双相软磁颗粒组合、部件和制造方法技术

用于制造双相软磁部件的方法，所述方法包括：将多个软铁磁颗粒与多个顺磁颗粒组合，形成部件结构，多个软铁磁颗粒各自具有电绝缘涂层；以及对部件结构进行热处理，使多个软铁磁颗粒与多个顺磁颗粒固结。颗粒与多个顺磁颗粒固结。颗粒与多个顺磁颗粒固结。

【技术实现步骤摘要】
双相软磁颗粒组合、部件和制造方法


[0001]本公开总体上涉及多材料冶金，更具体涉及双相软磁颗粒组合、部件和制造方法。

技术介绍

[0002]电机(例如电动机和发电机)可以使用高功率密度和高效率部件以用于多种应用。例如，此类电动机和发电机可以用于机动车、航空、机器人和/或电器应用。这些电机的功率密度可能部分地取决于机器尺寸、热管理、转子速度和/或磁利用。
[0003]例如，在一些应用中，可以增加旋转速度以提高机器的功率密度，从而潜在地降低其质量和成本。然而，增加旋转速度可能导致功率密度、效率和受转子机械强度限制的机器恒定功率之间的潜在折衷。
[0004]类似地，可以通过增加磁利用以影响功率密度。例如，选择性渗氮工艺可以包括选择性地遮盖包含磁性铁材料的部件表面的区域，并向部件施加氮气。氮气可以将部件表面的未遮盖区域的磁性铁材料转化为非磁性奥氏体成分，而部件表面的遮盖区域的铁磁性质基本上保持不变。然而，选择性渗氮可能导致在部件表面产生二维磁通量，从而影响机器的功率密度和效率。
[0005]因此，用于磁利用(例如通过双相软磁颗粒组合、部件和制造方法)的替代工艺在本领域中将是受欢迎的。
附图说明
[0006]在参考附图的说明书中针对于本领域普通技术人员阐述了本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0007]图1A和1B显示了根据本公开的一个以上示例性方面的双相软磁颗粒组合。
[0008]图2显示了根据本公开的一个以上示例性方面的多个软铁磁颗粒。
[0009]图3显示了根据本公开的一个以上示例性方面的多个顺磁颗粒。
[0010]图4显示了根据本公开的一个以上示例性方面的包含双相软磁颗粒组合的部件结构。
[0011]图5显示了根据本公开的一个以上示例性方面的双相软磁部件。
[0012]图6显示了根据本公开的一个以上示例性方面的用于制造双相软磁部件的方法。
[0013]在本说明书和附图中重复使用的参考标记旨在表示本公开的相同或相似的特征或元素。
具体实施方式
[0014]现在将详细参考本公开的实施方式，其中一个以上的示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中相近或相似的标记用于指代本公开的相近或相似的部分。
[0015]本文使用的词语“示例性”指“用作示例、实例或说明”。不必要将本文中描述为“示
例性”的任何实施方式解释为相对于其他实施方式更好或更有优势。此外，除非另有明确说明，否则本文所描述的所有实施方式都应被视为示例性的。
[0016]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0017]单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。
[0018]应用近似性语言(如本文在整个说明书和权利要求书中所用)修饰任何可以允许变化而不导致与其相关的基本功能发生改变的数量表示。因此，由例如“约”、“近似”和“基本上”等术语修饰的值不限于特定的精确值。在至少一些情况下，近似性语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似性语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的差额内。这些近似性差额可适用于单个值、定义数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的差额。
[0019]本文以及整个说明书和权利要求中，范围限定可被组合和互换，这类范围被确定并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言文字另有说明。例如，本文公开的所有范围均包括端点，并且端点可以彼此独立组合。
[0020]如本文所用，“组合”、“结合”等用于描述不同材料的任何集合，无论所述材料是否彼此相邻、散布或部分混合，以及无论不同材料的组合是否对称。
[0021]如本文所用，用于描述结构的术语“整体”、“一体”或“单片”指由连续的材料或材料组整体形成的结构，所述结构没有接缝、连接节点等。本文所述的整体结构、一体结构可以通过增材制造形成以具有所述结构，或可替代地通过铸造工艺等形成。
[0022]如本文所用，术语“增材制造”通常指以逐层方式制造部件的制造技术。示例性的增材制造机器可以被配置为使用任何期望的增材制造技术。
[0023]本公开总体上涉及双相软磁颗粒组合、部件及其制造方法。多个软铁磁颗粒可以与多个顺磁颗粒组合以形成双相软磁部件和/或双相软磁颗粒组合(例如用于形成双相软磁部件)。
[0024]多个软铁磁颗粒可以各自包括围绕软铁磁芯的电绝缘涂层。多个顺磁颗粒可以各自包含绝缘组分，例如通过围绕导电颗粒的非磁性电绝缘涂层。
[0025]如本文所公开的，可以通过软铁磁颗粒(具有电绝缘涂层)和顺磁颗粒的组合增加双相部件的磁饱和。这类双相软磁部件可以在电子元件中提供例如更高的饱和磁通量密度和/或更低的涡流损耗。此外，本文公开和讨论的双相软磁部件可具有来自部件的各向同性结构的三维磁通量流动方向。换言之，由于不同区域相对于彼此的相对低或相对高的磁导率，局部化的磁性和非磁性区域可以减少磁通损失。例如，磁性区域可以限制磁通量的路径，而非磁性区域可以允许磁通量的路径。得到的双相软磁部件可以用于例如轴向和/或横向磁通电机，例如用于机动车、航空、机器人和/或电器应用中的电动机和发电机，其具有改进的连续和峰值功率输出、功率密度、功率因数和/或效率。
[0026]现在参考附图，其中，在全部附图中相同的数字指示相同的元件。图1至图3示意性地显示了双相软磁颗粒组合10及其成分。双相软磁颗粒组合10通常可以包含多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30。
[0027]具体参考图1，应当理解，可以将多个软铁磁颗粒20与多个顺磁颗粒30组合以产生多种构造的双相软磁颗粒组合10。如上文所定义，现在进一步具体涉及双相软磁颗粒组合
10，“组合”指多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30的任何组合，无论多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30是否在各自区域彼此相邻或是否彼此部分混合，以及无论多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30的组合是否对称。
[0028]例如，多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30可以位于它们各自的彼此相邻的区域内，例如图1中所示。换言之，单独的软铁磁颗粒20和单独的顺磁颗粒30可以很少地或可以忽略不计地彼此直接混合，使得多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30的各自组仅在双相软磁颗粒组合10内彼此相邻，或在它们之间有任何事物。或者，多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30可包含部分混合，其中，多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30在双相软磁颗粒组合10内以不同的浓度部分混合。
[0029]因此，在一些实施方式中，双相软磁颗粒组合10可以基本上包含多个软铁磁颗粒20和多个顺磁颗粒30的多相组合，其中，不同区域由各自相同类型的颗粒组成。在此类实施方式中，双相软磁颗粒组合10可以至少包含两个不同的区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造双相软磁部件的方法，所述方法包括：将多个软铁磁颗粒与多个顺磁颗粒组合，形成部件结构，所述多个软铁磁颗粒各自具有电绝缘涂层；以及对所述部件结构进行热处理，使所述多个软铁磁颗粒与所述多个顺磁颗粒固结。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个顺磁颗粒包含多个导电颗粒，所述多个导电颗粒各自具有非磁性电绝缘涂层。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个软铁磁颗粒的固有饱和磁通密度为约0.4特斯拉以上。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个软铁磁颗粒的固有饱和磁通密度为约1.7特斯拉以上。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个软铁磁颗粒和所述多个顺磁颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万明，阿南达，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：