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原位摩擦搅拌锻造一步致密化 Fe-3.5Si 粉末，软磁件抗拉强度超过 650 MPa

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-08-22T10:40:00+08:00 · 更新 2026-08-22T10:40:38+08:00

核心结论

npj Advanced Manufacturing 报告原位摩擦搅拌锻造，以预氧化 Fe-3.5Si 粉末一步实现快速致密化和近净成形；样件抗拉强度超过 650 MPa、饱和磁化 187 emu/g、矫顽力低于 10 Oe。工艺试图兼顾机械强度、颗粒绝缘与复杂磁路，但目前是材料样件证据，工具磨损、截面均匀性、批次一致性和整机损耗仍待验证。

发生了什么。 npj Advanced Manufacturing 8 月 22 日发表研究，提出原位摩擦搅拌锻造（I-FSF），尝试把预氧化 Fe-3.5Si 软磁粉末在单一步骤中致密化并制成近净成形部件。传统电机广泛使用叠片软磁材料；软磁复合材料能适应三维磁通、降低高频涡流损耗，却常面临致密度、机械强度与绝缘层同时兼顾的制造难题。

工艺逻辑。 I-FSF 借助旋转工具引入局部热和强塑性变形，使粉末快速压实并成形，不依赖常规烧结所需的长扩散时间。研究选择预氧化粉末，让颗粒表面的氧化层在致密化后继续提高电阻率，试图在导磁性能与抑制涡流之间保持平衡。所谓“近净成形”意味着部件更接近最终几何，理论上可减少后续机加工和材料损耗，但不代表完全免加工。

性能结果。 论文报告所得部件抗拉强度超过 650 MPa，饱和磁化强度为 187 emu/g，矫顽力低于 10 Oe；作者据此认为，工艺在机械完整性、磁效率和制造简化之间取得了可用组合。对高频电机、复杂磁路和电气化设备设计者而言，一步成形若能稳定复制，可能扩大软磁复合材料可制造的形状范围，并减少多阶段压制—烧结路线的时间成本。

还需观察。 这些是材料与样件层性能，不是整机效率、温升、疲劳寿命或量产良率。摩擦搅拌过程的工具磨损、截面均匀性、氧化层连续性、复杂三维几何可达性，以及不同批次粉末的一致性，都可能决定放大结果。下一步需要与成熟叠片、压制烧结 SMC 在相同频率和磁通条件下对比损耗，并用真实电机原型验证系统收益。

来源：npj Advanced Manufacturing 论文；DOI

信息来源

可信度说明

来源为 8 月 22 日 npj Advanced Manufacturing 同行评议论文，关键性能为作者报告的材料和样件测试。尚未给出电机原型效率、长期热循环、规模化良率或与成熟叠片和压制烧结路线的同条件全生命周期比较。

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