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中国科技成果 2023年第19期24卷 25-27页

作者：安海路周小江于彪王海峰天津三环奥纳科技有限公司天津301900

纳米晶合金带材的性能提升,有助于提高纳米晶合金带材的综合应用价值.因此,在对纳米晶合金带材的性能以及制备工艺应用等进行研究中,重点是针对纳米晶合金带材的原材料进行分析,并从微观结构分析制备后的参数变化,通过调整真空热处理以... 详细信息

纳米晶合金带材的性能提升,有助于提高纳米晶合金带材的综合应用价值.因此,在对纳米晶合金带材的性能以及制备工艺应用等进行研究中,重点是针对纳米晶合金带材的原材料进行分析,并从微观结构分析制备后的参数变化,通过调整真空热处理以及制备工艺,提高纳米晶合金带材的综合制备水平.通过实验分析,在纳米晶合金带材制备与分析中,纳米晶合金带材的热力学特性、软磁性能、微观结构以及晶化动力学等相关参数基本实现优化,可满足纳米晶合金带材的应用需求,具有一定的推广及应用价值.

关键词：纳米晶合金带材制备工艺分析

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铁基非晶/纳米晶合金带材叠层剪切加工特性研究

铁基非晶/纳米晶合金带材叠层剪切加工特性研究

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作者：杜灿林广东工业大学

学位级别：硕士

铁基非晶/纳米晶合金带材作为绿色节能新材料,因其具有低磁致损耗、高磁导率等优异磁性能,逐步成为制作电磁铁芯的核心材料,可有效提高电能的利用率。在叠片封装电磁铁芯之前,需要先把非晶/纳米晶合金卷材通过滚剪刀切边和分条工艺获得... 详细信息

铁基非晶/纳米晶合金带材作为绿色节能新材料,因其具有低磁致损耗、高磁导率等优异磁性能,逐步成为制作电磁铁芯的核心材料,可有效提高电能的利用率。在叠片封装电磁铁芯之前,需要先把非晶/纳米晶合金卷材通过滚剪刀切边和分条工艺获得所需宽度且边缘质量良好的带材。随着铁基非晶/纳米晶合金带材应用扩大,对其精密剪切加工的生产效率及剪切边缘质量也提出了更高的要求。本文通过采用非晶/纳米晶合金带材叠层剪切加工方法,可提高剪切加工效率2～3倍,但需要研究叠层剪切方式下非晶/纳米晶合金带材的剪切断裂机理,以及叠层剪切加工工艺参数和润滑条件对非晶/纳米晶合金带材剪切边缘质量的影响规律,探究其影响机制。首先,针对铁基非晶及纳米晶合金带材进行了纳米压痕、大载荷划痕和叠层弯曲实验,研究了其硬度、弹性模量、划痕形貌、剪切带形态和弯曲断裂形貌等特性。实验发现非晶合金带材与纳米晶合金带材具有不同的塑性变形特征,仅在非晶合金带材纳米压痕附近出现圆形剪切带,并且在非晶合金带材划痕末端出现较密集的鱼刺状剪切带,而纳米晶带材划痕未发现此现象;非晶合金带材由于室温脆性大更容易在弯曲圆弧处产生裂纹,而纳米晶合金带材受拉伸侧变形量较小,弯曲圆弧较为光滑。其次,基于非晶/纳米晶合金带材叠层剪切加工过程建立了带材剪切受力模型,结合有限元仿真分析了剪切过程中各层非晶合金带材的应力应变状态。与单层剪切加工过程相比,叠层带材之间由于力可传递性,可将受到滚剪刀和橡胶垫的挤压力对其余带材产生垂直挤压力和圆弧挤压力。而非晶/纳米晶合金带材在剪切断裂时主要发生Ⅱ/Ⅲ型复合裂纹扩展,非晶合金带材在表面形成平行状剪切带,纳米晶合金带材容易形成次生剪切带。通过有限元仿真发现各层非晶合金带材剪切方向上所受到的应力状态变化趋势较一致,而单层非晶合金带材的应变状态变化趋势与叠层剪切非晶合金带材相差较大。再次,研究了叠剪层数对非晶/纳米晶合金带材剪切质量的影响,如对毛刺高度、断面完整性及磁畴结构的影响,发现叠层剪切会使带材截面毛刺高度稍微增加,断面完整性略减小,但整体上仍满足非晶/纳米晶合金带材剪切边缘质量要求。进一步通过系统性实验探究了叠层剪切加工工艺参数（剪切速度、滚剪刀径向重叠量）对非晶/纳米晶合金带材剪切边缘质量的影响规律。实验发现随着剪切速度增大,各层非晶合金带材毛刺高度增大而断面完整性下降,剪切带区域宽度随之增大,而各层纳米晶合金带材毛刺高度呈现减小趋势、断面完整性和剪切带区域宽度随之增大而增大;随着径向重叠量增大,各层非晶合金带材毛刺高度呈现先减小后增大的趋势,断面完整性呈现先增大后减小的趋势,但剪切带区域宽度随之增大,而各层纳米晶合金带材毛刺高度先增大后减小,断面完整性随之增大而减小,但剪切带区域宽度随之增大而增加。最后,开展不同的润滑条件下非晶/纳米晶合金带材叠层剪切加工实验,结合带材与滚剪刀接触界面润滑模型,探索了润滑条件（润滑类型、润滑剂黏度）对非晶/纳米晶合金带材剪切断面质量的影响规律。实验发现非晶和纳米晶合金带材均在液体润滑下可获得较好的剪切断面及截面形貌;进一步发现随润滑剂黏度增大,非晶和纳米晶合金带材毛刺高度均随之增大,断面完整性均随之减小。从非晶/纳米晶合金带材叠层剪切加工过程的毛刺高度、断面完整性来看,单层剪切效果最好、双层剪切次之、三层剪切较差,综合剪切边缘质量和加工效率而言双层剪切加工是较好的加工工艺方法。

关键词：铁基非晶合金带材纳米晶合金带材叠层剪切断面特征带毛刺

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