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钕铁硼永磁体的激光粉末床熔融

DOI：10.1007/s40964-020-00117-7 期刊：Progress in Additive Manufacturing 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 在这项工作中，我们采用激光粉末床熔融（LPBF）技术制备钕铁硼磁体。通过开发合适的工艺窗口，成功制造出具有优异磁性能的各向同性样品。样品质量主要取决于LPBF过程中的能量输入——若工艺参数设置不当，将导致烧结或层间剥离问题。随着能量输入增加，磁性与结构性能持续改善，直至达到材料特有的工艺极限。使用低钕含量的商用粉末无需任何后处理，即可制备矫顽力达886 kA/m（μ0Hc=1.1 T）、最大磁能积为63 kJ/m3的磁体，这些样品代表了增材制造永磁体的新标杆。以矫顽力为例，我们分析了激光功率、扫描速度和层间距的影响，证明矫顽力可通过简单的唯象模型得到充分描述。
作者： Florian Bittner，Juliane Thielsch，Welf-Guntram Drossel
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为展示商用钕铁硼粉末在代表工业标准的激光粉末床熔融（LPBF）设备中的可加工性，分析了LPBF工艺参数与最终磁性能之间的复杂相互作用，并建立了首个唯象模型以揭示LPBF对钕铁硼磁体矫顽力的影响。

研究成果

激光粉末床熔融技术成功用于制备具有卓越磁性能的钕铁硼永磁体，为永磁体增材制造树立了新标杆。研究建立了描述激光粉末床熔融参数对矫顽力影响的唯象模型，该成果为在磁体成形过程中直接高效生产具有不同磁性能的永磁体开辟了新途径。

研究不足

采用激光粉末床熔融（LPBF）工艺加工钕铁硼材料时，其可加工性受到材料脆性及分层发生前最大能量输入的限制。研究还指出，初始粉末的粒度分布并不理想，需要进行筛分处理以满足LPBF工艺要求。

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