纯铝熔体无接触电磁约束成形的实验观察

电磁场是决定电磁约束成形成败的关键因素.为此,对圆柱形铝件的无接触电磁成形过程以及电磁成形感应器中的磁场分布特性进行了实验研究.结果表明:对于直径小于10 mm的铝样,铝表面的氧化皮在电磁成形过程中起了很大的作用;而对于直径大于10 mm的铝样,铝表面的氧化皮对电磁成形的影响就非常小;感应器高度、感应器内壁倾角,感应器内径以及电流对感应器中的磁场分布影响较大,负载影响较小.可以通过磁场感应强度来设计成形感应器高度;同样,也可以通过感应器高度来计算成形一定高度的金属熔体所需要的磁感应强度.     

高温合金样件无接触电磁成形的试验研究

研究了真空条件下高温合金样件的无接触电磁成形过程,结果表明,采用合适的感应器结构,电流强度,抽拉速率以及屏蔽罩有利于电磁成形过程的稳定实现;在大量实验的基础上,获得了表面品质较好,内部具有定向组织特征的高温合金样件。     

平板件电磁成形磁场力研究

磁场力分析是电磁成形理论分析的基础，其分析结果直接用于工件的变形分析。应用FEA软件ANSYS对平板件电磁成形磁场进行数值计算，分析了板坯上磁场分布特点及放电电压和脉冲电流频率对磁场力的影响。进行了锥形件电磁成形试验，验证了有限元模拟方法用于平板件电磁成形磁场力模拟的有效性。     

电磁成形磁场力的研究

电磁成形属于高能率成形 ,磁场力分析是其理论分析的基础 ,研究结果直接用于工件变形分析、确定电磁成形的工艺参数。本文通过分析电磁胀形的特点提出磁场力求解的归一化 ,阐述了电磁胀形磁场力求解的几种方法和各自特点。不同求解方法的对比表明 ,有限元方法求解磁场力最接近胀形实测情况。随着大型有限元分析软件的应用 ,电磁成形磁场力的研究必将进入一个崭新阶段     

电磁铸造设箅与工艺

电磁结晶器的设计一般要求保证：电磁推力与液柱高度的静压力处处平衡，使液穴内金属的流动不至于过分剧烈，使冷却水均匀合理地分布，底模结构设计要尽量消除铸锭底部的弯曲变形，拉速尤其起动段要与设定值吻合，铸造温度、电流、频率、液位、水压等工艺参数要稳定在工艺给定值。     

特种合金无接触电磁成形过程中的屏蔽效应及凝固特性研究

建立了适合中小尺寸特种合金样件无接触电磁成形的感应器－熔体－屏蔽系统，探讨了特种合金无接触电磁成形过程中的屏蔽效应及凝固特性。结果表明，下屏蔽罩改善了感应器内磁力线分布，实现了电磁成形过程中电磁场和温度场分布的耦合，采用合理的工艺参数，获得了表面质量光洁，具有定向胞晶组织特征的圆形，椭圆形和近矩形特种合金样件。     

矩形电磁冒口内部磁场分布实验研究

通过实验方法测定了电磁冒口内部的磁场分布规律,并分析了电源功率和感应器作用位置对其分布规律的影响。结果表明:沿Z轴方向磁感应强度呈"两端小,中间大"趋势,峰值出现在电磁冒口中心偏上位置,拐角处磁感应强度有明显叠加现象。沿X、Y轴方向的磁感应强度均由中心向端部递增,且窄边的均匀性略优于宽边;随电源功率的增加,Z向磁感应强度明显提升,但均匀性有所降低,综合考虑X、Y、Z向磁感应强度大小及均匀性,电源功率选用7.5 k W较为合理;随电磁场作用位置的上移,磁感应强度峰值位置也随之上移,但峰值大小却略有降低。为使冒口顶部形成稳定的热中心,并避免电磁力将保护渣卷入到钢液模拟物内部,可以将感应器升至距离冒口底部105 mm附近位置。     

管件电磁成形电磁力分布特性分析

本文基于安培力定理建立了管件电磁成形时径向和轴向电磁力的计算公式 ,直观描述了线圈 -工件系统几何参数与电磁力幅值的对应关系 ,阐述了轴向电磁力对提高材料成形性能的作用 ,用数值方法分析了径向和轴向电磁力的分布特性。分析表明 ,细管较粗管成形困难 ,轴向电磁力在管端最大 ,忽略轴向电磁力会导致终态变形分析值小于实际值。     

板坯电磁成形载荷计算方法及分布特性

用平面螺旋和多叠式线圈加工平板毛坯是电磁成形的一种基本方式,其理论研究包括电路分析和动态变形分析两个方面,其中电路分析的目的是确定作用在工件上的脉冲电磁力,并用于变形分析。通过分析板坯电磁成形中工作线圈在强脉冲电流激励下的动态响应过程,建立了线圈磁场、工件表面感应涡流及磁场的计算公式,给出了成形载荷的计算方法。通过数值分析讨论了载荷的分布特性,数值求解结果与相关实验研究结论一致。将成形载荷数值求解结果用于变形分析时,成功地预测了铝板毛坯的自由胀形过程。     

强力感应器与导磁体的发展

裸感应器装上导磁体能提高感应器的效率,集中能量到所需加热零件的表面,称之为强力感应器。本文叙述了强力感应器提高效率的有关数据与各种导磁体的性能与其发展。     

双频电磁约束成形的温度场研究

双频电磁约束成形是一种利用较高频率电磁场熔化金属和利用较低频率约束金属熔体成形，同时实现金属坯料无坩埚熔化和无型成形的先进加工技术。测试并分析了不锈钢(1Crl8Ni9Ti)双频电磁约束成形过程中的温度场及其影响因素。结果表明，成形线圈功率仅影响成形温度场大小而对温度场峰值位置无影响；加热线圈功率和成形样件抽拉速率同时影响成形温度场大小与峰值位置；稳定成形时成形样件抽拉速率的变化改变熔体的温度，而熔体高度在一定的范围内无明显变化，即稳定成形时熔体高度恒定。利用双频电磁约束成形技术制备了大宽厚比不锈钢样件，其宏观组织为定向组织。     

高频导磁体感应器的制作

通过对电子管高频振荡线路的分析和对导磁体感应器的试验，制作合适的高频导磁体感应器。     

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。     

特种合金感应熔炼电磁约束成形技术若干进展

感应熔炼电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,具有无器壁污染、短流程等优点。评述了几种感应熔炼电磁约束成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。     

电磁成形中大宽厚比板状件感应加热特性

研究了电磁成形大宽厚比板状件的感应加热特性，推导了电磁成形大宽厚比板状件单位体积感应加热功率公式。结果表明：中小尺寸的大宽厚比板状件角部感应加热功率与角部半径的平方成正比，角部半径越小，感应加热功率越小，板状件角部越难以熔化。单频磁场条件下，板状件角部和宽面部分均匀熔化的条件是板状件角部半径大于等于板状件宽面处电流透入深度。角部半径小于板状件宽面处电流透入深度时，电磁场难以使板状件角部和宽面部分均匀熔化。针对角部半径小于宽面处电流透入深度的板状件，提出双频电磁成形的方法，并成功制备出具有预设横截面形状的大宽厚比耐热不锈钢板状件。     

电磁场在材料加工中应用现状及发展趋势

电磁场作为一种可控的物理场,因其具有独特的性能而使其在材料科学研究和加工中的应用非常广泛.本文综述了电磁场在材料科学研究和加工中的应用现状及其发展趋势.最后指出电磁场传统应用技术的完善和优化、新的应用技术研究开发、复合场的应用研究将成为电磁场在材料科学研究和加工中发展方向.     

钛合金定向凝固用矩形电磁冷坩埚内的磁场分布特性

利用小线圈法在多功能冷坩埚电磁约束定向凝固装置上，空载测试了矩形冷坩埚内部空间磁场的大小和分布，考察了开缝数目和开缝长度变化对磁场分布的影响。结果表明：增加坩埚开缝数目可以提高坩埚透磁性，增大磁场强度，减少由于开缝引起的磁场沿边周分布的不均匀性，从而提高铸件质量；缝长增大，磁场沿圆周方向分布的均匀性变差，最大磁场强度向缝长增大的方向偏移，同时感应加热形成的熔区增大。     

脉冲电磁场辅助平面磁粒研磨加工试验

目的 在传统的平面磁粒研磨加工中添加脉冲辅助磁场,增大加工区域中磁感应强度和加工时磁感应强度动态变化,丰富磨料粒子在加工时的运动形式,使研磨轨迹复杂化,降低工件表面粗糙度,获得更好的工件表面形貌.方法 通过分析磨料粒子在有无辅助磁场时各自的受力情况,探究辅助磁场对磨料在加工时运动状态的影响,研究脉冲辅助磁场下磨料的运动...     

耐热不锈钢电磁成形过程的稳定性

本文介绍了一种适于制备中小尺寸特种合金铸件的完全无接触电磁成形技术,分析了影响耐热不锈钢无接触电磁成形过程稳定性的因素,并在此基础上,选择合理的工艺参数,试验获得了表面质量良好的不锈钢样件。