Imã de samário cobalto

Imã de samário cobalto

SmCo5 e Sm2Co17: o que muda entre as duas famílias

As duas séries comerciais nascem de composições distintas e não são intercambiáveis. O SmCo5 tem estrutura mais simples, coercividade intrínseca elevada por unidade de energia e teto de trabalho por volta de 250 °C; costuma aparecer em peças pequenas, sensores e aplicações onde o circuito magnético é muito aberto. O Sm2Co17 incorpora ferro, cobre e zircônio à liga, entrega produto energético maior e sustenta operação contínua de 300 °C a 350 °C, sendo a escolha padrão em servomotores, acoplamentos e equipamentos magnéticos expostos a calor de processo. Ambas compartilham a temperatura de Curie alta, entre cerca de 720 °C e 800 °C, mas esse número é um limite físico de perda total de magnetização e nunca deve ser confundido com a temperatura de trabalho admissível, que é muito menor e depende do ponto de operação.

• SmCo5: 16 a 25 MGOe, trabalho até cerca de 250 °C, alta coercividade relativa.
• Sm2Co17: 24 a 32 MGOe, trabalho de 300 °C a 350 °C, maior teor de cobalto e custo maior.
• Coeficiente de temperatura da remanência próximo de -0,03 %/°C no 2:17, contra -0,11 %/°C no neodímio.
• Ambos anisotrópicos: a direção de magnetização é definida na prensagem e não pode ser alterada depois.

Tabela de especificação: como comparar grades na cotação

Cotar por dimensão apenas leva a receber peça com a força errada. A comparação útil combina grade, produto energético, temperatura máxima de trabalho e aplicação típica. Use a tabela abaixo como base do desenho enviado ao fornecedor e confirme os valores contra o certificado de lote, já que cada fabricante publica sua própria nomenclatura de grade sobre a mesma faixa de propriedades.

Samário cobalto ou neodímio: árvore de decisão e custo relativo

A decisão raramente é sobre força bruta, porque o neodímio vence em MGOe em quase toda comparação. Ela é sobre a temperatura de operação e a estabilidade do campo. Abaixo de 120 °C, com ambiente seco e sem exigência de precisão térmica, o NdFeB entrega mais campo por real investido e a discussão termina ali. Entre 150 °C e 230 °C, um grade de neodímio de alta coercividade ainda compete, mas o custo do grade especial se aproxima do samário cobalto e o revestimento passa a ser ponto de falha. Acima de 250 °C, e sempre que o desvio do campo com a temperatura precisar ficar dentro de poucos décimos por cento, o SmCo é a única escolha viável entre os dois; acima de 350 °C a conversa migra para o alnico, que resiste ao calor mas tem coercividade baixa e desmagnetiza com facilidade em campo reverso. Em faixa de preço, o samário cobalto costuma custar várias vezes o valor por quilo de um neodímio equivalente, porque mais de metade da massa é cobalto, e o comparativo honesto considera também o custo de parada de máquina quando um ímã de neodímio perde campo em serviço quente.

• Até 120 °C, ambiente seco e sem exigência de estabilidade: neodímio, por custo e densidade de energia.
• De 150 °C a 230 °C: comparar NdFeB de alta coercividade contra Sm2Co17, incluindo o custo do revestimento.
• Acima de 250 °C, ou com exigência de baixa deriva térmica: samário cobalto.
• Acima de 350 °C: avaliar alnico, ciente da coercividade muito menor e do risco de desmagnetização.
• Ambiente úmido, salino ou com dificuldade de manutenção do revestimento: samário cobalto mesmo em temperatura moderada.

Modos de falha, usinagem e o que dá errado na especificação

O erro mais caro do nicho não é escolher o grade errado: é ignorar o ponto de operação. Um ímã de samário cobalto instalado em circuito magnético muito aberto, sem retorno de ferro, trabalha em um ponto baixo da curva de desmagnetização e pode perder campo de forma irreversível mesmo dentro da temperatura nominal, porque o que importa é o coeficiente de permeância do conjunto e não a temperatura isolada. O segundo erro é tratar o material como metal usinável: sinterizado, ele é duro e quebradiço, aceita apenas retificação com rebolo diamantado, corte por disco diamantado ou eletroerosão, e qualquer tentativa de furar, rosquear ou apertar com parafuso direto sobre a face resulta em trinca. O terceiro é o manuseio: duas peças que se atraem livremente colidem com energia suficiente para estilhaçar o material e projetar cacos, o que torna obrigatório o uso de espaçadores, luvas e óculos de proteção. Por fim, magnetizar depois da montagem exige bobina magnetizadora com energia compatível, e a remagnetização em eixo diferente do original simplesmente não funciona em material anisotrópico.

• Perda irreversível de campo por ponto de operação baixo, não por excesso de temperatura.
• Trinca e lascamento em impacto, aperto direto de parafuso ou choque térmico brusco.
• Tentativa de furação ou fresamento convencional: só retificação diamantada ou eletroerosão.
• Pedido sem direção de magnetização, tolerância e face polarizada no desenho.
• Ausência de desmagnetização ou blindagem na embalagem, gerando bloqueio no transporte aéreo.

Aplicações industriais onde a faixa térmica justifica o custo

O samário cobalto raramente é escolhido por preço, e sim por ambiente. Em servomotores e motores de alta rotação, o rotor acumula calor e sofre campo desmagnetizante do estator, combinação em que o Sm2Co17 mantém torque estável. Em acoplamentos magnéticos de bombas seladas, o material transmite torque através da parede de contenção em fluidos quentes, sem vedação mecânica e sem risco de vazamento. Em instrumentação, encoders, giroscópios e sensores de efeito Hall, o que se compra é a baixa deriva do campo com a temperatura, mais valiosa que a intensidade absoluta. Em separação magnética e fixação, o samário cobalto entra quando o processo é quente: os equipamentos magnéticos de linha de produção, incluindo variantes de separação magnética instaladas após fornos ou secadores, usam SmCo justamente onde o neodímio desmagnetizaria. Setores como aeroespacial, defesa, petróleo e sondagem downhole completam a demanda, somando calor, vibração e impossibilidade de manutenção frequente.

• Servomotores, motores brushless e geradores de alta rotação em ambiente quente.
• Acoplamentos magnéticos de bombas seladas e agitadores para fluidos aquecidos.
• Encoders, giroscópios, sensores Hall e instrumentos de medição com exigência de estabilidade.
• Separação e fixação magnética em linhas com forno, secador ou processo acima de 150 °C.
• Aeroespacial, defesa, petróleo e equipamentos de sondagem com difícil acesso para manutenção.

O que define o preço e checklist para pedir orçamento

Não existe preço de tabela útil para samário cobalto porque a maior parte do fornecimento é sob desenho. O que move o valor é, em ordem: o teor de cobalto da liga (dominante e sujeito à variação da commodity), a família escolhida — o Sm2Co17 de alta coercividade é o mais caro —, a quantidade e o lote mínimo, a complexidade geométrica (arcos, segmentos, furos escareados e rasgos exigem mais retificação diamantada), a tolerância pedida, a necessidade de ferramental de prensagem dedicado para geometrias novas e a documentação exigida. Em quantidades pequenas, o rateio de ferramental e setup pesa mais no unitário do que a própria matéria-prima, e por isso vale consolidar o pedido antes de cotar. Reúna os dados abaixo antes de enviar a solicitação: com eles o fornecedor responde em uma rodada, sem retrabalho.

• Desenho com dimensões, tolerâncias e indicação da face polarizada.
• Direção de magnetização: axial, diametral, radial ou multipolar, com número de polos.
• Grade ou, se desconhecido, a temperatura máxima de operação e o campo necessário na distância de trabalho.
• Quantidade do pedido e previsão anual, para avaliar lote mínimo e ferramental.
• Condição de uso: ambiente, umidade, presença de campo desmagnetizante e circuito com ou sem retorno de ferro.
• Documentação exigida: certificado de curva de desmagnetização por lote, declaração RoHS e REACH, sistema de gestão conforme a ABNT NBR ISO 9001:2015.
• Entrega magnetizada ou desmagnetizada, embalagem blindada e modal de transporte (aéreo pede tratamento de classe 9 IATA/ICAO).

O que só a Soluções Industriais entrega neste nicho

• Demanda concentrada em reposição de peças de motores e sensores importados, com desenho de cliente e não item de catálogo.
• Pedidos que chegam sem direção de magnetização definida são a principal causa de retrabalho na cotação de ímãs anisotrópicos.
• Compradores costumam pedir samário cobalto quando o neodímio já falhou por calor no campo, não por escolha inicial de projeto.
• Faixa de 150 °C a 350 °C é onde o samário cobalto realmente ganha do neodímio de alta coercividade em custo total.
• Fornecedores do nicho trabalham com lote mínimo e ferramental de prensagem, o que muda o preço unitário mais que a matéria-prima em pequenas quantidades.
• Certificado de curva de desmagnetização por lote é o documento que mais separa fornecedor técnico de revendedor.
• Cotações que exigem RoHS e REACH aparecem sobretudo em exportadores de componentes automotivos e de instrumentação.
• Peças com furo escareado ou rasgo pedem retificação diamantada e elevam prazo de entrega frente a blocos e discos simples.

Perguntas frequentes

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