[發明專利]熱處理增材制造的鐵磁部件的方法

有效

• 申請號: 201980034023.5
• 申請日: 2019-04-05
• 公開（公告）號: CN112166003B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 弗朗西斯·約翰森;穆罕穆德·奧薩馬;阿諾譜·庫馬爾·賈薩爾;拉哈文德拉·拉奧·阿德哈拉普拉普
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C21D1/00;H02K15/00;H02K15/02;B22F3/24;B22F5/00;C22C1/04;C22C33/02
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

提出了一種熱處理增材制造的鐵磁部件的方法，并給出了相應的鐵磁部件(150)。熱處理的鐵磁部件(150)的飽和磁感應強度大于所形成的鐵磁部件(140)的飽和磁感應強度。熱處理的鐵磁部件150進一步以多個晶粒為特征，使得多個晶粒的至少25％具有小于10μm的中值晶粒尺寸，并且多個晶粒的25％具有大于25μm的中值晶粒尺寸。

優先權信息

本申請要求2018年4月10日提交的美國專利申請序列號15/949,551的優先權,其內容通過引用而結合在本文中。

技術領域

本發明的實施例通常涉及增材制造的鐵磁部件。更具體地，本公開的實施例涉及一種熱處理增材制造的鐵磁部件的方法。

背景技術

在電機中，鐵磁部件引導磁通量。形成電機的鐵磁部件的典型方法涉及多個步驟和多個組裝在一起的零件。使用多個步驟和多個零件會導致制造過程繁瑣，并可能影響機器的最終性能和可靠性。此外，在一些拓撲結構中，鐵磁部件可以被構造為被壓緊在一起以形成鐵磁部件的芯部的絕緣薄片。層壓和絕緣可以最小化損失，例如渦電流損失，否則，渦電流損失可能成為電機中能量損失的主要部分。然而，對構造薄片的鋼板的尺寸的限制可能在將多個層壓部件組裝在一起以形成單個部件時造成困難。更復雜的拓撲結構可以降低損耗、增加磁感應強度或兩者均可，但很難用常規方法制造。

增材制造技術可用于制造電機的層壓鐵磁部件和非層壓鐵磁部件。然而，增材制造的鐵磁部件可能不會為最終用途應用提供所需的鐵磁特性。因此，需要制造用于電機的增材制造的鐵磁部件的改進方法。

發明內容

在一個方面，本公開涉及一種熱處理增材制造的鐵磁部件的方法，使得熱處理的鐵磁部件的飽和磁感應強度大于所形成的鐵磁部件的飽和磁感應強度。熱處理的鐵磁部件進一步以多個晶粒為特征，使得多個晶粒的至少25％具有小于10μm的中值晶粒尺寸，并且多個晶粒的25％具有大于25μm的中值晶粒尺寸。

在另一個方面，本公開涉及一種鐵磁部件，其包括多個晶粒，使得所述多個晶粒的至少25％具有小于10μm的中值晶粒尺寸，并且所述多個晶粒的25％具有大于25μm的中值晶粒尺寸。鐵磁部件具有整體結構和大于2特斯拉的飽和磁感應強度。

附圖說明

當閱讀以下參考附圖的詳細描述時，將更好地理解本公開的這些和其它特征、方面和優點，其中：

圖1示出了根據本公開的一些實施例的用于制造增材制造的鐵磁部件的增材制造系統的示意圖；

圖2A示出了根據本公開的一些實施例的使用增材制造技術制造的實心圓柱形鐵磁部件；

圖2B示出了根據本公開的一些實施例的使用增材制造技術制造的實心環形鐵磁部件；

圖2C示出了根據本公開的一些實施例的使用增材制造技術制造的螺旋彈簧鐵磁部件；

圖3示出了根據本公開的一些實施例的聯接到包括鐵磁部件的發電機的發動機的透視圖；

圖4示出了市售的熱處理Vacoflux 50樣品(比較樣品1)、所形成的增材制造的圓柱形樣品(比較樣品2)和熱處理的增材制造的圓柱形樣品(樣品2)的直流(DC)磁化曲線；

圖5示出了市售的熱處理Vacoflux 50樣品(比較樣品1)、所形成的增材制造的圓柱形樣品(比較樣品2)和熱處理的增材制造的圓柱形樣品(樣品2)的相對磁導率曲線；和

圖6示出了所形成的增材制造的圓柱形樣品(比較樣品2)和熱處理的增材制造的圓柱形樣品(樣品2)的靜態滯后環形狀。

具體實施方式