[发明专利]热处理增材制造的铁磁部件的方法

说明书

提出了一种热处理增材制造的铁磁部件的方法，并给出了相应的铁磁部件(150)。热处理的铁磁部件(150)的饱和磁感应强度大于所形成的铁磁部件(140)的饱和磁感应强度。热处理的铁磁部件150进一步以多个晶粒为特征，使得多个晶粒的至少25％具有小于10μm的中值晶粒尺寸，并且多个晶粒的25％具有大于25μm的中值晶粒尺寸。

优先权信息

本申请要求2018年4月10日提交的美国专利申请序列号15/949,551的优先权,其内容通过引用而结合在本文中。

技术领域

本发明的实施例通常涉及增材制造的铁磁部件。更具体地，本公开的实施例涉及一种热处理增材制造的铁磁部件的方法。

背景技术

在电机中，铁磁部件引导磁通量。形成电机的铁磁部件的典型方法涉及多个步骤和多个组装在一起的零件。使用多个步骤和多个零件会导致制造过程繁琐，并可能影响机器的最终性能和可靠性。此外，在一些拓扑结构中，铁磁部件可以被构造为被压紧在一起以形成铁磁部件的芯部的绝缘薄片。层压和绝缘可以最小化损失，例如涡电流损失，否则，涡电流损失可能成为电机中能量损失的主要部分。然而，对构造薄片的钢板的尺寸的限制可能在将多个层压部件组装在一起以形成单个部件时造成困难。更复杂的拓扑结构可以降低损耗、增加磁感应强度或两者均可，但很难用常规方法制造。

增材制造技术可用于制造电机的层压铁磁部件和非层压铁磁部件。然而，增材制造的铁磁部件可能不会为最终用途应用提供所需的铁磁特性。因此，需要制造用于电机的增材制造的铁磁部件的改进方法。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种热处理增材制造的铁磁部件的方法，使得热处理的铁磁部件的饱和磁感应强度大于所形成的铁磁部件的饱和磁感应强度。热处理的铁磁部件进一步以多个晶粒为特征，使得多个晶粒的至少25％具有小于10μm的中值晶粒尺寸，并且多个晶粒的25％具有大于25μm的中值晶粒尺寸。

在另一个方面，本公开涉及一种铁磁部件，其包括多个晶粒，使得所述多个晶粒的至少25％具有小于10μm的中值晶粒尺寸，并且所述多个晶粒的25％具有大于25μm的中值晶粒尺寸。铁磁部件具有整体结构和大于2特斯拉的饱和磁感应强度。

附图说明

当阅读以下参考附图的详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的用于制造增材制造的铁磁部件的增材制造系统的示意图；

图2A示出了根据本公开的一些实施例的使用增材制造技术制造的实心圆柱形铁磁部件；

图2B示出了根据本公开的一些实施例的使用增材制造技术制造的实心环形铁磁部件；

图2C示出了根据本公开的一些实施例的使用增材制造技术制造的螺旋弹簧铁磁部件；

图3示出了根据本公开的一些实施例的联接到包括铁磁部件的发电机的发动机的透视图；

图4示出了市售的热处理Vacoflux 50样品(比较样品1)、所形成的增材制造的圆柱形样品(比较样品2)和热处理的增材制造的圆柱形样品(样品2)的直流(DC)磁化曲线；

图5示出了市售的热处理Vacoflux 50样品(比较样品1)、所形成的增材制造的圆柱形样品(比较样品2)和热处理的增材制造的圆柱形样品(样品2)的相对磁导率曲线；和

图6示出了所形成的增材制造的圆柱形样品(比较样品2)和热处理的增材制造的圆柱形样品(样品2)的静态滞后环形状。

具体实施方式