铝合金板料电磁成形工艺与理论的研究进展

刘维，孟正华，黄尚宇

（1.武汉理工大学 a.材料科学与工程学院；b.汽车工程学院，武汉 430000；2.现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，武汉 430070）

为了提高能源效率、降低燃油排放，轻量化一直是航空、航天、汽车等高端装备制造业发展的主旋律。以铝合金为代表的轻合金，因为其具有密度小、比强度和比刚度高、可回收利用等诸多优点，在航空、航天、汽车等领域获得了广泛的应用，在应对全球能源短缺与环境污染的轻量化发展战略中具有极为重要的作用[1]。航空、航天、汽车等领域中薄壁零件要求具有材料相对厚度小、形状复杂、尺寸精度与表面质量要求高等特点；同时，铝合金存在室温成形性能较差、易产生破裂与褶皱、卸载后回弹大、表面易出现粗晶与划伤等问题，会造成零件局部变形严重、壁厚分布不均匀、力学性能不高等缺陷，限制了铝合金板料在航空、航天、汽车等领域中的广泛应用[2]。针对铝合金零件成形制造，国内外纷纷展开新工艺研究，以提高铝合金板料成形性能与精度。

电磁成形（Electromagnetic forming，EMF）是一种利用脉冲电流通过线圈在其周围产生瞬变磁场，导致附近导电金属板料中形成感应涡流，从而通过线圈与板料之间的洛伦兹力驱动板料发生高速变形的成形方法[3]。该工艺能够有效地提高铝合金板料成形性能、控制板料成形回弹程度，且具有成形速率高（103～104s-1）、成形过程易精确控制、零件贴模性与表面质量高等许多优点[4]。近年来，围绕我国航空航天领域对高性能、高可靠性板管构件的重大需求，国内有关单位对电磁成形理论和技术进行了前沿探索与基础创新研究[5]。……