哈尔滨工业大学学报：胀形用集磁器的实验研究
2023-08-17【作 者】李春峰;张景辉;赵志衡
【前 言】
电磁成形是利用金属坯料在脉冲磁场中受磁场力作用而使其变形的一种高速率成形方法。由于电磁成形具有加工量易于精确控制、成形速度快、成形模具简单及成形工件残余应力低的特点[1]，广泛应用于航空、航天、汽车制造、兵器及电子等领域。应用电磁成形加工管状坯料，更能体现其对复杂形状零件进行高精度加工和复合加工的特点[2]，大体上可将其分为胀形和缩颈两种工艺，集磁器是电磁成形中一种常用的辅助配件，在管材加工中得到广泛应用，它用来控制空间的磁通密度，应用集磁器可对尺寸较小的部件加工、进行不同材质管材的连接、大电阻材料成形及管材的无模成形，并能提高成形线圈的使用寿命。国内外均有关于集磁器的作用机理、应用集磁器进行工艺实验的文献报道[3]。本文设计了不同材料、不同结构尺寸的集磁器，通过工艺试验研究其对工件成形的影响，并理论分析成形效果不同的原因。
集磁器一般用铍青铜、紫铜、铝等高导电率材料制成，在侧壁上一个开通的立缝，胀形用集磁器的装配示意图如图1所示。
当电流流经线圈时，由于电磁感应会在集磁器上感应出由内壁流向外壁的感应电流（涡流），涡流、线圈电流产生的磁场线性叠加，在集磁器凸台部分与管坯之间加强，产生局部强磁场；该磁场产生的磁场力，将管坯局部径向胀开。
【结 论】
（1）铁磁材料集磁器的损耗较非铁磁材料多磁滞损耗项，成形效果明显低于同尺寸的非铁磁材料集磁器，不适宜用作集磁器材料。
（2）对于非铁磁性材料集磁器，相对直径比越大（体积越小），胀形效果越好，可适当增加集磁器的相对直径比，以获得更显著的成形效果。
以下是正文：
