电磁成形技术的最新进展_江洪伟

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柔性电子技术的最新进展

随着科学技术的不断发展，柔性电子技术作为一种新兴的电子技术，具备着广泛的应用前景。柔性电子技术最具特色的地方是它能够使电子元器件具备柔性、可折叠、可弯曲等特性，不仅能够适用于各种形状不同的设备上，而且还能够为我们的生活带来更多的便利。

电磁成形

随着电磁成形技术的不断完善以及电磁成形设备的不断改进和提
高，电磁成形工艺将在众多工业领域得到越来越广泛的应用。
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电磁成形工艺
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主要内容
一、定义及背景二、原理及设备三、工艺特点四、工艺设计要点五、应用及前景
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一.电磁成形工艺的定义及背景
➢定义：
利用磁场力使金属坯料变形的高速成形方法。（在成形过程中载荷以脉冲的方式作用于毛坯，故也称磁脉冲成形）
➢背景：
50年代末，开始有电磁成形技术； 60-70年代，得到快速发展（哈工大开始研究电磁成形的基本理论及工艺）； 80年代，美国、前苏联电磁成形机已标准化、系列化； 1986年，哈工大成功研制了我国首台生产用电磁成形机。
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五、电磁成形工艺应用及前景
➢电磁铆接及电磁连接：
应用
实现管与芯轴、软管与接头、管与管、管与板的连接。
生产效率高、连接可靠性高、减少加工工序、降低了对管件的精度要求，大大降低产品成本、提高产品质量
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五、电磁成形工艺应用及前景
➢电磁粉末压制：
应用
放电时，驱动片在电磁力的作用下推动放大器和冲头一起向下运动，实现粉末压制，放大器前端做成锥角，以利于应力波的传递和放大。
➢毛坯几何形状：

用于钢轨踏面检测的电磁超声点聚焦发散表面波方法及其装置[发明专利]

专利名称：用于钢轨踏面检测的电磁超声点聚焦/发散表面波方法及其装置

专利类型：发明专利

发明人：石文泽,卢超,李淇鑫,陈泽刚,彭健,付煜瑞,陈巍巍,唐琴,林俊明

申请号：CN201910611671.4

申请日：20190708

公开号：CN110672718B

公开日：

20220524

专利内容由知识产权出版社提供

摘要：一种用于钢轨踏面快速在线检测的电磁超声点聚焦/发散表面波装置，包括：电磁超声点聚焦/发散表面波探头、阻抗匹配网络、脉冲功率放大器、信号发生器、前置放大器、二级滤波放大电路、数据采集卡、LabVIEW软件检测界面、运动控制器、机械行走/旋转装置。在实现在线自动化检测的同时，可以实现微小缺陷包括斜裂纹的准确定量检测，以及实现裂纹倾角的有效检测。

申请人：南昌航空大学,上饶师范学院

地址：330063 江西省南昌市丰和南大道696号

国籍：CN

代理机构：北京智桥联合知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人：洪余节

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211181368_耐热线型小分子对有机硅耐温吸波涂层的增韧改性研究

第44卷第9期包装工程

2023年5月

PACKAGING ENGINEERING ·81·

收稿日期：2023−03−15

基金项目：国家自然科学基金（52071239）作者简介：汪君（1997—）女，硕士生。耐热线型小分子对有机硅耐温吸波涂层的增韧改性研究

汪君a ，江源源a ，熊逾玲a ，王峰a ，马会茹b ，李维a ，雷丽文a ，陈志宏c

（武汉理工大学 a.材料复合新技术国家重点实验室 b.化学化工与生命学院 c.理学院，武汉 430070）摘要：目的采用能与有机硅单体反应的耐热小分子对苯基硅树脂基吸波涂层进行增韧改性，调控有机硅树脂的交联网络结构，并将改性树脂与耐温吸波剂复合，制备具有高柔韧、高附着力和耐温的吸波涂层。方法将不同端基或链长的耐热增韧剂通过硅氢加成接枝到有机硅树脂基体，改变基体的交联网络结构，通过红外、扫描电镜、万能电子试验机、动态热机械分析仪和矢量网络分析仪测试其性能。结果随着乙烯基封端聚二甲基硅氧烷含量的增加，涂层的柔韧性提高，但耐温性能和附着力降低；当乙烯基封端聚二甲基硅氧烷质量分数为45%时，1 mm 涂层的柔韧性达20 mm ，附着力达7.73 MPa ，抗冲击性大于50 kg·cm 。在300 ℃热处理15 h 后，改性涂层挠度从未改性时的1.08 mm 提升至1.35 mm ，涂层在高温工作后仍保持较好的柔韧性。结论采用耐热线型小分子对有机硅树脂交联网络结构进行改性，可有效地调控耐温吸波涂层的力学性能，为耐高温吸波涂层增韧及其工程应用提供参考。关键词：吸波涂层；有机硅树脂；柔韧性；附着力；耐温

电磁成形技术及应用

规模工业化应用的程度，但具有广阔的应用前景。文章介绍了电磁成形技术的原理及发展状况，并介绍了在平板件成形以及粉末压制领域的应用。

关键词：电磁成形；平板件成形；粉末压制

电磁成形的基本原理就是电磁感应定律，由电磁感应定律可知变化的电场周围会产生变化的磁场，变化的磁场又会在其周围空间激发涡旋电场，处于此电场中的导体中就会产生感应电流，带电导体在变化的磁场中就会受到电磁力，电磁成形技术就是以此为动力作用在工件上，使工件发生变形。由于工件发生变形的速度非常快，时间短，所以能够显著改善材料的塑性行为，并能减小回弹量及残余应力。

1 电磁成形技术的发展概况

20世纪20年代，研究人员在脉冲磁场实验中发现在磁场中用来成形的线圈会发生膨胀甚至破裂，这激发了研究人员对于电磁成形技术的研究。从20世纪50年代末出现第一台电磁成形机后陆续出现各种能量的电磁成形机，电磁成形技术开始在航空航天，汽车等行业得到应用。80年代后，电磁成型技术已经发展较为成熟并在欧美等发达国家开始广泛的应用，并且已经系列化、标准化。

目前，电磁成形技术已可应用于板料的冲压成形，管件的连接扩孔以及粉末压制等众多领域。

2 电磁成形在板材成形中的应用

对板材的电磁成形加工，其示基本原理如图1所示。

当储能电容器向成形线圈中放电时，线圈中就产生变化的电流，由电磁感应定律可知，变化的电流会在其周围空间产生变化的磁场，随着电容器的不断充放电，就在线圈周围空间将产脉冲磁场，脉冲磁场中的工件中就会感应出电流（涡流），工件就成为带电体，而处于急剧变化的磁场中的带电体会受到磁场力的作用，当该磁场力超过材料的屈服极限时，工件就会发生塑性变形，从而达到加工零件的目的。

电磁成形现状及其发展

电磁成形现状及发展

【摘要】电磁成形工艺是一种新兴的高能率成形技术，在工业生产中应用十分广泛。本文介绍了电磁成形在国内外的发展现状及电磁成形在管材成形、平板件成形等方面的应用，并阐述了怎样用有限元方法精确求解电磁成形过程。最后提出了电磁成形存在问题及解决办法，展望了电磁成形的应用前景。

关键词：电磁成形；管材成形；平板件成形；有限元方法

前言

电磁成形工艺是一种新兴的高能率成形技术，是利用瞬间的高压脉冲磁场迫使坯料在冲击电磁力作用下，高速成形的一种成形方法。电磁成形属于高能（高速率）成形技术，高能（高速率）成形技术种类很多，但是电磁成形排除了爆炸成形的危险性，较之电液成形更方便[1][2]。从20世纪50年代末，电磁成形在国内外迅速发展起来，成为金属塑性加工的一种新的工艺方法，深受各工业国的高度重视。现已广泛应用于机械、电子、汽车工业、轻化工及仪器仪表、航空航天、兵器工业等诸多领域，应用前景十分广阔。

电磁成形可广泛应用于平板成形、板材冲裁、冲孔、管材电磁胀形和缩径、翻边和连接、压印和成形、多工序复合成形、组装件的装配、粉末压实、电磁铆接、电磁焊接及放射性物质的封存等，对一些特殊零件是优先选用的成形方法。如大型构件的精密校形、膜片无毛刺冲裁、复杂外形管件加工、导弹卡箍成形、仪器舱校形、飞机透平发动机舱成形[3]、扭矩轴及连杆装配；汽车空气调节储存器、热交换器、万向接头架、凸轮、齿轮等与驱动轴或万向轴管的连接；熔断器、绝缘器等电子元件的装配；核工业中燃料棒的成形、核废料容器的密封；电磁铆接已被泛用于波音737、747、767；而电磁粉末压制为电磁成形技术在功能陶瓷行业、敏感元件和传感器行业又开辟了广阔的应用前景。

电磁法发展现状及应用前景

下的探测，大大提高效率。 • 成本低，速度快 • 解决问题能力强，应用领域广，能满足具备
物性前提的各种勘查工作的需要。
电磁法的一些新的方向
• 航空电磁法 • 海洋电磁法 • 地空电磁系统 • 井中、坑道电磁法
பைடு நூலகம்
TRIDEM固定翼三频航空电磁测量系统
IMPULSE直升机吊舱航空电磁测量系统
航空电磁测量系统
频谱Ｌａｎｃｓｏｚ分解法
频谱Ｌａｎｃｓｏｚ分解法（ＳｐｅｃｔｒａｌＬａｎｃｓｏｚＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ，ＳＬＤＭ）是一种频率中非常有效的数值模拟方法。特别是有模型多频率情况下的首选者，因为ＳＬＤＭ在求解多频模型所需时间与其它方法如ＦＤＭ、ＦＥＭ、ＩＤＭ求解单频模型所需时间相当．ＳＬＤＭ由于其在多频模型模拟上的优点，算得上电磁场模型模拟中的高效者．
积分方程法
ＩＥＭ的主要优点为线性方程的维数相对ＦＤＭ、ＦＥＭ要小的多，可以快速求解模型；不足之处为，解的精度严重依赖于ＩＥ的精确度，但一般来讲，ＩＥ的精确性无法得出有限保证，并且其本身也是一项十分耗时的工作．但是由于其速度快的优点，特别是在３Ｄ电磁模型计算中，被广泛地应用。
积分方程法主要优点
综观上述各种数值模型方法，正演各种数值方法不外乎把地球物理模拟转化为复数，大型的线性方程组．因而如何快速、准确地求解此线性方程组成为重中之重，在数据表明，此线性方程的求解时间约为总求解时间的８０％。

电磁环境效应及其发展趋势

·２·
图１构成电磁环境的一般因素
电磁环境效应及其发展趋势特约稿
高技术战争是信息化的战争，交战的双方是以军事电子技术和信息技术为基础在信息领域的对抗。美军高官戈登·沙利文曾说过，信息化的时代不仅改变着军队，而且从根本上改变了战争的方式，改变了传统的作战指挥体制。各军兵种指挥控制系统，组成了一个一体化的军事互联网络，使上至国防作战指挥中心，下至基层作战分队或单兵，都通过互联网络连成一体。通过信息技术，集军事情报、通信联络、运筹决策乃至后勤支援于一体，集战略、战役、战术、指挥于一网，使指挥员能够实时、有效地了解、控制战场态势。无论是海湾战争、伊拉克战争，还是以美国为首的北约对南联盟实施的大规模空中打击，无不得益于信息技术的运用，无不是充分利用“信息伞”的作用，取得高技术战场的主动权。而今，不同军种和兵种部队之间协同作战，实现了信息化、网络化、数字化和一体化。
关键词：电磁环境电磁环境效应作用机理发展趋势中图分类号：Ｅ－９６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－４５４７（２００８）０１－００８７－０６
随着科学技术的发展，各种装备的日益现代化，微电子器件和电发火装置大量增加，现代化的机电系统的电磁敏感度越来越高。另外，在高技术条件下，空间的电磁环境日益复杂，除雷电、静电等自然危害源之外，还有通信、雷达、电子战装备和定向能电磁脉冲武器、电磁脉冲炸弹等人为电磁危害源。这些复杂多变的电磁环境，尤其是静电放电和高功率微波等快上升沿脉冲电流形成的电磁脉冲场，对武器装备的安全性乃至生存能力构成了严重的威胁。因此，研究电磁环境效应及其防护对策，已成为当今工业发达国家研究的重要课题之一。

电磁技术在板材成形中的应用

电磁成形是使金属在极短的时间内受到高强度
的电磁力的冲击而产生塑性变形，因此，电磁成形属于高能快速成形。电磁成形技术具有加工能量易于精确控制、成形速度快、装简单、形精度高、工成可提高某些材料的塑性等特点］。现已广泛应用于诸多领域，例如机械、电子、车工业、汽轻化工及仪器仪表、航空航天、器工业等。兵
Ｈａｖｙ次成功的把电磁成形技术应用于金属的成ｒｅ首形并注册了专利Ⅲ 。在６年代，国、苏联和日本０美前
等国家相继展开了电磁成形技术的研究和推广应用。
并研制了储能达４０ｋ０Ｊ的电磁成形机，７到０年代，电磁成形机械已广泛的应用于工业生产中，主要是用于大批量的生产。８０年代以来电磁技术迅速发展，并且在美国、前苏联等国家电磁成形机已经开始标准
会产生１Hale Waihona Puke Baidu感应磁场。在线圈和工件之间，于线个由
圈的磁场方向和涡流的磁场方向是相同的，因此磁场强度得到了加强，由于磁力线具有扩张的特性。因此对工件会产生１个电磁力，冲放电产生的脉脉冲电磁力对工件表面产生的瞬间压力最大可达几十ＭＰ，ａ峰值压力可达３０ＭＰ＿，形区内金属流动８ａ６变］的速度可达３０ｍ／＿。电磁成形技术便是利用此０ｓ］７塑性变形来实现对金属材料的塑性加工。电磁成形是一种高能快速成形，传统的压力与

电磁技术的发展

波在真空中传播的速度等于光速的结论。
赫兹实验与电磁波的发现
总结词
赫兹实验证实了电磁波的存在，开启了无线通信和电磁波应用的新时代。
详细描述
赫兹在19世纪80年代进行了一系列实验，成功地证明了电磁波的存在。他通过发射器和接收器之间的电磁波传递，实现了振荡器之间的共振，从而证实了电磁波的传播。这一发现不仅证实了麦克斯韦关于电磁波的预言，而且开启了无线通信和电磁波应用的新时代。
雷达技术
雷达探测
雷达通过发射电磁波并接收反射回来的信号，可以探测目标物体的位置、速度和形状等信息。
气象雷达
气象雷达用于监测和预报天气，通过分析反射回来的电磁波，可
以获取降雨、风速等信息。
雷达测速
雷达测速仪利用多普勒效应测量车辆速度，广泛应用于交通管理
。
雷达干扰
雷达干扰技术用于干扰敌方雷达探测，保护自身目标不被发现。
05 结论
电磁技术对社会的影响
1 2
3
经济影响
电磁技术的发展推动了相关产业的崛起，如电子制造、通信、航空航天等，为经济增长提供了强大动力。
生活便利
电磁技术的应用，如无线通信、电磁炉、电动牙刷等，极大地便利了人们的日常生活。
科技发展
电磁技术作为现代科技的核心，推动了其他领域的进步，如医学影像技术、雷达探测、卫星通信等。
03

电磁搅拌对Al-14Ce合金初生

第14卷第5期2023年10月

有色金属科学与工程

Nonferrous Metals Science and Engineering

Vol.14，No.5Oct. 2023

电磁搅拌对Al -14Ce 合金初生/共晶相与力学性能的影响

戴琨a ，b ，汪志刚*a ，b ，叶洁云a ，b ，陈继强a ，b

，何昌伟a ，熊克智a

（江西理工大学， a.材料冶金化学学部；b. 江西省有色金属加工工程技术研究中心，江西赣州 341000）

摘要：针对Al-14Ce 合金中富Ce 相粗大引起强化效果不佳的问题，通过正交分析法和单一变量法

研究电磁搅拌对合金富Ce 相及力学性能的影响。结果表明，搅拌频率21 Hz ，搅拌电流50 A ，搅拌方向为连续正转下，合金获得较优力学性能。抗拉强度达184.6 MPa ，屈服强度达107.6 MPa ，伸长率达7.06%。在10~50 A 范围内，随着搅拌电流的增加，Al 11Ce 3相平均尺寸先减小后增加，力学性能随之先降低后提升。电流过大达70 A 易导致粗大初生相与孔洞缺陷的产生而恶化性能；在7~21 Hz 范围内，随着搅拌频率的提升，Al 11Ce 3相逐渐细化使得力学性能逐步提升。频率过大达28 Hz 时则会导致初生相聚集粗化降低力学性能；连续正转利于合金组织与性能改善，交替搅拌会导致局部区域Al 11Ce 3相聚集生长而恶化性能。

关键词：Al-Ce 合金；电磁搅拌；正交分析法；单一变量法；Al 11Ce 3相；力学性能中图分类号：TB31 文献标志码：A

电磁成形技术的最新进展

第１２卷第３期２Ｏ０４年６月

材料科学与工艺

ＭＡＴＥＲｌＡＩＳＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯｅＹ

ＶｏＩ．１２Ｎｏ３

Ｊｕｎｅ．２００４电磁成形技术的最新进展

江洪伟，李春峰，赵志衡，李忠，于海平

（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，思龙江哈尔滨１５０００１＋Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉ岫ｇｈｗ＠ｈｉｔ．ｅｄｕｃａ）

摘要：电磁成形是目前应用最广泛的高能率成形方法之一．综述了成形磁场力的求解方法及解决电磁成

形问题的３个主要方面内容，包括磁场、磁场力及变形，阐述了电磁成形工艺的威形方法及研究现状，列举

了大量的国内、外工艺应用及研究成果，介绍了电磁成形工艺的最新应用——电磁枝形、粉末压实，并展望

了电磁成形技术的发展前晕．

美键词：电磁成彤；磁场力；变形；有限元

中圈分类号：ＴＧ３９１文献标识码：Ａ文章编号：１００５—０２９９（２００４）０３—０３２７—０５

Ｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ

ＪＩＡＮＧＨｏｎｇ—ｗｅｉ，ＬＩＣｈｕｎ—ｆｅｎｇ，ＺＨＡＯＺｈｉ—ｈｅｎｇ，ＬＩｚｈｏｎｇ，ＹＵＨａｌ－ｐｉｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｎｇｈｗ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇ（ＥＭＦ）ｉｓｏｆｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｈｉｇｈ—ｅｎｅｒｇｙｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｄｅｆｏｒｍｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｓｓｅｍｂｌｅｐａｒｔｓ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｔｏｓｏｌｖｅｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓｉｎｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＥＭＦｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈａｔｉｓ：ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｓｓｅｎｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓ

高精度瞬变电磁法在隧道探测中的应用

发布时间：2021-07-02T14:25:01.677Z 来源：《城市建设》2021年7月作者：史朝立

[导读] 由于隧道施工常常遇到由于不良地质情况引发的突发状况，相当有必要对隧道进行探测，以提前发现各种不良地质情况。以广州某隧道为例，介绍了高精度瞬变电磁法在隧道探测中应用的技术方案，根据高精度瞬变电磁法结果，为隧道施工提供技术支持。结果显示，高精度瞬变电磁法在隧道探测取得了较好的预测效果。

广东广州中煤建工华南建设有限公司史朝立 510170

【摘要】由于隧道施工常常遇到由于不良地质情况引发的突发状况，相当有必要对隧道进行探测，以提前发现各种不良地质情况。以广州某隧道为例，介绍了高精度瞬变电磁法在隧道探测中应用的技术方案，根据高精度瞬变电磁法结果，为隧道施工提供技术支持。结果显示，高精度瞬变电磁法在隧道探测取得了较好的预测效果。

【关键词】隧道；瞬变电磁法；

0 引言

瞬变电磁法（TEM）是以不接地回线或接地长导线供以双极性脉冲电流产生激发电磁场（图1-a），在该电磁场的激励下，导电地质体受感应而产生涡旋电流。由于导电地质体是非线性的，所以脉冲电流从峰值跃变到零，一次磁场立即消失，而涡流并不立即消失，有一个瞬变过程，这个过程的快慢与导体的电性参数有关。地质体的导电性愈好，涡流的热耗损愈小，瞬变过程则愈长。这种涡流瞬变过程，在空间形成相应的瞬变磁场（图1-c），脉冲电流关断期间在地面观测瞬变磁场，即观测二次磁场（图1-b），就可发现地下异常地质体的存在，从而确定地下导体的电性结构和空间分布形态。【5】

Fe基纳米晶_铁氧体复合材料磁粉芯制备及其软磁性能

Fe基纳米晶/铁氧体复合材料磁粉芯制备及其软磁性能3

钟传鹏1,朱正吼1,黄渝鸿2

(1.南昌大学材料科学与工程学院,江西南昌330031;

2.中国工程物理研究院,四川绵阳621000)

摘　要:　用Mn2Zn铁氧体溶胶对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5 B9纳米晶包覆,模压成型制备复合磁粉芯,并研究了铁氧体溶胶量、热处理工艺及测试温度等因素对复合材料磁粉芯软磁性能的影响。实验结果表明,随着铁氧体溶胶量的增加,磁粉芯的磁导率减小,而Q值却随铁氧体溶胶量的增加有微小的增大。复合材料磁粉芯在热处理工艺为2h,500℃时,测试频率为500k Hz,磁导率达到最大值。复合磁粉芯的品质因数Q值在200～1000k Hz频段中,具有波动性,Q值在500k Hz 时达到51。测试温度对复合磁粉芯的磁导率和品质因数均有影响,测试温度从30℃升高到80℃时,磁导率从60.1降低到58.4,变化率为2.8%,而品质因数从59下降到54。

关键词:　Mn2Zn铁氧体;复合材料磁粉芯;磁导率;

品质因数

中图分类号:　O441.2;TQ333.93文献标识码:A 文章编号:100129731(2008)1121795204

1　引　言

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9铁基纳米晶软磁材料“Finemet”作为纳米晶材料的一个典型代表,因其具有高磁导率、低铁损等优点,已在很宽的领域内代替Co 基和Fe基非晶用于共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、零序互感器等许多电气元件[1,2]。Fe73.5 Cu1Nb3Si13.5B9铁基纳米晶制备而成的磁粉芯已在电子行业开始广泛应用。随着日新月异的科技发展,对磁粉芯性能的要求也在不断的提高,因此,如何改进其性能成为研究的一大挑战。锰锌铁氧体又称磁性陶瓷,是具有尖晶石结构的软磁铁氧体材料,与金属磁性材料相比,它具有电阻率高、涡流损耗小等特点。因其具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等物理化学性能,被广泛应用于电子、航空等工业,主要用来制造高频变压器、感应器、记录磁头和噪声滤波器等[3]。

各向异性热压稀土永磁体的热变形机制及微磁结构研究

李卫;朱明刚

【摘要】In this paper, high performance of anisotropic de-upset nanoscale Nd-Fe-B magnets is obtained; intrinsic coercivity Hci =1 157 kA/m, remanence BT = 1. 465 T and maximum energy product (BH)^ - 426 kj/m3. The fabrication procedure dependence, deformation mechanism and magnetic domains of these materials are discussed. It is found that the strain activation energy of the die-upset Nd-Fe-B magnets is about 380

kj/mol based on the Arrhenius Model. The interaction domains are the typical characteristics of the magnetic structures of the magnets. And these domains play an important role in the coercivity mechanism and the corresponding maximum application temperature for the die-upset Nd-Fe-B magnets.%重点研究制备工艺对各向异性热压稀土永磁体性能的影响,探讨了热

电磁发射技术研究进展和关键技术

摘要：电磁发射技术是当今世界上正在研究和发展的一门新概念武器技术。在简述电磁发射技
术发展状况的基础上，绍了利用电磁发射技术发射超高速炮弹的动能武器系统一电磁炮（ＭＧ）介Ｅ
的结构类型、工作原理、点，特分析了其在高功率脉冲电源、电力调节控制、抗烧蚀、射结构等方面发
ｃａａｔｒｓｃｆＭＧａｅｉｔｄｃｄｉａｌｔｅｃｔａｅｈｉｕｓｉｃｕｉｇｈｇｏｅｕｓｄｐｗｅｈｒｃｅｔｓｏｉｉＥｒｎｒｕｅ．Ｆｎｌｏｙ，ｈｒｉｌｃｎｑｅｎｌｄｎｉｈｐｗｒｐｌｅｏｒｉｃｔａｄｐｗｅｏｄｔｎｎｎｏｒｃｎｉｏｉｇ，ａｔ— ｏｒｓｎ，ｌｕｃｔｃｕｅｔｃｎｑｅｆＥＭＧａｅｓｕｉｄａｄｔｅｒｌｔｓｉｎｉｒｏｉｃｏａｎｈｓｔｒｅｈｉｕｓｏｕｒｒｔｄｅｎｈｉａｅｔ
ｉｔｔｅｌｃｏｇｅｃＧｎＥｆｓ，ｈｎＥｅｔｍａｎｔｕ（ＭＧ）ａｋｎｔｎｒｅｐｎｓｓｍ，ｎｗｉｅｓｐｒｉｈｓｅｄｒｒｉ，ｉｅｃｅｅｇｗａｏｙｔｉｈｃｔｕｅｇｐｅｉｙｅｈｈｈ

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第12卷　第3期2004年6月　

材　料　科　学　与　工　艺MATERI ALS SCIE NCE &TECHNOLOGY

Vol .12No .3June ,2004

电磁成形技术的最新进展

江洪伟,李春峰,赵志衡,李　忠,于海平

(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001,E -mail :jianghw @hit .edu .cn )

摘　要:电磁成形是目前应用最广泛的高能率成形方法之一.综述了成形磁场力的求解方法及解决电磁成形问题的3个主要方面内容,包括磁场、磁场力及变形,阐述了电磁成形工艺的成形方法及研究现状,列举了大量的国内、外工艺应用及研究成果,介绍了电磁成形工艺的最新应用———电磁校形、粉末压实,并展望了电磁成形技术的发展前景.

关键词:电磁成形;磁场力;变形;有限元中图分类号:TG391

文献标识码:A

文章编号:1005-0299(2004)03-0327-05

Current research situation of electromagnetic forming technique

JI ANG Hong -wei ,LI Chun -feng ,ZHAO Zhi -heng ,LI zhong ,YU Hai -ping

(School of M aterials Science and Engineering ,Harbin Institute of Technology ,Harbin 150001,China ,E -mail :jianghw @hit .edu .cn )

Abstract :Electromagnetic forming (E MF )is one of the most widely used high -energy forming techniques .Magnetic pressure is employed in the technique to deform metal materials so as to process and assemble parts .

This paper gives a comprehensive explanation of the methods to solve magnetic pressure and the three aspects in the solution of E MF problems ,that is :magnetic field ,magnetic pressure and deformation .The essential process of E MF is described and the current situation of the technique is illustrated by both foreign and domestic research achievements and its applications .The latest applications to electromagnetic shape -righting and power -compaction are especially introduced in the paper .Key words :electromagnetic forming ;magnetic pressure ;deformation ;finite element method 收稿日期:2003-05-30.

作者简介:江洪伟(1973-),男,博士生;

李春峰(1948-),男,教授,博士生导师.

电磁成形技术始创于50年代末,在60～70年代得到了快速发展,80年代在美国、前苏联电磁成形机已标准化、系列化.在国内,70年代末期,哈尔滨工业大学开始研究电磁成形的基本理论及工艺,并于1986年成功研制了我国首台生产用电磁成形机[1,2].

电磁成形技术具有加工能量易于精确控制、成形速度快、成形工件精度高、成形模具简单及设备通用性强等特点.且整个成形过程绿色、环保.现已广泛应用于机械、电子、汽车工业[3]、轻化工及仪器仪表、航空航天、兵器工业等诸多领域,应用前景十分广阔[4,5].

新世纪要求塑性加工技术向着更精、更省、更

净的方向发展.成形过程要求绿色无污染,成形工件(毛坯)将由近净成形(near -net shape forming )向无余量的净成形(net shape forming )发展[6]

;产品开发周期要短,生产工艺应具备快速市

场响应能力.而电磁成形技术正顺应了这一发展需求,具有广阔的发展前景.

1　理论研究

电磁成形涉及电学、电磁学、电动力学和塑性动力学等学科的内容,由于电学、电磁学、电动力学的复杂性和塑性动力学本身的不完善,特别是由于电磁成形过程中电学过程和力学过程的交互影响,使电磁成形的理论研究复杂而困难[7],应用解析法来精确求解该过程几乎是不可能的.而随着有限元理论的日趋完善,使用有限元软件来模拟电磁成形过程中的电参数、力学参数、变形过程

已成为诸多方法中的首选[8～10].电磁力计算是分析电磁成形变形过程、优化力能及工艺参数的基础.

电磁成形技术虽然已经过40多年的发展,但是它的理论研究依然滞后于生产实践,磁场、磁场力及变形是电磁成形需要研究的主要基础理论.1.1　磁场

电磁成形中的磁场与放电电流及线圈-工件系统的结构有直接关系,毛坯变形取决于脉冲磁场的强度及分布.磁场的理论分析是电磁成形的基础.图1是应用有限元软件模拟电磁成形时的磁场场景

Ι1-线圈电流　Ι2-管坯中耦合电流

图1　管坯电磁缩径磁力线图

由图1可知,从线圈内部流出的磁力线除管坯端部外大部分被狭迫在线圈与管坯之间的窄缝内,只含有轴向分量;在管坯端部磁力线发散,磁力线除含有轴向分量外还含有径向分量.

1.2　磁场力

目前,对电磁成形磁场力的研究主要采用以下4种方法.

等效电路法.将成形线圈和管坯等效为变压器电路的一次回路和二次回路,求出等效电感、放电电流[11],再根据能量守恒原理求解电磁力.采用该方法时感生电流的求解极其复杂,目前尚没有应用其进行磁场力计算的报道.

等效磁路法.把线圈和管坯等效看成一个单一电路,电感和电阻被看做线圈和管坯参数的函数.在认为线圈、管坯无限长的前提下求解磁场力[12],这种方法在确定螺线管线圈胀形磁场力时得到较多的应用[13].由于该方法是在假定线圈与管坯无限长,而且不计其漏磁通的情况下得到的,因而计算磁场力的最大值以及磁场力达到最大值的时间均有误差[14].

解析法.Maxwell 方程组是描述一切电磁现象的基本定律,求解这个方程组可以得到一切电磁参数的解析解,包括磁场力.目前已有直接应

用它在近似条件下进行积分,求解磁场力的报道,但求解过程复杂[15,16].

有限元法.正是由于上述几种方法在计算磁

场力上存在不足,近年来出现了应用有限元程序计算电磁胀形时磁场力的报道[17,18]:采用网格剖分,给出合适的边界条件,计算拉普拉斯场,求解出线圈与坯料之间的磁感应强度,再根据Maxwell 方程的导出式得到的作用于坯料上的磁场力[19].该方法所应用的公式十分严密,其结果与前几种方法比较有更好的实验吻合性[20]

. 图2是A NSYS 模拟带有模具的管坯胀形时所受磁压力分布.管坯端部受到径向外胀力、轴向下压力,而其他部分则只受到径向外胀力;模具内表面附近受到的磁压力以径向外胀力为主,端部受轴向下压力、径向外胀力,其余部分仅受径向外胀力.

图2　有模电磁胀形时受力图

1.3　变形

利用电磁力实现板料变形可以大幅度提高板料的成形极限[21].图3是IA P 公司测得的在不同成形方法下板料的极限应变值[22].

图3　板料成形极限线图[22]2　工艺研究及应用

传统的电磁成形有平板成形、管件电磁缩径和胀形成形、多工序复合成形.随着制造业的发展、新材料的出现,电磁校形、粉末压实等新工艺

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