[發明專利]一種電磁加熱式溫熱板件電磁成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201710413815.6
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107138587B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 邱立;余一杰;熊奇;鄧長征;江進波;李亮
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: B21D26/14
• 分類號: B21D26/14;B21D37/16
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種電磁加熱式溫熱板件電磁成形裝置及方法，包括加熱線圈，L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料，環型加熱硅鋼薄片，高頻電源，成形線圈，脈沖電源，溫度傳感器，凹模。多塊L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料按照圓周均勻布置，加熱線圈、成形線圈依次置于L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料豎邊所包圍的空間內，在L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料豎邊的端部，依次放置環型加熱硅鋼薄片、成形工件、溫度傳感器、凹模，溫度傳感器位于成形工件與凹模之間且圓周均勻布置。該裝置還包括緊貼環型加熱硅鋼薄片、遠離成形工件一側的環型絕熱片；緊貼凹模、靠近成形工件一側的另一環型絕熱片。本發明實現了電磁加熱式溫熱板件電磁成形，成形工件在373K?573K溫度范圍內實現成形加工，可提高成形工件的成形塑性，操作簡單、加熱效率高。

技術領域

本發明屬于金屬成形制造領域，特別涉及一種電磁加熱式溫熱板件電磁成形裝置及方法，主要用于金屬板件的溫熱成形加工。

背景技術

輕量化是航空航天、汽車工業等領域實現節能減排的重要技術手段。而實現輕量化的主要途徑是采用輕質合金材料，高性能鋁合金、鈦合金、鎂合金成為現代航空航天、汽車工業等實現輕量化的首選材料；電磁成形是一種高速率脈沖成形技術，能大幅改善金屬材料成形性能，是解決輕質合金成形困難的有效手段之一。

現有常溫板件電磁成形技術中，成形工件通常處于常溫成形塑性較低，局部拉延性差，容易產生裂紋；且常溫時，成形工件的剛度大，所需的成形電磁力更大。現有的溫熱電磁成形方法中，常采用加熱棒的形式對工件進行加熱，加熱效率低，且會引起其他部件溫升亦很高。

為進一步提高電磁成形對金屬材料成形性能的改善作用，提出采用電磁成形與溫熱成形相結合的方法——溫熱電磁成形方法。中國專利“鎂合金板材溫熱電磁成形方法（CN101590501 A）”公開了一種能夠提高鎂合金板材成形性能的塑性加工方法——溫熱電磁成形方法，該方法通過凹模內的加熱棒加熱使鎂合金板材升溫至100-300℃。該方法通過加熱棒加熱，加熱效率低。專利“基于感應加熱及電磁成形的鎂合金/碳鋼管復合連接方法（CN104384701 A）”利用同一個線圈實現感應加熱與成形功能，并將其應用于鎂合金、碳鋼管件的復合連接。因管件和板材的磁路具有明顯差異，該方法僅適用于管件，且因感應加熱和成形功能對線圈的要求不同，采用同一線圈實現可行性較差。專利“一種鈦合金板材的磁脈沖溫熱動態驅動成形裝置及其成形方法（CN 104772380 A）”公開了一種鈦合金板材的磁脈沖溫熱動態驅動成形裝置及方法，采用鋼套內設置加熱棒對板材進行加熱，同時采用鋁驅動片驅動鈦合金板材成形。顯然這一方法并未從本質上解決加熱效率的問題。

發明內容

為此，本發明提供一種電磁加熱式溫熱板件電磁成形裝置及方法，實現了電磁加熱式溫熱板件電磁成形，成形工件在373K-573K溫度范圍內實現成形加工，可提高成形工件的成形塑性，操作簡單、加熱效率高。

本發明采取的技術方案為：

一種電磁加熱式溫熱板件電磁成形裝置，包括：

加熱線圈，用于給成形工件加熱，

L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料，

環型加熱硅鋼薄片，

高頻電源，為加熱線圈提供交流電流，

成形線圈，用于給成形工件提供電磁力，

脈沖電源，為成形線圈提供脈沖電流，

溫度傳感器，用于測量成形工件溫度，

凹模，用于約束成形工件。

多塊L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料按照圓周均勻布置，加熱線圈、成形線圈依次置于L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料豎邊所包圍的空間內，在L形狀的軟磁鐵氧體磁芯材料豎邊的端部，依次放置環型加熱硅鋼薄片、成形工件、溫度傳感器、凹模，溫度傳感器位于成形工件與凹模之間且圓周均勻布置。