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电磁成型是本世纪50年代以来发展起来的一种金属加工工艺,电磁成型是利用金属在强脉冲磁场中受力作用而使其发生塑性变形的一种高能高速成型方法。由于金属是在脉冲磁场中受力变形的,故也称为磁脉冲成型。它具有生产率高、节省材料和能源、无污染等优点,在汽车、航天、宇航、电子等领域得到广泛的应用。 本文做了如下工作: 首先,制定了实验方案。根据电磁成型的原理,采用了适于电磁成型实验的充放电设备,工装及材料。 本文运用电磁学原理,推导出椭圆工作线圈的磁感应强度矢量表达式并给出了其径向和轴向的分量的解析式。在此基础上编制了数值分析程序,可得到空间任一点的磁感应强度,由此可求出毛坯所受磁场力的分布规律,并用实验进行了验证。 其次,在大量实验基础上,对电磁成型工艺进行了研究,包括不同材料电磁成型性能的比较,不同放电电压对电磁成型的影响及气流的影响等。 对实验件断口进行了金相及电镜分析,分析了高速成型的微观机理。通过对铝合金与铜合金电磁成型实验件的断口进行分析,对这两种材料在高速变形条件下的具体变形机理进行了探讨,得出铝合金在动态变形条件下,其孔洞形核是第二相粒子所产生的,而黄铜的孔洞形核最主要是由位错聚集产生二次滑移所致。 另外,电磁冲裁是电磁成型应用的一个重要方面,本文进行了一系列电磁冲裁和普通冲裁的对比实验,分别得到了普通冲载和电磁冲裁的实验件,实验表明,电磁冲裁实验件断面质量较好,光亮带所占的部分达到90%以上,光亮带与断裂带的分界十分平整几乎没有毛刺,这是普通冲裁成型不能达到的。文中运用冲裁过程的理论,对试件的冲裁断面的形成进行了讨论。 最后,电磁装配工艺是电磁成型应用的一个重要方面,它使用螺线管线圈。为了对电磁成型进行深一步的研究,实验中使用了自行设计和制造的新型的电磁成型工装和电磁装配工装,收到了良好效果。