T/CSTM 01272-2024 增材制造 传感器用激光粉末床熔融制备磁芯

ICS 77.040.10
CCS H 22
团体标准
T/CSTM 01272—2024
增材制造 传感器用激光粉末床熔融制备磁芯
Additive manufacturing—Magnetic cores for sensors fabricated by laser powderbed fusion
2024-10-31 发布2025-01-31 实施
中关村材料试验技术联盟发布

前 言
本文件参照GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T
20001.10—2014《标准编写规则第10 部分：产品标准》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准化领域委员会（CSTM/FC99）提出。
本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准化领域委员会（CSTM/FC99）和粉末冶金标准化
领域委员会（CSTM/FC90）共同归口。
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引言
磁芯是传感器的核心部件，其品质决定了传感器的灵敏度、测量结果的准确性和可靠性等。目前磁
芯一般采用减材制造或压制成型进行制备，存在材料浪费严重、受模具限制等缺点。相比于传统制备方
法，增材制造技术具有近净成形、无需模具和易于制备等优势，其中的激光粉末床熔融技术在复杂几何
形状传感器用磁芯的制造方面潜力巨大、前景广阔。因此，对传感器用激光粉末床熔融制备磁芯进行规
范非常紧迫且重要。本文件对传感器用激光粉末床熔融制备的磁芯做出规定，也为类似磁芯的设计、开
发和制造提供有益借鉴。
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增材制造传感器用激光粉末床熔融制备磁芯
1 范围
本文件规定了传感器用激光粉末床熔融制备磁芯的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、
标志、标签和随行文件以及包装、运输和贮存等。
本文件适用于以激光粉末床熔融工艺制备的传感器用磁芯（以下简称磁芯）。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅
该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 223.8 钢铁及合金化学分析方法氟化钠分离-EDTA 滴定法测定铝含量
GB/T 223.11 钢铁及合金铬含量的测定可视滴定或电位滴定法
GB/T 223.18 钢铁及合金化学分析方法硫代硫酸钠分离-碘量法测定铜量
GB/T 223.25 钢铁及合金化学分析方法丁二酮肟重量法测定镍量
GB/T 223.59 钢铁及合金磷含量的测定铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法
GB/T 223.60 钢铁及合金硅含量的测定重量法
GB/T 223.63 钢铁及合金锰含量的测定高碘酸钠（钾）分光光度法
GB/T 223.79 钢铁多元素含量的测定X-射线荧光光谱法（常规法）
GB/T 223.85 钢铁及合金硫含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法
GB/T 223.86 钢铁及合金总碳含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法
GB/T 1480 金属粉末干筛分法测定粒度
GB/T 2900.60 电工术语电磁学
GB/T 3500 粉末冶金术语
GB/T 3658 软磁金属材料和粉末冶金材料20 Hz～100 kHz 频率范围磁性能的环形试样测量方法
GB/T 3850 致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法
GB/T 7232 金属热处理术语
GB/T 7665 传感器通用术语
GB/T 11261 钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法
GB/T 13012 软磁材料直流磁性能的测量方法
GB/T 19077 粒度分析激光衍射法
GB/T 35351 增材制造术语
ISO/ASTM 52921 增材制造术语坐标系统和测试方法（ Standard terminology for additive
manufacturing—Coordinate systems and test methodologies）
3 术语和定义
GB/T 3500、GB/T 7232界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
传感器sensors
能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
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[来源：GB/T 7665—2005，3.1.1]
3.2
磁芯magnetic cores
传感器的核心部件，由铁磁性材料制成，通常要求具有高的磁导率和低的矫顽力等。
3.3
增材制造additive manufacturing
AM
以三维模型数据为基础，通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。
[来源：GB/T 35351—2017，2.1.1]
3.4
粉末床powder bed
增材制造工艺中的成形区域，在该区域中原材料被沉积，通过热源选择性地熔化、烧结或者用粘接剂来
制造零件或实物。
[来源：GB/T 35351—2017，2.5.5]
3.5
激光粉末床熔融laser powder bed fusion
以激光作为热源，选择性地熔化/烧结粉末床区域的增材制造工艺。
[来源：GB/T 35351—2017，2.2.5，有修改]
3.6
磁芯相对密度relative density of magnetic cores
激光粉末床熔融制备的磁芯密度与参考物体密度的比值，本文件中取相同成分的块体致密物为参考物
体。
3.7
饱和磁化强度saturation magnetization
磁性材料在外加磁场中被磁化时所能够达到的最大磁化强度。
3.8
磁导率magnetic permeability
磁性材料在介质中的磁通密度与磁场强度的比值。
[来源：GB/T 2900.60—2002，121.12.28，有修改]
3.9
矫顽力coercivity
通过单调降低外加磁场强度，使试件的磁通密度或磁极化强度和磁化强度从磁饱和状态值降为零时，试
件中的矫顽磁场强度。
[来源：GB/T 2900.60—2002，121.12.69]
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4 技术要求
4.1 原材料要求
4.1.1 化学成分
磁芯的原材料为铁磁性材料粉末，其牌号和化学成分应符合表1 的规定。供需双方也可协商确定使
用其他牌号的化学成分的原材料，并在合同中注明。
表1 化学成分
牌号
化学成分（质量分数）/ %
C Mn Si P S Cr Ni* Cu Al Fe* O
1J50 ≤0.03 0.30~0.60 0.15~0.30 ≤0.02 ≤0.02 - 49.00~50.50 ≤0.20 - 余量≤0.05
1J80 ≤0.03 0.60~1.10 1.10~1.50 ≤0.02 ≤0.02 2.60~3.00 79.00~81.50 ≤0.20 - 余量≤0.05
牌号C Mn Si* P S Cr Ni Cu Al Fe* O
FeSi3.5 ≤0.03 ≤0.05 3.20~3.80 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.10 - - ≤0.02 余量≤0.05
FeSi6.5 ≤0.03 ≤0.08 6.20~6.80 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.10 - - ≤0.02 余量≤0.05
牌号C Mn Si* P S Cr Ni Cu Al* Fe* O
FeSi9Al5 ≤0.03 - 8.90~9.30 ≤0.02 ≤0.02 - - - 5.40~5.70 余量≤0.05
注：*为主要元素。
4.1.2 粒度
原材料的粒度应符合表2 的规定。需方对原材料的粒度有特殊要求时，应由供需双方协商确定，并
在合同中注明。
表2 粒度
牌号规格(μm) 粒度组成粒度分布
1J50 10~60 ＞60 μm 不大于10%
D10≥5 μm，
20 μm≤D50≤50 μm，
D90≤70 μm
1J80 10~60 ＞60 μm 不大于10%
D10≥5 μm，
20 μm≤D50≤50 μm，
D90≤70 μm
FeSi3.5 15~53 ＞53 μm 不大于10%
D10≥10 μm，
25 μm≤D50≤45 μm，
D90≤65 μm
FeSi6.5 15~53 ＞53 μm 不大于10%
D10≥10 μm，
25 μm≤D50≤45 μm，
D90≤65 μm
FeSi9Al5 15~53 ＞53 μm 不大于10%
D10≥10 μm，
25 μm≤D50≤45 μm，
D90≤65 μm
4.2 磁芯要求
4.2.1 供应状态
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磁芯的供应状态有成形态、退火态和热等静压态。需方对最终成形零件的供应状态有特殊要求时，
应由供需双方协商确定，并在合同中注明。
4.2.2 化学成分
磁芯的化学成分应符合表1的规定，其中主要元素偏差不大于5 %。
4.2.3 磁性能
磁芯的磁性能包括饱和磁化强度、矫顽力和有效磁导率。成形态磁芯的磁性能应符合表3的规定。
需方对成形态磁芯的磁性能有特殊要求时，应由供需双方协商确定，并在合同中注明。退火态和热等静
压态磁芯的磁性能要求由供需双方协商确定，并在合同中注明。
表3 磁性能
牌号
饱和磁化强度
(emu/g)
矫顽力
(Oe)
有效磁导率（1 kHz时）
1J50 ≥148.0 ≤15.6 ≥80.0
1J80 ≥94.0 ≤11.5 ≥70.0
FeSi3.5 ≥202.0 ≤16.5 ≥60.0
FeSi6.5 ≥186.0 ≤16.0 ≥65.0
FeSi9Al5 ≥120.0 ≤5.5 ≥177.0
4.2.4 相对密度
磁芯实体结构部分的相对密度应不小于99.0 %。
4.2.5 尺寸及允许偏差
磁芯的尺寸及允许偏差应符合供需双方签订的技术图样，允许通过机加工达到技术图样要求。需方
对磁芯的尺寸及允许偏差有特殊要求时，应由供需双方协商确定，并在合同中注明。
4.2.6 表面质量
磁芯表面应无目视可见的缺损、掉块等缺陷。
磁芯外表面及内表面允许轻微起伏，在不超出尺寸允许偏差的前提下，允许采用喷砂、打磨、机加
工等方法改善表面质量。
5 试验方法
5.1 原材料
5.1.1 化学成分
原材料的化学成分测定按照GB/T 223.8、GB/T 223.11、GB/T 223.18、GB/T 223.25、GB/T 223.59、
GB/T 223.60、GB/T 223.63、GB/T 223.79、GB/T 223.85、GB/T 223.86和GB/T 11261的规定进行。
5.1.2 粒度
原材料的粒度组成测定按照GB/T 1480的规定进行，原材料的粒度分布测定按照GB/T 19077的规定
进行。
5.2 磁芯
5.2.1 化学成分
磁芯的化学成分测定按照GB/T 223.8、GB/T 223.11、GB/T 223.18、GB/T 223.25、GB/T 223.59、
GB/T 223.60、GB/T 223.63、GB/T 223.79、GB/T 223.85、GB/T 223.86、GB/T 11261的规定进行。
5.2.2 磁性能
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磁芯的饱和磁化强度和矫顽力测定按照GB/T 13012的规定进行，磁芯的有效磁导率测定按照GB/T
3658的规定进行。
5.2.3 相对密度
磁芯的实测密度按照GB/T 3850的规定进行，由实测密度与参考密度的比值计算相对密度。
5.2.4 尺寸及允许偏差
磁芯的尺寸及允许偏差采用相应精度的量具测量，检验位置及方法由供需双方协商确定。
5.2.5 表面质量
磁芯的表面质量采用目视检查，必要时，结合相应精度的量具进行检验。
6 检验规则
6.1 检查与验收
6.1.1 磁芯应由供方或第三方进行检验，保证磁芯质量符合本文件及合同的规定，并填写随行文件。
6.1.2 需方可对收到的磁芯按本文件及合同的规定进行检验。如检验结果与本文件及合同的规定不符
时，应在收到磁芯之日起3个月内以书面形式向供方提出，由供需双方协商解决，如需仲裁，仲裁取样
在需方，由供需双方共同进行。
6.2 组批规则
磁芯应成批提交验收。每批应由同一生产工艺、同一牌号、同一规格、同一供应状态的磁芯组成。
6.3 检验项目和抽样方案
磁芯的检验项目和抽样方案应符合表4的规定。
表4 检验项目和抽样方案
检验项目抽样方案技术要求对应的章条号试验方法对应的章条号
化学成分磁芯或随炉样上取样，每批1件4.2.2 5.2.1
磁性能磁芯或随炉样上取样，每批至少3件4.2.3 5.2.2
相对密度磁芯或随炉样上取样，每批至少1件4.2.4 5.2.3
尺寸及允许偏差逐件4.2.5 5.2.4
表面质量逐件4.2.6 5.2.5
随炉样的数量和放置位置宜使测试结果能够准确代表磁芯性能。
6.4 判定规则
6.4.1 磁芯的化学成分、磁性能、相对密度检验结果有任一项不合格时，允许另取双倍数量的试样（不
包括原受检样）对不合格项进行一次重复检验。若重复检验仍有任一结果不合格时，判该批磁芯不合格。
6.4.2 磁芯的尺寸及允许偏差、表面质量检验结果有任一项不合格时，判该件磁芯不合格。
7 标志、标签和随行文件
7.1 标志和标签
在磁芯包装上应有如下标志（或标签）：
a） 供方质量部门印章；
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b） 磁芯名称、牌号；
c） 供应状态；
d） 磁芯净重、数量；
e） 磁芯批号。
7.2 随行文件
每批磁芯应附有随行文件，其中除应包括供方信息、磁芯信息、本文件编号、出厂日期或包装日期
外，还宜包括：
a） 磁芯质量保证书，内容如下：
——磁芯的主要性能及技术参数；
——磁芯特点（包括制造工艺及原材料的特点）；
——对磁芯质量所负的责任；
——磁芯获得的质量认证及带供方技术监督部门检印的各项分析检验结果；
b） 磁芯制备记录卡。传感器用磁芯激光粉末床熔融制备记录卡见附录A；
c） 磁芯使用说明：正确搬运、使用、贮存方法等；
d） 其他。
7.3 订货内容
订购本文件所列磁芯的订货单至少应包括下列内容：
a） 名称；
b） 牌号；
c） 数量；
d） 性能要求；
e） 供应状态；
f） 技术图样；
g） 本文件编号；
h） 其他。
8 包装、运输和贮存
8.1 包装
磁芯可采用纸张、塑料、木质、铁质及其他回收环保材质的袋（或盒、箱、桶）等包装方式进行包
装，磁芯与磁芯之间用内隔板或软性材料隔开。具体由供需双方协商确定。包装容器应保证其在运输过
程中的完整性，且不易破损、受潮、氧化或者使磁芯接触到外来污染物质。
8.2 运输
磁芯应在有遮盖物的条件下进行运输，运输过程应防止雨淋受潮，应避免与氧化剂、酸类、碱类混
运，应避免剧烈碰撞和机械挤压，应远离强电磁环境，搬运过程应轻装轻卸。
8.3 贮存
磁芯应贮存在干燥、阴凉、无强电磁干扰、无腐蚀性物质侵蚀的室内，不应与氧化剂、酸类、碱类
一起存放。
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附录A
（规范性）
磁芯制备记录卡
传感器用磁芯激光粉末床熔融制备记录卡见表A.1。
表A.1 传感器用磁芯激光粉末床熔融制备记录卡
编号1 2 3 4 5
牌号
粉末
参数
成
分
设计成分
标定成分
粒
度
规格(μm)
粒度组成
粒度分布
增材
制造
参数
扫描策略
层厚(μm)
激光功率(W)
扫描速度(mm/s)
扫描间距(μm)
环境
条件
温度(℃)
相对湿度
磁芯
参数
化学成分
密
度
参考密度
（g/cm3）
实测密度
（g/cm3）
相对密度
磁
性
能
矫顽力(Oe)
有效磁导率
饱和磁化强度
(emu/g)
磁芯制备人员
后处理
后处理人员
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附录B
（资料性）
起草单位和主要起草人
本文件起草单位：中国矿业大学、北京理工大学、钢研纳克检测技术股份有限公司、中国科学院
宁波材料技术与工程研究所、哈尔滨工业大学、大连交通大学、美光(江苏)三维科技有限公司、中国兵
器工业第五九研究所、北京科技大学、中南大学、无锡强力环保科技有限公司、湛江科技学院、徐州工
程学院。
本文件主要起草人：刘海顺、徐春广、杨卫明、殷春浩、霍军涛、张建卫、黄永江、吕云卓、李
帅、韩陈康、张响、魏明、孙茂峰、李富强、裴宁、郑林、张津、焦杨、祝昌军、张雷、薛志强、马严、
李文宇、李宏扬、刘李晨、安英莉。
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参考文献
[1] GB/T 35021 增材制造工艺分类及原材料
[2] GB/T 35022 增材制造主要特性和测试方法零件和粉末原材料
[3] GB/T 37698 增材制造设计要求、指南和建议
[4] GB/T 39247 增材制造金属制件热处理工艺规范
[5] GB/T 39252 增材制造金属材料粉末床熔融工艺规范
[6] GB/T 39254 增材制造金属制件机械性能评价通则
[7] E.A. Périgo, J. Jacimovic, F. García Ferré, L.M. Scherf. Additive manufacturing of magnetic
materials. Additive Manufacturing, 2019, 30(C).
[8] T.N. Lamichhane, L. Sethuraman, A. Dalagan, H. Wang, J. Keller, M.P. Paranthaman. Additive
manufacturing of soft magnets for electrical machines—a review. Materials Today Physics, 2020, 15.