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精密儀器

印度研發(fā)新工藝制成高磁化強(qiáng)度鐵磷合金 可降低汽車(chē)部件成本

蓋世汽車(chē)訊 據(jù)外媒報(bào)道,印度國(guó)際粉末冶金與新材料研究中心(ARCI)的研究人員成功研發(fā)了一種創(chuàng)新冶金工藝,可用于制成基于鐵-磷(Fe-P)的軟磁合金,促進(jìn)印度汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。ARCI是印度科學(xué)與技術(shù)部的自主研發(fā)中心。


與市場(chǎng)上昂貴的無(wú)取向硅鋼相比,ARCI團(tuán)隊(duì)利用該工藝鍛造的鐵磷合金磁化強(qiáng)度更高、矯頑力更低。該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的工藝包括通過(guò)相場(chǎng),控制熱處理,以形成大小合適、納米級(jí)Fe3P。該工藝消除了在軋制含磷鐵合金過(guò)程中,因合金非常脆導(dǎo)致的操作困難。只需在鐵中添加低含量的磷,就能夠?qū)崿F(xiàn)更高的飽和磁化強(qiáng)度,接近2個(gè)特斯拉(磁通量單位)。改進(jìn)熱處理確保實(shí)現(xiàn)良好的微觀結(jié)構(gòu),其中除了將納米顆粒的尺寸限制在小于鐵的磁疇壁寬度臨界尺寸之外,該結(jié)構(gòu)還包含無(wú)應(yīng)變顆粒。

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(圖片來(lái)源:egov.eletsonline.com)


軟磁材料是電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、發(fā)電機(jī)等機(jī)電設(shè)備必不可少的材料。含硅(通常為1——3 wt.%)鐵基軟磁合金鋼廣泛應(yīng)用于此類(lèi)應(yīng)用。而且印度國(guó)內(nèi)此類(lèi)硅鋼的消耗量和需求量都在與日俱增,需要依賴(lài)大量進(jìn)口。


采用印度國(guó)產(chǎn)軟磁材料以及鐵磷合金等硅鋼替代品,既可節(jié)約外匯,又可增強(qiáng)印度汽車(chē)工業(yè)的供應(yīng)鏈。不過(guò),由于磷會(huì)導(dǎo)致合金具脆性,因而不可利用傳統(tǒng)的鍛造冶金工藝(熔化、澆鑄、鍛造和軋制)等方法加工鐵磷合金。因此,基于粉末冶金(PM)的鐵磷組件在工業(yè)磁性應(yīng)用中非常常見(jiàn)。不過(guò),由于PM工藝會(huì)引發(fā)其他屬性,導(dǎo)致此類(lèi)組件表現(xiàn)出較低的磁性能。因此,在很大程度上,在實(shí)現(xiàn)軟磁應(yīng)用上,工業(yè)需要依賴(lài)于昂貴的無(wú)取向(NO)硅鋼。


ARCI團(tuán)隊(duì)研發(fā)的該款合金預(yù)計(jì)能夠節(jié)約能耗,因?yàn)槠洫?dú)特的微觀結(jié)構(gòu)除了可提高電阻率之外,還有助于保持較低的矯頑力。新研發(fā)的材料不僅具有良好的磁性,也可考慮用作硅鋼的替代品,還有望實(shí)現(xiàn)更便宜的價(jià)格,因?yàn)榱妆裙璞阋?0%至40%。更重要的是,新研發(fā)的磁性材料有望讓印度電工鋼制造商具備戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì),因?yàn)橛《日龑?zhuān)注于發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)(EV),而該材料對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)至關(guān)重要。


目前,ARCI正與一家汽車(chē)零部件制造商合作,在一種汽車(chē)部件(爪機(jī)發(fā)電機(jī))上評(píng)估該材料。研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室條件下,使用鐵磷合金,利用原型設(shè)備進(jìn)行測(cè)試,取得了很有前景的測(cè)試結(jié)果。目前,研究人員將會(huì)采取措施,完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。


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