T-CSTM 01272-2024 增材制造 傳感器用激光粉末床熔融制備磁芯

ICS77.040.10CCSH22Additivemanufacturing—Magneticcoresforsensorsfabricatedbylaserpowder2024-10-31發(fā)布中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布IT/CSTM01272—2024本文件參照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和GB/T20001.10—2014《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第10部分：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國材料與試驗標(biāo)準(zhǔn)化委員會綜合標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域委員會（CSTM/FC99）提出。本文件由中國材料與試驗標(biāo)準(zhǔn)化委員會綜合標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域委員會（CSTM/FC99）和粉末冶金標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域委員會（CSTM/FC90）共同歸口。1T/CSTM01272—2024磁芯是傳感器的核心部件，其品質(zhì)決定了傳感器的靈敏度、測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性等。目前磁芯一般采用減材制造或壓制成型進行制備，存在材料浪費嚴(yán)重、受模具限制等缺點。相比于傳統(tǒng)制備方法，增材制造技術(shù)具有近凈成形、無需模具和易于制備等優(yōu)勢，其中的激光粉末床熔融技術(shù)在復(fù)雜幾何形狀傳感器用磁芯的制造方面潛力巨大、前景廣闊。因此，對傳感器用激光粉末床熔融制備磁芯進行規(guī)范非常緊迫且重要。本文件對傳感器用激光粉末床熔融制備的磁芯做出規(guī)定，也為類似磁芯的設(shè)計、開發(fā)和制造提供有益借鑒。1T/CSTM01272—2024增材制造傳感器用激光粉末床熔融制備磁芯本文件規(guī)定了傳感器用激光粉末床熔融制備磁芯的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、標(biāo)簽和隨行文件以及包裝、運輸和貯存等。本文件適用于以激光粉末床熔融工藝制備的傳感器用磁芯（以下簡稱磁芯）。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T223.8鋼鐵及合金化學(xué)分析方法氟化鈉分離-EDTA滴定法測定鋁含量GB/T223.11鋼鐵及合金鉻含量的測定可視滴定或電位滴定法GB/T223.18鋼鐵及合金化學(xué)分析方法硫代硫酸鈉分離-碘量法測定銅量GB/T223.25鋼鐵及合金化學(xué)分析方法丁二酮肟重量法測定鎳量GB/T223.59鋼鐵及合金磷含量的測定鉍磷鉬藍(lán)分光光度法和銻磷鉬藍(lán)分光光度法GB/T223.60鋼鐵及合金硅含量的測定重量法GB/T223.63鋼鐵及合金錳含量的測定高碘酸鈉（鉀）分光光度法GB/T223.79鋼鐵多元素含量的測定X-射線熒光光譜法（常規(guī)法）GB/T223.85鋼鐵及合金硫含量的測定感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法GB/T223.86鋼鐵及合金總碳含量的測定感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法GB/T1480金屬粉末干篩分法測定粒度GB/T2900.60電工術(shù)語電磁學(xué)GB/T3500粉末冶金術(shù)語GB/T3658軟磁金屬材料和粉末冶金材料20Hz～100kHz頻率范圍磁性能的環(huán)形試樣測量方法GB/T3850致密燒結(jié)金屬材料與硬質(zhì)合金密度測定方法GB/T7232金屬熱處理術(shù)語GB/T7665傳感器通用術(shù)語GB/T11261鋼鐵氧含量的測定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法GB/T13012軟磁材料直流磁性能的測量方法GB/T19077粒度分析激光衍射法GB/T35351增材制造術(shù)語ISO/ASTM52921增材制造術(shù)語坐標(biāo)系統(tǒng)和測試方法（Standardterminologyforadditivemanufacturing—Coordinatesystemsandtestmethodologies）3術(shù)語和定義GB/T3500、GB/T7232界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1傳感器sensors能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2T/CSTM01272—2024[來源：GB/T7665—2005，3.1.1]3.2磁芯magneticcores傳感器的核心部件，由鐵磁性材料制成，通常要求具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力等。3.3增材制造additivemanufacturingAM以三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過材料堆積的方式制造零件或?qū)嵨锏墓に?。[來源：GB/T35351—2017，2.1.1]3.4粉末床powderbed增材制造工藝中的成形區(qū)域，在該區(qū)域中原材料被沉積，通過熱源選擇性地熔化、燒結(jié)或者用粘接劑來制造零件或?qū)嵨铩來源：GB/T35351—2017，2.5.5]3.5激光粉末床熔融laserpowderbedfusion以激光作為熱源，選擇性地熔化/燒結(jié)粉末床區(qū)域的增材制造工藝。[來源：GB/T35351—2017，2.2.5，有修改]3.6磁芯相對密度relativedensityofmagneticcores激光粉末床熔融制備的磁芯密度與參考物體密度的比值，本文件中取相同成分的塊體致密物為參考物體。3.7飽和磁化強度saturationmagnetization磁性材料在外加磁場中被磁化時所能夠達(dá)到的最大磁化強度。3.8磁導(dǎo)率magneticpermeability磁性材料在介質(zhì)中的磁通密度與磁場強度的比值。[來源：GB/T2900.60—2002，121.12.28，有修改]3.9矯頑力coercivity通過單調(diào)降低外加磁場強度，使試件的磁通密度或磁極化強度和磁化強度從磁飽和狀態(tài)值降為零時，試件中的矯頑磁場強度。[來源：GB/T2900.60—2002，121.12.69]3T/CSTM01272—20244技術(shù)要求4.1原材料要求4.1.1化學(xué)成分磁芯的原材料為鐵磁性材料粉末，其牌號和化學(xué)成分應(yīng)符合表1的規(guī)定。供需雙方也可協(xié)商確定使用其他牌號的化學(xué)成分的原材料，并在合同中注明。表1化學(xué)成分CPSNi*O---CPSNiO----CPSNiO----4.1.2粒度原材料的粒度應(yīng)符合表2的規(guī)定。需方對原材料的粒度有特殊要求時，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定，并在合同中注明。表2粒度>60μm不大于10%D10>60μm不大于10%D10>53μm不大于10%D10>53μm不大于10%D10>53μm不大于10%D104.2磁芯要求4.2.1供應(yīng)狀態(tài)4T/CSTM01272—2024磁芯的供應(yīng)狀態(tài)有成形態(tài)、退火態(tài)和熱等靜壓態(tài)。需方對最終成形零件的供應(yīng)狀態(tài)有特殊要求時，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定，并在合同中注明。4.2.2化學(xué)成分磁芯的化學(xué)成分應(yīng)符合表1的規(guī)定，其中主要元素偏差不大于5%。4.2.3磁性能磁芯的磁性能包括飽和磁化強度、矯頑力和有效磁導(dǎo)率。成形態(tài)磁芯的磁性能應(yīng)符合表3的規(guī)定。需方對成形態(tài)磁芯的磁性能有特殊要求時，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定，并在合同中注明。退火態(tài)和熱等靜壓態(tài)磁芯的磁性能要求由供需雙方協(xié)商確定，并在合同中注明。表3磁性能4.2.4相對密度磁芯實體結(jié)構(gòu)部分的相對密度應(yīng)不小于99.0%。4.2.5尺寸及允許偏差磁芯的尺寸及允許偏差應(yīng)符合供需雙方簽訂的技術(shù)圖樣，允許通過機加工達(dá)到技術(shù)圖樣要求。需方對磁芯的尺寸及允許偏差有特殊要求時，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定，并在合同中注明。4.2.6表面質(zhì)量磁芯表面應(yīng)無目視可見的缺損、掉塊等缺陷。磁芯外表面及內(nèi)表面允許輕微起伏，在不超出尺寸允許偏差的前提下，允許采用噴砂、打磨、機加工等方法改善表面質(zhì)量。5試驗方法5.1原材料5.1.1化學(xué)成分原材料的化學(xué)成分測定按照GB/T223.8、GB/T223.11、GB/T223.18、GB/T223.25、GB/T223.59、GB/T223.60、GB/T223.63、GB/T223.79、GB/T223.85、GB/T223.86和GB/T11261的規(guī)定進行。5.1.2粒度原材料的粒度組成測定按照GB/T1480的規(guī)定進行，原材料的粒度分布測定按照GB/T19077的規(guī)定進行。5.2磁芯5.2.1化學(xué)成分磁芯的化學(xué)成分測定按照GB/T223.8、GB/T223.11、GB/T223.18、GB/T223.25、GB/T223.59、GB/T223.60、GB/T223.63、GB/T223.79、GB/T223.85、GB/T223.86、GB/T11261的規(guī)定進行。5.2.2磁性能5T/CSTM01272—2024磁芯的飽和磁化強度和矯頑力測定按照GB/T13012的規(guī)定進行，磁芯的有效磁導(dǎo)率測定按照GB/T3658的規(guī)定進行。5.2.3相對密度磁芯的實測密度按照GB/T3850的規(guī)定進行，由實測密度與參考密度的比值計算相對密度。5.2.4尺寸及允許偏差磁芯的尺寸及允許偏差采用相應(yīng)精度的量具測量，檢驗位置及方法由供需雙方協(xié)商確定。5.2.5表面質(zhì)量磁芯的表面質(zhì)量采用目視檢查，必要時，結(jié)合相應(yīng)精度的量具進行檢驗。6檢驗規(guī)則6.1檢查與驗收6.1.1磁芯應(yīng)由供方或第三方進行檢驗，保證磁芯質(zhì)量符合本文件及合同的規(guī)定，并填寫隨行文件。6.1.2需方可對收到的磁芯按本文件及合同的規(guī)定進行檢驗。如檢驗結(jié)果與本文件及合同的規(guī)定不符時，應(yīng)在收到磁芯之日起3個月內(nèi)以書面形式向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決，如需仲裁，仲裁取樣在需方，由供需雙方共同進行。6.2組批規(guī)則磁芯應(yīng)成批提交驗收。每批應(yīng)由同一生產(chǎn)工藝、同一牌號、同一規(guī)格、同一供應(yīng)狀態(tài)的磁芯組成。6.3檢驗項目和抽樣方案磁芯的檢驗項目和抽樣方案應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4檢驗項目和抽樣方案6.4判定規(guī)則6.4.1磁芯的化學(xué)成分、磁性能、相對密度檢驗結(jié)果有任一項不合格時，允許另取雙倍數(shù)量的試樣（不包括原受檢樣）對不合格項進行一次重復(fù)檢驗。若重復(fù)檢驗仍有任一結(jié)果不合格時，判該批磁芯不合格。6.4.2磁芯的尺寸及允許偏差、表面質(zhì)量檢驗結(jié)果有任一項不合格時，判該件磁芯不合格。7標(biāo)志、標(biāo)簽和隨行文件7.1標(biāo)志和標(biāo)簽在磁芯包裝上應(yīng)有如下標(biāo)志（或標(biāo)簽）：a）供方質(zhì)量部門印章；6T/CSTM01272—2024b）磁芯名稱、牌號；c）供應(yīng)狀態(tài)；d）磁芯凈重、數(shù)量；e）磁芯批號。7.2隨行文件每批磁芯應(yīng)附有隨行文件，其中除應(yīng)包括供方信息、磁芯信息、本文件編號、出廠日期或包裝日期外，還宜包括：a）磁芯質(zhì)量保證書，內(nèi)容如下：——磁芯的主要性能及技術(shù)參數(shù)；——磁芯特點（包括制造工藝及原材料的特點）；——對磁芯質(zhì)量所負(fù)的責(zé)任；——磁芯獲得的質(zhì)量認(rèn)證及帶供方技術(shù)監(jiān)督部門檢印的各項分析檢驗結(jié)果；b）磁芯制備記錄卡。傳感器用磁芯激光粉末床熔融制備記錄卡見附錄A；c）磁芯使用說明：正確搬運、使用、貯存方法等；d）其他。7.3訂貨內(nèi)容訂購本文件所列磁芯的訂貨單至少應(yīng)包括下列內(nèi)容：a）名稱；b）牌號；c）數(shù)量；d）性能要求；e）供應(yīng)狀態(tài)；f）技術(shù)圖樣；h）其他。8包裝、運輸和貯存8.1包裝磁芯可采用紙張、塑料、木質(zhì)、鐵質(zhì)及其他回收環(huán)保材質(zhì)的袋（或盒、箱、桶）等包裝方式進行包裝，磁芯與磁芯之間用內(nèi)隔板或軟性材料隔開。具體由供需雙方協(xié)商確定。包裝容器應(yīng)保證其在運輸過程中的完整性，且不易破損、受潮、氧化或者使磁芯接觸到外來污染物質(zhì)。8.2運輸磁芯應(yīng)在有遮蓋物的條件下進行運輸，運輸過程應(yīng)防止雨淋受潮，應(yīng)避免與氧化劑、酸類、堿類混運，應(yīng)避免劇烈碰撞和機械擠壓，應(yīng)遠(yuǎn)離強電磁環(huán)境，搬運過程應(yīng)輕裝輕卸。8.3貯存磁芯應(yīng)貯存在干燥、陰涼、無強電磁干擾、無腐蝕性物質(zhì)侵蝕的室內(nèi)，不應(yīng)與氧化劑、酸類、堿類一起存放。T/CSTM01272—2024附錄A（規(guī)范性）磁芯制備記錄卡傳感器用磁芯激光粉末床熔融制備記錄卡見表A.1。表A.1傳感器用磁芯激光粉末床熔融制備記錄卡編號12345牌號粉末參數(shù)成分設(shè)計成分標(biāo)定成分粒度規(guī)格(μm)粒度組成粒度分布增材制造參數(shù)掃描策略層厚(μm)激光功率(W)掃描速度(mm/s)掃描間距(μm)環(huán)境條件溫度(℃)相對濕度磁芯參數(shù)化學(xué)成分密度參考密度（g/cm3）實測密度（g/cm3）相對密度磁性能矯頑力(Oe)有效磁導(dǎo)率飽和磁化強度(emu/g)磁芯制備人員后處理后處理人員8T/CSTM01272—2024附錄B起草單位和主要起草人本文件起草單位：中國礦業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、大連交通大學(xué)、美光(江蘇)三維科技有限公司、中國兵器工業(yè)第五九研究所、北京科技大學(xué)、中南大學(xué)、無錫強力環(huán)保科技有限公司、湛江科技學(xué)院、徐州工程學(xué)院。本文件主要起草人：劉海順、徐春廣、楊衛(wèi)明、殷春浩、霍軍濤、張建衛(wèi)、黃永江、呂云卓、李帥、韓陳康、張響、魏明、孫茂峰、李富強、裴寧、鄭林、張津、焦楊、祝昌軍、張雷、薛志強、馬嚴(yán)、李文宇、