电磁吸引力成形是利用放电线圈与金属坯料之间的吸引力完成坯料加工的一种新型电磁成形方法。与传统电磁排斥力成形相比,电磁吸引力成形由于作用力方向不同,使得用排斥力难以实现的细管胀形及凹陷修复成为可能,拓宽了电磁成形技术的应用领域。由于技术保密等原因,有关吸引力成形的相关报道较少。作为电磁成形新的研究方向,本文通过理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,对铁磁性材料单频率放电的电磁吸引力成形进行了较为系统的研究。单频率电磁成形中可实现排斥力和吸引力成形,成形方式与放电频率和材料类型等参数相关。根据Maxwell方程组,在单频率放电的电磁成形系统简化模型的基础上,推导磁场力公式,阐明铁磁性材料在电磁吸引力成形过程中所受的磁场力包括磁体力和磁面力。利用ANSYS/Multiphysics模块建立电流激励的铁磁性钢板系统电磁场耦合模型。模拟结果表明,不同时刻磁力线闭合回路中心点构成的直线的位置与磁体力方向有关。板坯磁体力与磁面力都随时间衰减变化,沿径向分布不均匀。磁体力峰值时刻早于磁面力,磁面力分布与磁场和电流分布相关,最大值位于线圈半径中部对应处。非铁磁性材料磁体力排斥部分幅值远大于吸引部分幅值,铁磁性材料电流与线圈电流同向时间大于非铁磁性材料,使得铁磁性材料的吸引力作用时间较长。放电电压和放电频率与磁场力幅值呈正相关关系。集磁器与螺线管线圈组合使得磁面力幅值向板坯中心移动,提高了电磁吸引力。在有限元分析的基础上,进行铁磁性材料电磁吸引力成形试验,研究系统主要工艺参数对镀锌钢板电磁吸引力成形的影响。试验结果表明,内径小于50mm的约束模具能够产生吸引力成形,大于50mm的约束模具产生的是排斥力成形,合理选择约束模具内径能有效地控制吸引力成形。吸引力成形存在相应的放电区间(13匝线圈的放电电压为2600～3600V),当超出这一电压范围时,板坯表现为排斥力变形。放电频率为3103Hz时,不会产生吸引力变形;放电频率为2080Hz时,产生吸引力变形的电压区间为2600～3600V,最大变形深度为1.54mm;放电频率为1725Hz时,产生吸引力变形的电压区间为4200～4500V,最大变形深度为1.64mm。采用带集磁器的螺线管线圈可实现低放电能量下较大的吸引力成形,采用多次放电有利于增加吸引力变形效果。利用电磁吸引力可实现产生凹陷和修复凹陷,采用多次放电能够获得良好的修复效果,带集磁器的螺线管线圈凹陷修复质量优于平板线圈下凹陷修复质量。