“一刀切。”对于那些寻求定制解决方案以推动产品、公司和行业发展的设计师来说，这是一个死刑判决。
想想直流电机的设计。您的应用程序的功能是什么，是定子还是转子?你想要它捕获通量，防止泄漏。
但如果你需要改善其他物业怎么办?
传统的铁或铁合金材料可能不够。在这些情况下，“一刀切”应该为更精细的电机材料解决方案让路。
用于直流电磁设计的粉末金属材料的最新进展促进了优于传统粉末金属的部件，同时保持了与传统竞争工艺相比的成本优势。这些不是你父亲的铁(或铁磷)材料。
直流电机设计:大于磁通
任何直流电机设计指南都会告诉你电机核心材料的工作是创建一个相互作用的磁通量场，同时也防止焊剂泄漏．在电机中，漏磁限制了性能效率。
如果漏通量是您的组件的唯一重要标准，材料的选择是一个简单的问题合适的密度．但如果你需要改进:
- 响应时间
- 达到特定磁感应所需的电流
- 拉伸和疲劳强度
- 表面抗损伤性
如果你正在为防抱死刹车传感器之类的东西寻找材料——一大块简单的铁从传感器旁边掠过并产生信号——高级材料不适合你。但如果你要创造一个对功能要求很高的部件，你需要的不仅仅是现状。
传统解决方案的挑战:加工和层压
你可以很容易地买到铁硅材料。不幸的是，这就是所谓的“简单”。
许多制造商以条形库存的形式购买这些材料。这需要广泛的加工,通常在退火之后，因为对工件做了大量的功。这并不少见机加工废品率达50%．
在永磁直流电动机的设计中，工程师们经常转向冲压钢板因为它比机械加工更经济高效。然而,层压板本身也有问题在堆叠的程序集中:
- 零件成型笨重且不灵活
- 渗透率降低
- 废料还是太多了!
传统粉末冶金的挑战
粉末冶金(PM)磁性材料解决了许多限制机械加工和层压零件的问题。PM可以更经济有效地形成相同的形状，因为它是一种添加剂，net-shape过程．
传统上，直流电动机部件由纯铁或铁磷组成，传统的烧结．这些材料以成本效益的方式提供了足够的性能，但不会把你的性能提升到一个新的水平。
通常，当工程师指定这些材料时，他们收到的零件是在2050°F或更低的温度下烧结的。为什么这个数字很重要?
铁硅是由铁和高铁硅铁混合而成。它的质量取决于这些添加剂的扩散，即使在2300°F的高温烧结，你也不会得到完全的均质化。简单来说，如果你不搅拌面糊，就会结块。
扩散较差的粒子将全面影响性能标准。
例如，在某些设计中，您可能希望对组件消磁。对于磁环(或BH曲线)，则必须将电流反向发送，以达到消磁的效果。
烧结不充分的零件不能达到其潜在的磁导率和矫顽力，需要更多的能量对零件进行磁化和退磁。
即使是铁磷电机材料，效率也有提高的空间。再次强调，不要认为现状是你唯一的出路。
烧结软磁材料研究进展
您是否需要具有高硬度和强度的优异磁性能?粉末冶金材料和工艺的进步，你可能不知道，甚至解决了其他伟大的PM材料的缺点。
有铁硅，还有先进的铁硅。我们通常把这些选项称为烧结软磁材料。
有什么不同?大约200华氏度。
通过超高温烧结在接近2500°F的温度下进行烧结。扩散速率加快，你会得到更快更完全的均质化。每个粒子都含有适量的硅，以优化部件的性能。
更重要的是，在极端温度下烧结会导致材料的晶粒尺寸增大。更大的晶粒进一步提高磁性能。
结果呢?
下面是在2500°F下烧结铁硅与其他材料和加工解决方案相比的实际情况。注意它的机械性能和磁性都有了惊人的提高，不仅是低碳钢，还有传统的PM材料:
更多关于直流电机设计中的烧结
机械加工和覆膜操作已不足以提高直流永磁电机定子或转子的性能。与5-10年前相比，这已经不是什么秘密了。
即使是传统的粉末金属设计也可能受益于下一代材料的升级。专用软磁材料，加上先进的烧结技术，可以提供:
- 更快的响应时间
- 更高的密度，增加饱和感应
- 更耐用
- 更大的力量
当然，你仍然会得到所有粉末冶金所固有的独特的形状制造和废料效率的好处。
超高温烧结和粉末冶金材料的未来应用包括电磁设计适用于广泛的产品。要了解更多关于烧结的设计应用和最佳实践，请访问我们的资源中心:
