[发明专利]一种电磁加热式温热板件电磁成形装置及方法

说明书

一种电磁加热式温热板件电磁成形装置及方法，包括加热线圈，L形状的软磁铁氧体磁芯材料，环型加热硅钢薄片，高频电源，成形线圈，脉冲电源，温度传感器，凹模。多块L形状的软磁铁氧体磁芯材料按照圆周均匀布置，加热线圈、成形线圈依次置于L形状的软磁铁氧体磁芯材料竖边所包围的空间内，在L形状的软磁铁氧体磁芯材料竖边的端部，依次放置环型加热硅钢薄片、成形工件、温度传感器、凹模，温度传感器位于成形工件与凹模之间且圆周均匀布置。该装置还包括紧贴环型加热硅钢薄片、远离成形工件一侧的环型绝热片；紧贴凹模、靠近成形工件一侧的另一环型绝热片。本发明实现了电磁加热式温热板件电磁成形，成形工件在373K‑573K温度范围内实现成形加工，可提高成形工件的成形塑性，操作简单、加热效率高。

技术领域

本发明属于金属成形制造领域，特别涉及一种电磁加热式温热板件电磁成形装置及方法，主要用于金属板件的温热成形加工。

背景技术

轻量化是航空航天、汽车工业等领域实现节能减排的重要技术手段。而实现轻量化的主要途径是采用轻质合金材料，高性能铝合金、钛合金、镁合金成为现代航空航天、汽车工业等实现轻量化的首选材料；电磁成形是一种高速率脉冲成形技术，能大幅改善金属材料成形性能，是解决轻质合金成形困难的有效手段之一。

现有常温板件电磁成形技术中，成形工件通常处于常温成形塑性较低，局部拉延性差，容易产生裂纹；且常温时，成形工件的刚度大，所需的成形电磁力更大。现有的温热电磁成形方法中，常采用加热棒的形式对工件进行加热，加热效率低，且会引起其他部件温升亦很高。

为进一步提高电磁成形对金属材料成形性能的改善作用，提出采用电磁成形与温热成形相结合的方法——温热电磁成形方法。中国专利“镁合金板材温热电磁成形方法（CN101590501 A）”公开了一种能够提高镁合金板材成形性能的塑性加工方法——温热电磁成形方法，该方法通过凹模内的加热棒加热使镁合金板材升温至100-300℃。该方法通过加热棒加热，加热效率低。专利“基于感应加热及电磁成形的镁合金/碳钢管复合连接方法（CN104384701 A）”利用同一个线圈实现感应加热与成形功能，并将其应用于镁合金、碳钢管件的复合连接。因管件和板材的磁路具有明显差异，该方法仅适用于管件，且因感应加热和成形功能对线圈的要求不同，采用同一线圈实现可行性较差。专利“一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法（CN 104772380 A）”公开了一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及方法，采用钢套内设置加热棒对板材进行加热，同时采用铝驱动片驱动钛合金板材成形。显然这一方法并未从本质上解决加热效率的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种电磁加热式温热板件电磁成形装置及方法，实现了电磁加热式温热板件电磁成形，成形工件在373K-573K温度范围内实现成形加工，可提高成形工件的成形塑性，操作简单、加热效率高。

本发明采取的技术方案为：

一种电磁加热式温热板件电磁成形装置，包括：

加热线圈，用于给成形工件加热，

L形状的软磁铁氧体磁芯材料，

环型加热硅钢薄片，

高频电源，为加热线圈提供交流电流，

成形线圈，用于给成形工件提供电磁力，

脉冲电源，为成形线圈提供脉冲电流，

温度传感器，用于测量成形工件温度，

凹模，用于约束成形工件。

多块L形状的软磁铁氧体磁芯材料按照圆周均匀布置，加热线圈、成形线圈依次置于L形状的软磁铁氧体磁芯材料竖边所包围的空间内，在L形状的软磁铁氧体磁芯材料竖边的端部，依次放置环型加热硅钢薄片、成形工件、温度传感器、凹模，温度传感器位于成形工件与凹模之间且圆周均匀布置。