【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非晶或纳米晶加工领域，具体涉及一种用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法或纳米晶部件。
技术介绍
1、铁磁性非晶及纳米晶合金是一种新型软磁性材料，与传统金属/合金软磁材料相比，铁磁性非晶及纳米晶合金原子排列无序，具有超薄、高强度、高硬度、高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗等优异的材料特性，同时较晶体类材料具有更高的电阻率，因此在高频工况环境下，其高饱和磁感、高磁导率、低损耗的综合软磁性能也远远优于取向硅钢和坡莫合金等传统软磁材料。
2、但是同时铁磁性非晶及纳米晶合金具备易脆的特点，面向电机、变压器、互感器等铁芯的应用中，加工不同形状产品时难度大、成本高、效率低，方式不当还会对材料磁学性能造成显著的影响，严重制约合金薄带的生产及加工应用。
3、以电机铁芯为例，目前电机铁芯材料最常用的是硅钢，但是硅钢电机在高频下铁损迅速增大，能耗较高。非晶合金由于其极低的矫顽力和高磁导率，可作为高性能低损耗电机铁芯的合金材料。
4、现有技术中对非晶合金电机铁芯加工方式包括机械加工冲压方法、线切割加工方法和激光加工方法。
5、公开号为cn114985592a的中国专利公开了一种非晶电机铁芯冲压设备及工艺，采用单层卷冲压，先冲压一次而不冲断，再进行一次冲压才冲断。由于非晶合金强度高，硬度大，在冲压过程中极易出现崩刃现象，模具磨损非常严重，导致模具使用寿命低，同时非晶的脆性断裂，会降低电机铁芯良品率。
6、公开号为cn101286676a的中国专利公开了一种非晶合金定子铁
7、公开号为cn111313626a的中国专利公开了一种加工装置、加工方法及非晶或纳米晶电机铁芯，先是对非晶薄带进行激光加工，得到预设形状的电机铁芯片材，然后通过冲压将多个片材依次压入模具中制成电机铁芯。由于激光加工时温度很高，容易造成非晶材料边缘出现熔覆区，使得非晶合金的内部结构晶化，材料软磁性能降低，磁滞损耗增大，电机性能降低，另外激光加工成本高。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，使用该加工方法最大限度地保持非晶及纳米晶组织结构且具有优良的软磁性能的同时，减少模具的损耗，提高模具使用寿命。
2、本专利技术具体实施例提供了用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，包括：
3、在非晶或纳米晶叠片表面进行激光加工，使得非晶或纳米晶叠片表面形成具有切口的设定图案的轨迹，将模具边缘对准激光切割线，然后进行模具冲压得到非晶或纳米晶冲裁片。
4、本专利技术通过在非晶或纳米晶叠片的表层进行激光加工，使出现具有切口的轨迹，由于在表层进行激光加工避免了对非晶或纳米晶薄带的组织的影响，又能够利用非晶或纳米晶合金的断口敏感性，在冲压过程中，裂纹能够沿着切口向下延伸，层层递进冲压，减少了模具的损耗，提高模具使用寿命。
5、进一步的，所述非晶或纳米晶叠片的宽度为：1－300mm，厚度为0.012－0.5mm，所述非晶或纳米晶叠片由单层或多层非晶或纳米晶条带叠加得到。
6、进一步的，对非晶或纳米晶叠片表面进行激光加工，所述激光加工的工艺参数为：功率为0.1－10w，加工速度为10－200mm/s，刻蚀厚度为1-20μm。
7、本专利技术通过合适的激光加工工艺在本专利技术提供的非晶或纳米晶叠片表面进行激光加工，既能够保证在冲压过程中，利用非晶或纳米晶薄带的断口敏感性，使得裂纹能够顺利扩展，减少模具的损耗，又能够减少激光加工工艺对软磁性能的影响。
8、进一步的，在模具冲压时，对非晶或纳米晶叠片施加3.26－530.77kn的压力。非晶合金冲裁力的计算公式为：f冲＝ltσb，l—冲裁周边总长，mm；t—材料厚度，mm；σb—材料抗拉强度，mpa。对非晶或纳米晶片块表层施加所需的理论冲裁力，由于激光加工，会使裂纹沿着施加压力的方向扩展，随后施加的压力小于理论冲裁力，大约为理论冲裁力的70-95％。
9、本专利技术由于留有合适深度的切口，且加工的原料为非晶或纳米晶叠片，因此能够通过将非晶或纳米晶叠片表层作为模具冲头的一部分，再施加较小的冲压压力较为容易得到所需的产品，避免了现有技术中由于冲压压力过大使得非晶或纳米晶片块脆断，不容易成型的风险。
10、进一步的，非晶或纳米晶叠片的制备方法，包括：将单层非晶或纳米晶薄带进行热处理，再将热处理后的单层非晶或纳米晶条带进行层层叠加浸润固化，得到单层或多层非晶或纳米晶叠片。
11、进一步的，所述热处理的工艺为：加热温度为300－500℃，保温时间为10－300min。
12、进一步的，所述设定图案的轨迹的切口形状为“v”型或“u”型或“凵”。
13、进一步的，非晶或纳米晶片块的合金为fe-si-b、fe-si-b-(c、p)、fe-si-b-c-cr、fe-si-b-p-cu-(c)、fe-si-b-nb-cu等铁基非晶或纳米晶合金。
14、本专利技术还提供了一种非晶或纳米晶部件，将利用所述的非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法制得多个非晶或纳米晶冲裁片进行组合得到的非晶或纳米晶部件。
15、所述非晶或纳米晶部件的具体制备步骤为：
16、(1)对非晶或纳米晶条带进行热处理；(2)将热处理后的非晶或纳米晶条带进行浸润固化叠层，得到非晶或纳米晶叠片；(3)在非晶或纳米晶叠片表面进行激光雕刻，使得非晶或纳米晶叠片表面形成具有切口的设定图案的轨迹；(4)将模具刀口嵌入设定图案的轨迹的切口处，然后进行模具冲压得到非晶或纳米晶冲裁片；(5)将多个非晶或纳米晶冲裁片进行组合，得到非晶或纳米晶部件。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
18、(1)只对表层非晶/纳米晶合金进行激光加工，相比传统激光加工，所用功率小，热影响区，保持了非晶合金的优异软磁特性，即使有影响也只是对表层合金薄带，并不影响产品的整体软磁性能；
19、(2)冲压过程主要借助了激光加工的切口，利用非晶/纳米晶合金的脆性断裂和应力延伸，使得非晶/纳米晶叠片易于冲压成型，减小了模具损耗，提高了模具使用寿命，节约加工成本。
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1.一种用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，所述非晶或纳米晶叠片的宽度为：1－300mm，厚度为0.012－0.5mm，所述非晶或纳米晶叠片由单层或多层非晶或纳米晶条带叠加得到。
3.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，对非晶或纳米晶叠片表面进行激光加工，所述激光加工的工艺参数为：功率为0.1－10W，加工速度为10－200mm/s，刻蚀厚度为1-20μm。
4.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，在模具冲压时，对非晶或纳米晶叠片施加3.26－530.77kN的压力。
5.根据权利要求4所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，在模具冲压时，非晶或纳米晶叠片表层将作为模具冲头的一部分。
6.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，非晶或纳米晶叠片的制备方法，包括：将单层非晶或纳米晶薄带进行热处理，再将热处
7.根据权利要求6所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，所述热处理的工艺为：加热温度为300－500℃，保温时间为10－300min。
8.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，所述设定图案的轨迹的切口形状为“V”型、“U”型或“凵”。
9.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，非晶或纳米晶叠片的合金为Fe-Si-B、Fe-Si-B-(C、P)、Fe-Si-B-C-Cr、Fe-Si-B-P-Cu-(C)或Fe-Si-B-Nb-Cu合金。
10.一种非晶或纳米晶部件，其特征在于，将如权利要求1-9任一项所述的用非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法制得的多个非晶或纳米晶冲裁片进行组合得到非晶或纳米晶部件。
...【技术特征摘要】
1.一种用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，所述非晶或纳米晶叠片的宽度为：1－300mm，厚度为0.012－0.5mm，所述非晶或纳米晶叠片由单层或多层非晶或纳米晶条带叠加得到。
3.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，对非晶或纳米晶叠片表面进行激光加工，所述激光加工的工艺参数为：功率为0.1－10w，加工速度为10－200mm/s，刻蚀厚度为1-20μm。
4.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，在模具冲压时，对非晶或纳米晶叠片施加3.26－530.77kn的压力。
5.根据权利要求4所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特征在于，在模具冲压时，非晶或纳米晶叠片表层将作为模具冲头的一部分。
6.根据权利要求1所述的用于非晶或纳米晶的光机一体复合加工方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：向明亮，姚冰楠，张岩，霍军涛，王军强，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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