[发明专利]一种电磁力驱动的金属材料塑性成形方法

权利要求书

1.一种电磁力驱动金属材料塑性成形方法，其特征在于，该塑性成形方法包括如下步骤：

a.在金属胚料上下两表面喷涂绝缘涂层后，将其置于相互对置的上、下模具之间，其中下模具具备一凹形槽，上模具具备一与下模具凹形槽相匹配的凸槽，金属胚料置于所述下模具上并用压边模压紧，且所述上模具的下表面与金属胚料的上表面平行且保持间隔；

b.对于金属胚料、上模具和下模具采用以下三种方式之一直接施加脉冲电流或直流电流：对金属胚料和上模具同时施加电流并各自构成通电回路，且使得流经金属胚料的电流方向与流经上模具的电流方向相反；对金属胚料和下模具同时施加电流并各自构成通电回路，且使得流经金属胚料的电流方向与流经下模具的电流方向相同；对金属胚料、上模具和下模具同时施加电流并各自构成通电回路，且使得流经下模具的电流方向与流经金属胚料的电流方向相同，同时使得流经上模具的电流方向与流经金属胚料的电流方向相反；以此方式，金属坯料和上模具上方向相反的电流相互作用产生互斥的电磁力，使得金属胚料受到向下的电磁力驱动，金属胚料和下模具上方向相同的电流相互作用产生相吸的电磁力，使得金属胚料受到向下的电磁力驱动；

c.金属胚料在向下的电磁力驱动下经自由胀形、贴模等变形阶段，直至其与下模具凹形槽的上表面贴合，由此完成整个塑性成形过程。

2.如权利要求1所述的电磁力驱动金属材料成形方法，其特征在于，还包括在上模具和下模具之间的待成形区域施加垂直于电流方向且与金属坯料表面平行的稳态磁场，通过电流和稳态磁场相互作用产生的向下的稳定的电磁力进一步驱动坯料发生变形。

3.如权利要求1或2所述的电磁力驱动金属材料成形方法，其特征在于，在金属胚料、上模具和下模具上施加峰值电流密度为1×10⁸A/m²～1×10¹⁰A/m²的脉冲电流或直流电流。

4.如权利要求1-3任意一项所述的电磁力驱动金属材料塑性成形方法，其特征在于，所述待加工金属材料优选为航天领域的钛合金或铝合金，而且所述上模具和下模具采用能导电的金属材料制作。

5.如权利要求1-4任意一项所述的电磁力驱动金属材料塑性成形方法，其特征在于，在所述下模具的凹形槽上表面平铺一层黄铜导体，在所述上模具的下表面平铺一层黄铜导体。

6.如权利要求1-5任意一项所述的电磁力驱动金属材料塑性成形方法，其特征在于，该方法尤其适用于金属材料的超塑性成型。