耐热不锈钢真空双频电磁约束成形

研究了真空下耐热不锈钢的双频电磁约束成形过程,建立了真空下电磁约束成形的双感应器-熔体-屏蔽罩耦合系统.结果表明:双频电磁成形中,两感应器间距增至25mm时,预热感应器基本不影响成形感应器中的磁场分布,但能独立调整熔体的温度分布,调节电磁成形系统的有效热力比.屏蔽罩与成形感应器配置合适时,有效地调节成形感应器内磁场分布,使加热区域上移,熔体的下固/液界面升高,达到电磁压力有效作用范围内,有利于过程的耦合;同时也避免对冷却介质过分加热,改善了冷却条件.合理的有效热力比仅是保证成形耦合的必要条件;更充分的条件是,产生最大静压力的液/固界面必须刚好在最大电磁压力的作用点上.最后采用双频电磁约束成形方法获得了表面质量较好的、组织定向的大宽厚比耐热不锈钢板状件.     

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。     

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。     

液态金属双频电磁约束成形过程研究

利用高频－超音频和双高频的电磁场实现了液态金属双频电磁约束成形的工艺过程,达到了固态试样无接触加热熔化、初步约束成形和复杂形状熔体无模壳电磁成形的目的。在双频电磁成形过程中发现,高频－超音频双频电磁成形控制不仅优于单频电磁成形,而且比双高频电磁成形控制容易,2种频率的电磁场不同加热熔化和电磁成形功能都能加以发挥,并可单独加以调节。在试验中利用高频－超音频双频电磁成形工艺过程成功儿得了扁椭圆截面和弯截面复杂形状的双频无模电磁成形样件。     

作用于中小尺寸板状熔体表面电磁压力的分析

推导了一个适用于中小尺寸板状熔体表面电磁压力的计算公式。该式给出了电磁压力系数ｐ与板厚ａ、电流频率ｆ、以及材料的电磁参数μγ之间的准确关系，主要结果如下：（１）当ｆ，ａ，以及μγ足够大，使得板的厚度ａ与电流集肤厚度δ的比α／δ〉２．２时，电磁压力系数是一个常数，电磁压力要由公式Ｐｍ＝Ｂ＾２／２μ计算。（２）但若ｆ，ａ，以及μγ比较小，使α／δ〈２．２，则电磁压力必须由系数ｐ进行修正。也就是说，电磁     

矩形截面小圆角管件胀-压复合成形工艺

对于精度要求高、圆角半径小、厚度分布均匀的矩形截面管件,传统的成形工艺难以成形出合格零件.采用有限元模拟和实验研究的方法,研究了矩形截面小圆角管件胀-压复合成形工艺,分析了内压、上模压下量等关键参数对零件圆角半径和壁厚分布的影响.结果表明,增大内压和上模压下量有利于圆角的填充,采用适当的内压和上模压下量,矩形试件的相对...     

铝板弯曲电磁校形实验研究

回弹是弯曲成形的主要缺陷,传统的弯曲工艺消除回弹的效果并不理想.电磁成形是一种高速成形技术,能提高成形性能,改善应力分布,有效地控制回弹.以1060铝板为研究对象,提出一种用于V形件弯曲校正匀压力线圈,以利于提高成形效率,对不同厚度的铝板毛坯进行电磁弯曲校形实验.实验结果表明:随着放电能量的增加,V形件回弹逐渐减小直至消除;坯料越厚,消除回弹所需的能量越大;坯料宽度对工件回弹没有影响;在较低的能量下对工件进行多次放电,随着放电次数的增加,回弹逐渐减小,最终被消除;离折弯线区域越近,工件塑性变形功越大.     

面向厚度均匀分布的矩形截面管材液压成形预成形工序设计

为实现矩形截面管件液压成形时圆角填充和厚度均匀分布,设计了3种矩形截面并采用刚性模的预成形方案;利用LS-DYNA软件进行了数值仿真计算,并在最终液压成形工序时继承了预成形工序的仿真结果,以期获得准确的圆角充填结果和厚度分布规律。结果表明,长边内凹、短边平直的预成形方案可保证减薄率低于10%,其直边与圆角过渡段厚度分布最为均匀且容易实现。经实验验证,相对其他预成形方案,长边内凹、短边平直的方案最优。     

小截面送料双频电磁成形的试验研究

研究了金属熔体的小截面送料双频电磁成形过程。结果表明：屏蔽罩能够调节成形感应圈内的磁场分布，使成形感应圈内的熔体处于合理状态；两感应圈间必须保持一定距离，使预热感应圈的磁场不影响成形感应圈的磁场分布，利于成形稳定；在其他条件一定的情况下，有一适合的抽拉速度和电源功率匹配；并获得了表面质量良好的耐热不锈钢样件。     

钛铝合金电磁冷坩埚定向凝固技术的研究

介绍了针对高活性Ti及TiAl合金电磁冷坩埚定向凝固技术的研究结果.通过系统地对近矩形冷坩埚电磁场、温度场及其耦合作用的实验及分析,初步建立了温度、电磁压力与半悬浮熔体间以及它们与电磁冷坩埚系统主要参数之间的规律性关系.在此基础上制备出冶金质量较好具有定向凝固组织的Ti合金及TiAl金属间化合物的近矩形截面样件.     

电磁铆接电磁场数值模拟

为了分析电磁铆接电磁场的变化规律,采用数值模拟方法,以ANSYS软件为平台建立了电压激励的电磁场耦合模型.通过电阻分流器测最线圈放电电流,验证建立耦合模型的正确性.研究结果表明:驱动片主要受轴向磁场力作用,沿驱动片径向分布不均匀,在驱动片半径一半附近轴向磁场力最大;磁场力沿驱动片厚度方向呈梯度分布.在线圈与驱动片之间,磁场主要沿径向分布,渗入驱动片的磁场呈衰减分布.     

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.     

电磁成形技术的研究与应用

电磁成形技术作为高能、高效率技术有着传统成形方法不能比拟的优越性,在工业生产中应用十分广泛。主要介绍了电磁成形在管材成形、平板件成形、冲裁、铆接、焊接、电磁粉末压制等方面的应用。     

电磁校形过程中磁场力耦合模拟分析

管件磁脉冲校形是指利用电磁成形工艺使管件在磁脉冲力的作用下高速撞击模壁并贴模的一种先进校形工艺。目前。电磁成形工艺中应用较多的是管件电磁胀形、缩颈以及平板成形，而管件校形工艺及理论研究很少。本文提出了一种基于ANSYS重启动分析的电磁一结构强耦合模型。模型考虑了管件变形对磁场计算的影响，能够准确的模拟电磁成形过程，并有效的避免了空气网格畸变对结构变形的影响。分析了电磁校形过程中管坯不同变形状态下系统的磁场力大小及分布。讨论了管件中最大磁场力的发生时刻，给出了模具中的涡流及磁场力的分布。     

圆坯凝固末端电磁搅拌电磁场的数值模拟

以某厂圆坯凝固末端电磁搅拌器为研究对象,建立了圆坯凝固末端电磁搅拌的三维数学模型。利用有限元软件ANSYS对电磁场的分布规律进行了数值模拟,研究了不同工艺参数对磁感应强度和电磁力分布规律的影响。研究结果表明：当电流频率为8 Hz,电流强度从100 A增加到400 A时,搅拌器中心处的磁感应强度从19.5 mT提高到77.9 mT,中心横截面上切向电磁力的最大值从115 N/m3提高到1 837 N/m3。当电流强度为300 A,电流频率从4 Hz增加到12 Hz时,搅拌器中心处的磁感应强度从60.3 mT下降到55.6 mT,中心横截面上切向电磁力的最大值从550.2 N/m3提高到1 501.8 N/m3。     

高频磁场电磁净化模拟

为了更准确地分析高频交变电磁场对金属熔体中的非金属夹杂物的去除效果,分别利用硅含量为18%、12.6%和10%3种铝硅合金所生成的尺寸为100、50和10μm的硅块来模拟非金属夹杂物以进行电磁净化实验研究.实验证明:生成的硅块可以更好地模拟金属液中单个的非金属夹杂物;施加电磁场后发现,电磁挤压力对单个尺寸在100和50 μm的非金属夹杂物的去除效果明显,同时也可以去除10 μm左右的非金属夹杂物.     

Design method of electromagnetic field applied to Al-alloy electromagnetic casting

The electromagnetic pump imposes the electromagnetic motive force （Lorentz force） on the liquid metal directly and makes it move along the definite direction by using the function of electric current and magnetic field in the conducting fluid. Compared with the traditional die casting, the system of counter-gravity casting can effectively control the speed of filling to make Al-alloy liquid fill steadily by adjusting controlled-current. So the foundry defects can be decreased or avoided effectively by this system. Based on the theory of electromagnetic pump, the design method of electromagnetic field in electromagnetic pump was investigated emphatically. The rule of magnetic induction intensity B influenced by the divided electromagnet airgap＇s size was founded. Furthermore, the empirical formula of magnetic induction intensity B in a magnetic airgap for an open magnet in the saturated state was deduced by mathematics regression analysis. Counter-gravity casting applied to the Al-alloy electromagnetic filling was developed with this method. Besides, the electromagnetism filling counter-gravity casting process of the turbo-charge blade wheel was also fixed. The eligibility rate of blade wheel produced by such technique can be increased to 98%. The casts have compact structure and excellent capability.     

电磁胀环数值模拟研究

电磁胀环足研究高速率成形变形规律的重要实验手段之一。圆环上的磁压力分布对变形模式及分布有重要影响,本文设计两种电磁胀环方案,用有限元方法模拟分析磁压力及变形分布。结果表明,自由电磁胀环下磁压力沿轴向和径向分布不均,导致变形分布不均匀;而改用在环件两端加同材质套管的胀形后,圆环上磁压力沿径向分布均匀,轴向很小可忽略,变形分布也趋于均匀,便于变形测量及理论分析,研究高速变形规律更为有效。     

大功率弧焊逆变器的电磁兼容性设计研究

系统地分析了大功率弧焊逆变器产生电磁干扰的主要原因及其对电源性能的影响，给出了相应的抗干扰措施，提高了大功率弧焊逆变器的电磁兼容性（EMC）。