一种FeSi3.5软磁合金钢及其制备方法
本发明属于增材制造低合金钢技术领域，公开了一种FeSi3.5软磁合金钢及其制备方法，所述制备方法为：采用气雾化法制备成FeSi3.5软磁合金粉末；构建FeSi3.5软磁合金钢的三维模型，切片处理后，得到切片数据及其对应的切层扫描数据；将切片数据、切层扫描数据导入设备中，并将FeSi3.5软磁合金粉末填入送粉箱中，调平基板、抽真空处理；依次对基板、粉床层进行预热；按照切片数据、切层扫描数据，依次打印形成单层实体片层，直至各单层实体片层逐层堆积形成实体件，即获得FeSi3.5软磁合金钢。本发明的制备方法操作简单，且制备的FeSi3.5软磁合金钢成型良好，致密度高，强度高。
发明专利
CN202311701537.6
2023-12-12
CN117620212A
2024-03-01
B22F10/28(2021.01)
西安建筑科技大学
王岩;董日宇;刘世锋;魏瑛康;王建勇;张亮亮;贾文鹏
710000 陕西省西安市雁塔路中段13号
西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)
苏祥
陕西;61
1.一种FeSi3.5软磁合金钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 按照FeSi3.5软磁合金钢的设计成分进行配料，并采用气雾化法制备成FeSi3.5软磁合金粉末；所述FeSi3.5软磁合金钢的设计成分按照质量百分比计为：C 0.006％、S 0.004％、O 0.025％、P 0.010％、Si 3.45％，余量为Fe元素；其中，所述FeSi3.5软磁合金粉末的粒径为50～120μm； 构建所述FeSi3.5软磁合金钢的三维模型，然后沿所述三维模型高度方向进行切片处理，获得若干个依次平行的切片，得到切片数据；然后对若干个所述切片均进行路径规划，获得若干个对应的切层扫描数据； 将获得的所述切片数据及其对应的所述切层扫描数据导入电子束选区熔化设备中，并将所述FeSi3.5软磁合金粉末烘干处理后填入电子束选区熔化设备的送粉箱中，调平基板后，对电子束选区熔化设备的粉床腔室抽真空处理至真空度≤7.5×10-1，充入保护气后，开启高压电源至60kV； 待高压稳定后，对基板进行预热，随后将送粉箱中的FeSi3.5软磁合金粉末铺设在预热后的基板上形成粉床层，然后对粉床层进行预热；按照所述切片数据及其对应的所述切层扫描数据，采用电子束对步骤六中预热后的粉床层进行熔化扫描，形成单层实体片层；重复此步骤的操作，直至各单层实体片层逐层堆积形成实体件，将所述实体件进行退火处理后，即获得所述FeSi3.5软磁合金钢。 2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔化扫描的工艺参数为： 功率电流为16～20mA，扫描速度为5.5～6.5m/s，取粉量为0.09～0.12mm，预铺粉厚度为50μm，束斑离焦量为-0.500V，束斑尺寸为0.100mm。 3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过以下步骤对所述基板进行预热： 以5mA的功率电流将所述基板预热至95～105℃；随后，调整功率电流为10mA，并以10mA的功率电流将所述基板预热至240～260℃并保温5～10min；第二阶段以15mA电流预热到590～610℃并保温5～10min；第三阶段以20mA电流预热到840～860℃后保温5～10min。 4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述粉床层进行预热时，预热的平均电流为12.00～16.00mA，预热的时间为23.00～38.00s。 5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的处理气氛为氩气，退火温度为1150～1250℃，保温时间为40～80min。 6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干处理通过以下步骤实现： 将所述FeSi3.5软磁合金粉末于110～120℃下除湿处理15～20min，并在除湿过程中向FeSi3.5软磁合金粉末喷射气流进行分散处理；再将除湿处理后的FeSi3.5软磁合金粉末进行变温式的微波干燥，得到烘干处理完成的FeSi3.5软磁合金粉末； 所述气流为氢气流，且所述气流的喷射速率为15～25mL/min。 7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述变温式的微波干燥通过以下步骤实现： 先在140～150℃下，以650～680W的微波频率微波干燥3～5min；再在125～135℃下，以450～500W的微波频率微波干燥5～10min；然后在140～150℃下，以650～680W的微波频率微波干燥3～5min。 8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护气为氦气。 9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述FeSi3.5软磁合金粉末通过以下步骤制得： 按照上述FeSi3.5软磁合金钢的设计成分进行配料，并将各个制备原料加入电磁感应炉中，在氩气保护下，于1600～1650℃下熔炼55～65min，获得金属液； 将所述金属液接在雾化喷嘴上，使所述金属液以7～9kg/min的速度流出，与雾化喷嘴处的高速气流相遇，所述高速气流的气压为3.5～4.5MPa，得到合金粉末； 将所述合金粉末过筛，即获得粒径为50～120μm的FeSi3.5软磁合金粉末，将所述FeSi3.5软磁合金粉末放入115～125℃的干燥箱中，备用。 10.一种权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备的FeSi3.5软磁合金钢。