磁致伸缩材料的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够不使用金属模具而制造磁致伸缩材料的磁致伸缩材料的制造方法

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁致伸缩材料的制造方法、磁致伸缩材料及能量转换构件的制造方法


[0001]本专利技术涉及磁致伸缩材料的制造方法
、
由该制造方法制造的磁致伸缩材料及使用了磁致伸缩材料的能量转换构件的制造方法
。

技术介绍

[0002]以往，作为磁致伸缩材料的制造方法，已知在对作为磁致伸缩材料的合金原材料进行热加工后
、
进行冷加工的方法
(
例如，参照专利文献
1)。
然而，近年来，增材制造技术受到关注
。
例如，公开有一种磁各向异性层叠成型方法，由于其不使用金属模具而将以任意形状在任意方向具有磁各向异性的磁石成型，因此以1‑
10Hz
将磁各向异性取向的颗粒间歇性供给于通过三维设计而在磁场中的
XYZ
三个方向上移动的台上并利用激光将其固定
(
例如，参照专利文献
2)。
现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本再表
2015/083821
号公报专利文献2：日本特开
2015
‑
141964
号公报

技术实现思路

本专利技术要解决的技术问题
[0004]然而，专利文献1中记载的磁致伸缩材料的制造方法中，存在下述技术问题：使用金属模具将磁致伸缩材料成型时，需要制作与形状相匹配的金属模具，需要金属模具的制作工时及制作成本
。
如专利文献2所述，虽然已知利用增材制造技术进行磁石成型，但未在磁致伸缩材料的制造中使用增材制造技术
。
磁致伸缩材料利用因材料的磁致伸缩导致的变形或因变形导致的逆磁致伸缩效应，如果不能显示出特定方向的变形或逆磁致伸缩效应变大的各向异性，则无法成为实用的能量转换构件
。
为了在造型时产生各向异性，需要控制磁致伸缩特性的指向性，但即使使用磁致伸缩材料原料进行增材制造，也不认为能够实现各向异性
。
[0005]本专利技术是着眼于上述技术问题而完成的，因此其目的在于提供能够不使用金属模具而进行制造的磁致伸缩材料的制造方法
、
磁致伸缩材料及能量转换构件的制造方法
。
解决技术问题的技术手段
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的磁致伸缩材料的制造方法的特征在于，利用定向能沉积法使磁致伸缩材料的原料粉末熔融并进行增材制造
。
根据本专利技术的磁致伸缩材料的制造方法，能够不使用金属模具而制造磁致伸缩材料
。
此外，能够制造具有三维磁各向异性的磁致伸缩材料
。
本专利技术的磁致伸缩材料的制造方法，优选：使用金属
3D
增材制造装置利用激光或电子束使所述原料粉末熔融并进行增材制造
。
本专利技术的磁致伸缩材料的制造方法任选具有沿规定方向切断所层叠的磁致伸缩材料的工序
。
此时，能够制造因切断方向而具有不同性质的磁致伸缩材料
。
所述原料粉末优选由
Fe
‑
Co
合金组成
。
在本专利技术的磁致伸缩材料的制造方法中，可以将所述原料粉末增材制造为蜂窝结构
。
此时，能够提高所制造的磁致伸缩材料的每单位体积的输出功率密度
。
本专利技术的磁致伸缩材料的特征在于，利用上述磁致伸缩材料的制造方法而制造，且具有蜂窝结构
。
该磁致伸缩材料的每单位体积的输出功率密度得以提高
。
[0007]本专利技术的能量转换构件的制造方法的特征在于，将利用定向能沉积法使磁致伸缩材料的原料粉末熔融并进行增材制造而成的磁致伸缩层
、
以及利用定向能沉积法使软磁体的原料粉末熔融并进行增材制造而成的软磁体层中的一者与另一者层叠接合
。
在本专利技术的能量转换构件的制造方法中，能够不使用金属模具而制造磁致伸缩材料及软磁体，它们之间的接合可通过将其中一者层叠于另一者而进行
。
对于利用本专利技术的能量转换构件的制造方法制造的能量转换构件，若在周围设置拾波线圈，则能够通过因振动带来的磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应而在拾波线圈上产生感应电流
。
优选磁致伸缩材料的原料粉末由
Fe
‑
Co
合金组成，优选软磁体的原料粉末由
Ni
‑0～
20
质量％
Fe
合金或
Ni
‑
Co
合金组成
。
另一本专利技术的能量转换构件的制造方法的特征在于，将利用定向能沉积法使磁致伸缩材料的原料粉末熔融并进行增材制造而成的磁致伸缩层层叠接合于软磁体进行
。
软磁体优选由细长板状的
Ni
‑0～
20
质量％
Fe
合金或
Ni
‑
Co
合金组成
。
专利技术效果
[0008]根据本专利技术，能够提供可不使用金属模具而制造磁致伸缩材料的磁致伸缩材料的制造方法
、
磁致伸缩材料及能量转换构件的制造方法
。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的实施方案的磁致伸缩材料的制造方法中使用的
(a)Fe
‑
Co
粉末的
SEM
图像
、(b)
扫描方向及层叠方向的说明图
。
图2为本专利技术的实施例1的
(a)x
‑
y
平面
、(b)y
‑
z
平面
、(c)z
‑
x
平面中的增材制造的
Fe
‑
Co
合金的磁致伸缩
‑
磁场曲线；
(d)x
‑
y
平面
、(e)y
‑
z
平面
、(f)z
‑
x
平面下的增材制造的
Fe
‑
Co
合金的
B
‑
H
曲线
。
图3为示出了本专利技术的实施例1的
(a)x
‑
y
平面
、(b)y
‑
z
平面
、(c)z
‑
x
平面上的增材制造的
Fe
‑
Co
合金的各向异性能
Δ
K1
的图表；示出了
(d)x
‑
y
平面
、(e)y
‑
z
平面及
(f)z
‑
x
平面的压磁系数
d
的图表；示出了
(g)x
‑
y
平面
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种磁致伸缩材料的制造方法，其特征在于，利用定向能沉积法使磁致伸缩材料的原料粉末熔融并进行增材制造
。2.
根据权利要求1所述的磁致伸缩材料的制造方法，其特征在于，使用金属
3D
增材制造装置利用激光或电子束使所述原料粉末熔融并进行增材制造
。3.
根据权利要求1或2所述的磁致伸缩材料的制造方法，其特征在于，具有沿规定方向切断所层叠的磁致伸缩材料的工序
。4.
根据权利要求1～3中任一项所述的磁致伸缩材料的制造方法，其特征在于，所述原料粉末由
Fe
‑
Co
合金组成
。5.
根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田大树，成田史生，中岛贤也，渡边将仁，佐藤武信，江幡贵司，
申请(专利权)人：东北特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：