铁基金属玻璃(MGs)因其非晶结构展现出卓越的软磁性能(如低矫顽力、高电阻率),是提升电机效率的关键材料。然而,其商业化受限于易结晶特性(临界铸造厚度仅150μm)和传统激光粉末床熔融(LPBF)的“密度-非晶相悖论”:高能量条件致密但结晶度高,低能量条件保留非晶相却引入孔隙。
近日,西班牙马德里先进材料研究所M.Rodríguez-Sanchez*研究了激光粉末床熔融(LPBF)技术在铁基非晶合金(Kuamet 6B2)制造中的应用,重点探讨了通过引入激光关闭时间延迟(tOFF)对材料密度、非晶相分数和磁性能的影响。相关研究成果以“Laser powder bed fusion of an Fe-based metallic glass using time delays”为题在Additive Manufacturing上发表。
研究人员通过引入时间延迟(tOFF)解决了铁基非晶合金LPBF中“高密度必伴随低非晶分数”的核心难题。实验证明:时间延迟(≥50ms)显著提升非晶分数(AM%↑15-50%)且保持高密度(>90%),解决了传统LPBF中“高密度-低非晶”矛盾;热调控机制:延迟降低热积累,使非晶区域冷却至更低温度(T0↓242→41°C),减少后续道次中的晶化(τ↓);磁性能改善:Hc随AM%增加而降低,但AM%>45%后因残余晶相(Fe3Si)影响趋于稳定(~1kA/m);普适性策略:时间延迟是一种简单、可推广的扫描策略,适用于商业LPBF系统制造复杂形状铁基非晶部件。多物理场模拟揭示了延迟减少热积累的机制,为复杂形状软磁部件的工业化制造提供了可行方案。