双相磁性部件及其形成方法与流程

本发明总体上涉及具有多个磁性区域和非磁性区域的部件以及形成该部件的方法。更具体地，本发明涉及具有多个磁性区域和非磁性区域的部件以及该部件通过氮化的形成。

背景技术：

1、长期以来，在各种应用(特别是在混合动力和/或电动车辆牵引/推进应用)中对高功率密度和高效率电机(即，电动机和发电机)的需求普遍存在。混合动力/电动车辆牵引/推进电机应用的当前趋势是提高转速以增加机器的功率密度，从而降低其质量和成本。然而，人们认识到，当电机用于混合动力/电动车辆中的牵引应用时，功率密度、效率和机器恒定功率速度范围(受转子机械强度限制)之间存在明显的取舍(tradeoff)——这样的取舍带来了许多设计挑战。

2、电机的功率输出可通过增加机器尺寸、改进热管理、增加转子速度、或者通过增加磁利用率来增加。磁利用率可通过如下方式增加：使用转子层叠体的加工和合金化的组合，以通过形成高磁导率和低磁导率的局部区域来产生双相磁性材料。高磁导率和低磁导率的局部区域通常会减少转子操作期间的磁通量损失。

3、转子层叠体的一系列铁基软磁组合物可以通过工艺的组合进行奥氏体化以形成低磁导率区域。在合金中存在碳化物的情况下，可在选定区域热驱动相变。在局部加热时，存在于选定位置的碳化物溶解在基体中并且降低马氏体转变起始温度(martensite starttemperature)，从而有助于在室温下稳定奥氏体区域。附加地或者可替代地，可通过氮化工艺来驱动相变，其中，在氮气存在下对合金进行热处理。

技术实现思路

1、本发明涉及一种双相磁性部件，其包括：

2、由单一材料形成的互混的第一区域和第二区域；其中，

3、所述第一区域包含磁性铁组合物；

4、所述第二区域包含非磁性奥氏体组合物和氮化物沉淀物的分散体。

5、本发明还涉及一种由初始部件形成双相磁性部件的方法，所述初始部件包含磁性铁相组成，所述方法包括：

6、掩蔽初始部件的第一区域，形成掩蔽区域，并且留下初始部件中未掩蔽的第二区域，形成暴露区域；以及

7、在包含氮的处理环境中，在处理温度下，对初始部件进行热处理，将暴露区域中磁性铁相的至少一部分转变为微结构，所述处理温度低于磁性铁相的氮化物固溶线温度，所述微结构包含非磁性奥氏体相和氮化物沉淀物的分散体。

1.一种双相磁性部件，包括：

2.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述第二区域包含大于或等于0.4重量％的氮。

3.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述第二区域包含大于或等于0.7重量％的氮。

4.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述第一区域包含小于或等于0.1重量％的氮。

5.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述氮化物沉淀物的分散体形成第二区域的截面面积的大于0％至小于或等于13％。

6.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述第二区域在室温下的0.2％屈服应力大于或等于70ksi。

7.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述第一区域基本上不含氮化物沉淀物。

8.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述单一材料包含铁铬合金。

9.根据权利要求1所述的双相磁性部件，其中，所述双相磁性部件为定子部件或转子部件。

10.一种由初始部件形成双相磁性部件的方法，所述初始部件包含磁性铁相组成，所述方法包括：