金属电磁铸造无量纲判据数学模型及实验研究

提出了电磁无模成形无量纲数的概念，并从电磁无模成形的基本原理出发推导建立了该无量纲数的数学模型，为判断不同金属实现电磁铸造无模电磁成形的难易程度以及估算金属实现无模电磁成形所必需的电磁参数提供了有用的数学工具。     

薄板交流水平电磁铸造的悬浮与成形规律

实验研究了薄板交流水平电磁铸造中的悬浮力和侧向力，考察了悬浮装置结构参数对悬浮形成性的影响。结果表明：装置中的凸台明显提高悬浮力而不增加侧向力，屏蔽－铝液回路的电阻明显减小悬浮力，在距凸台２ｃｍ处基本不存在侧向力。     

电磁技术在铸造中的研究与应用

介绍了利用电磁场与金属相互作用产生的焦耳热效应和洛仑兹力效应，以及用于铸造的几种电磁加工技术，包括感应加热技术、电磁搅拌技术，电磁雾化技术，电磁约束成型技术，薄壁件移动磁场铸造技术，熔体输送技术等，这些技术在21世纪的绿色集约铸造中，将占有重要地位。     

铝合金电磁充型低压铸造电磁场设计方法

根据电磁泵原理,着重对电磁泵中电磁场的设计方法进行了研究,获得了分体式电磁铁磁隙宽度和磁极结构对磁隙中磁感应强度B的影响规律.结果表明, 磁感应强度B与铁芯横截面积S的平方根S、磁感应强度B的自然对数lnB与磁隙宽度δ以及与铁芯的中心线长度L0和铁芯横截面积S的平方根之比L0/S均成线性关系.利用数学回归分析的方法,推导出开口磁铁在饱和阶段磁隙间的磁感应强度B的经验计算公式.     

电磁泵低压铸造工艺试验研究

试验测定和分析了在低压铸造中电磁泵的工作参数，目的是为电磁泵低压铸造系统工艺控制提供依据。并在此基础上试铸了铝合金叶轮，表明了电磁泵充型的低压铸造方法能很好地执行即定的铸造工艺，获得高品质铝铸件。     

铝合金新型电磁铸造装置

介绍日本新近研制的新型电磁铸造装置，在铝合金铸造过程中，可快速地通过调整屏蔽线圈的电感，以改变铸造电磁场的强度，从而确保铸锭质量。     

电磁铸造移动磁场发生器磁场分布规律及其作用分析

研究了用于电磁铸造的移动磁场发生器上磁场强度变化及其对金属产生的力的作用.结果表明,磁感应强度分量By和Bz的变化趋势相反.By的存在使金属流动充型过程中产生表面凹坑型缺陷,Bz明显提高金属液流动速度,而在提高充型能力的同时,会使金属液流前端截面减小而形成反向充填,引发冷隔缺陷.铁磁性上模可以减弱By、增强Bz,提高表面质量.金属在移动磁场中受到的力与其投影面积有关,而且存在临界投影面积,小于该临界值后,电磁力不足以拉动该金属.     

高频磁场电磁净化体积力模型建立

鉴于液态金属内部电磁力分布对电磁净化效果的影响，提出了高频电磁场电磁净化技术中电磁体积力的数学模型，并具体分析了不同电力参数和实验参数下金属熔体内部电磁体积力的分布规律。研究表明，增加磁感应强度能够有效地增大熔体内部电磁体积力，从而提高净化效率；增加电源频率能够有效地改变熔体内部电磁体积力的分布规律，增大熔体表面的电磁体积力，但是随着电源频率的增大将减小电磁力在金属内部的作用区域，使得电磁净化的有效作用范围减小；在一定磁感应强度下，熔体内部某一深度处的电磁体积力随着频率的增加先增大后减小，当频率满足f=1（4πσμχ^2）时，该处的电磁体积力取得最大值。     

Mathematical modeling of electromagnetic dimensionless number for electromagnetic casting of metals and its application

in order to estimate the feasibility of electromagnetic casting (EMC) for different metals, a mathematical model named the electromagnetic dimensionless number (EMDN) was presented, and its validity was proved by the experiments of aluminum and Sn-3~Pb alloy. From the experiment and the analysis of EMDN it can be concluded that the EMC of steel can be attained only when the magnetic flux density is larger than 0. 09 T, while that required for aluminum is only 0. 04 T. The mathematical expression of the electromagnetic dimensionless number was given out.     

Electromagnetic characteristics of square cold crucible designed for silicon preparation

In the present work, the strength and distribution of electromagnetic field in the square cold crucible that designed for casting multicrystalline silicon were measured and analyzed by using a small coil method. The results show that in the perpendicular direction the maximum of magnetic flux density (B) appears at the position slightly above the middle of the coil, and then B attenuates toward both sides, and decreases more to the bottom of the crucible. In the horizontal direction, from the edge (corner) to the center, B firstly decreases gradually, and then slightly increases in the center. While along the inner sides of the crucible, the distribution is relatively uniform,especially in the effective acting range. B increases with the increasing of the input power. Moving the coil to the top of the crucible, B increases and the effective acting range of the electromagnetic field becomes bigger. For the coils with different tums, the five turns coil can induce the highest magnetic flux density.     

异相位电磁连铸的电磁场分析

采用ANSYS有限元软件对空心管异相位电磁连铸中电磁场、力场的分布进行了模拟．结果表明：异相位磁场作用下,铸管中磁感应强度高且分布均匀;壁厚中部的金属熔体受到沿径向的电磁推力,向外结晶器方向流动;石墨环附近的金属熔体和初凝壳受到电磁斥力的作用,可以避免“抱芯”,减少摩擦,抑制了偏析瘤的形成,进而提高了铸管表面质量．     

软接触结晶器电磁连铸保护渣道的动态压力

通过模型实验，测量了在不同强度高频电磁场作用下液态金属弯月面形状，计算了保护渣道宽度及在结晶器振动一个周期内保护渣道动态压力变化情况．结果表明，高频电磁场能够显著减小保护渣道内动态压力的变化，这是软接触结晶器电磁连铸技术改善铸坯表面质量的一个可能机理．计算还表明，磁场强度的增加并不能无限制地减小保护渣道内动态压力，为获得最佳的铸坯表面质量，存在一个最合适的磁感应强度．     

高温合金母合金锭的真空电磁铸造技术研究

为了提高高温合金母合金锭的内在质量，提出了在高温合金真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌的真空电磁铸造技术。使用电子探针和光学显微镜研究了在真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌对高温合金母合金锭内在质量的影响。结果表明：在高温合金真空熔铸的凝固过程中，合理施加50Hz，60A的电磁搅拌，细化和增加了高温合金母合金锭的等轴晶组织，减少了中心缩孔缩松的大小和分布，大幅减轻了枝晶偏析的程度，从而使高温合金母合金锭的内在质量得到明显的改善。     

电磁技术在材料加工过程中的应用与发展

电磁技术在材料加工过程中的应用主要体现在利用电磁场的热效应和力学效应等方面。本文讲述了电磁分离、电磁驱动、电磁制动、电磁细化、电磁铸造、电磁感应加热以及电磁悬浮和电磁约束成型等技术在材料加工过程中的应用与发展。     

铝合金的软接触电磁连铸研究

采用软接触电磁连铸技术和普通连铸技术铸造了Al-4.5%Si合金,用光学显微镜分析了显微组织.结果表明:软接触连铸的内部组织细小、均匀;由于感应热的作用,频率选择不宜过高,本试验条件下1kHz为佳.     

脉冲磁通量密度和Lorentz力的数值模拟

用ANSYS5．5有限元软件对在脉冲磁场中金属熔体凝固条件下，直螺线管线圈及其内部凝固样品中的瞬态脉冲磁通密度、洛伦兹力做了数值模拟。模拟计算结果表明，在脉冲磁场中凝固的条件下，直螺线管线圈内及其凝固样品中脉冲磁通密度和洛伦兹力分布具有轴向、径向分布不对称性和不均匀性。脉冲磁通量和洛伦兹力的这种分布特性对了解脉冲磁场凝固条件下，瞬态的脉冲磁通量和洛伦兹力的特性及其对金属熔体的凝固行为和凝固组织的作用具有重要意义。