |
| >15 | Se adhieren pequeñas piezas de metal |
| >10 | Se adhieren pequeñas virutas de metal |
| >4 | Se adhiere el polvo metálico |
| ~40–50 | Interfiere con la soldadura por arco |
| ~0,3–0,6 | Intensidad del campo terrestre |
ACERO CON ALTO Y BAJO CONTENIDO DE CARBONO
Los aceros con bajo contenido de carbono tienen una histéresis baja y su magnetismo residual es débil. Este magnetismo residual no es estable y se descompone por sí solo.
Los aceros con alto contenido de carbono ("aceros para herramientas"), como los que se encuentran en cojinetes, engranajes o cuchillas, retienen significativamente más magnetismo residual. Tienden a generar circuitos residuales, lo que, en determinadas circunstancias, requiere un entrehierro en las piezas polares para que la pieza se despegue de forma eficiente.
Circuito residual: Un fenómeno temporal
Un circuito residual es un estado temporal que se produce principalmente en aceros con alto contenido de carbono. Crea un circuito de flujo magnético autosostenible, incluso cuando el imán está apagado. En este caso, el flujo magnético sigue un circuito cerrado: desde el polo norte del imán permanente, a través del material de acero, de vuelta al polo sur.
A diferencia del magnetismo residual, un circuito residual desaparece tan pronto como la pieza se separa del imán. Sin embargo, puede causar problemas al soltar piezas en el manejo magnético.
Tipos de acero y sus propiedades magnéticas
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Acero al carbono (A36, A529, A572, 1020, 1045, 4130)
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Acero bajo en carbono (0,05–0,25 % C): Baja histéresis, magnetismo residual débil e inestable
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Acero medio en carbono (0,29–0,54 % C): Propiedades magnéticas medias
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Acero alto en carbono (0,55–0,95 % C): Magnetismo residual más fuerte, propenso a circuitos residuales
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Aceros aleados (4140, 4150, 4340, 9310, 52100)
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Magnetismo residual y circuitos residuales posibles
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Aceros para herramientas (D2, H13, M2)
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Magnetismo residual y circuitos residuales posibles
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Aceros inoxidables
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Serie 300: No magnéticos
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Serie 400: Reducción significativa del efecto magnético
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Aceros de ultra alta resistencia (UHSS)
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Dureza excepcional (50–65+ HRC) y alto límite elástico
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Las variantes martensíticas y TWIP pueden contener hasta un 0,8 % de carbono → Fenómenos de circuito residual
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Pueden provocar desgaste en las superficies de agarre magnéticas
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MANEJO DEL MAGNETISMO RESIDUAL Y LOS CIRCUITOS RESIDUALES
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Vibración
Las vibraciones y los golpes durante el manejo pueden devolver los dominios magnéticos a su patrón natural y desordenado.
Una pequeña pieza de acero puede desmagnetizarse por vibración. A veces, incluso el movimiento o la manipulación de una pieza en una cinta transportadora es suficiente para eliminar el magnetismo residual existente.
Calor
El calor generado en procesos como el conformado en caliente, estampado en caliente, soldadura, hornos de pintura, procesos de mecanizado, temple por alta frecuencia y tratamientos térmicos a menudo puede eliminar el magnetismo residual que queda después del manejo con una pinza magnética.
Todos los ferromagnéticos poseen una temperatura de Curie, que es la temperatura a la que las propiedades ferromagnéticas desaparecen debido a la excitación térmica. A esta temperatura, los átomos del material vibran tan intensamente que las diminutas zonas magnéticas dentro del material, llamadas dominios, pierden su alineación.
Desmagnetizador (Degausser)
Un desmagnetizador es una bobina eléctrica (solenoide) que funciona con corriente y se puede utilizar para desmagnetizar materiales magnéticos.
Está disponible en muchas versiones para satisfacer diversas necesidades industriales, incluidos desmagnetizadores de herramientas, dispositivos manuales, modelos de lápiz y dispositivos de mesa.
En todos los casos, la corriente genera un campo magnético cuya intensidad y polaridad cambian para reordenar los iones en la pieza de trabajo y, por lo tanto, eliminar la magnetización.
Entrehierros
En el caso de los circuitos residuales, la introducción de un entrehierro o de un material no ferroso entre los polos del imán y el acero puede interrumpir el circuito.
Revestimientos especiales
Para aceros con alto contenido de carbono propensos a los circuitos residuales, Magswitch ofrece recubrimientos para piezas polares para mejorar el desprendimiento de las piezas.
Superficies resistentes al desgaste
En materiales UHSS, las almohadillas de desgaste sacrificiales especialmente diseñadas pueden proteger las superficies de las pinzas magnéticas.
CONCLUSIÓN
La comprensión del magnetismo residual y los circuitos residuales es crucial para el manejo eficiente de materiales de acero en aplicaciones industriales.
Mientras que los aceros con bajo contenido de carbono suelen plantear pocos problemas, los aceros con alto contenido de carbono y los aceros para herramientas requieren mucha más atención.
Sin embargo, mediante el uso de técnicas y tecnologías adecuadas, estos fenómenos magnéticos pueden controlarse eficazmente, garantizando un flujo de trabajo fluido en el manejo y procesamiento del acero.
Para soluciones específicas relacionadas con el magnetismo residual o los circuitos residuales, póngase en contacto con nuestros expertos en manejo magnético, quienes pueden analizar todo su proceso y recomendar enfoques personalizados.
Los ingenieros de aplicaciones de Magswitch estarán encantados de ayudarle a desarrollar una solución para su aplicación, comprendiendo su proceso de principio a fin.
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Nuestro equipo de expertos está a su disposición para cualquier pregunta o consulta. Además, puede consultar nuestro catálogo para ver cómo se utilizan las pinzas magnéticas Magswitch en diversas industrias y aplicaciones.
