电磁技术在金属材料科学与工程中的应用研究.pdfVIP

交 流 探 讨 农业开发与装备 2016年第11期 电磁技术在金属材料科学与工程中的应用研究 赵宇爽，彭 崇，张亚楠 （沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳 110168） 摘要：随着社会不断发展，科技水平日新月异，人们的生活水平 产生指向线圈中心的电磁力。在电磁力的牵引作用下，液态金属 不断发生变化。电磁技术的发展也趋向完善，在日常生活中随处 逐渐形成以感应器内部为基础的形状，同时，金属液不断向上凝 可见电磁技术给人们带来的便利，在工业领域和工程项目中也经 聚，感应器下方的冷却水不断使铸锭降温，金属铸造逐渐成型。 常能看到电磁技术的运用。从电磁搅拌、电磁铸造、电磁制动等 电磁铸造技术能够充分避免溶液过度搅拌的弊端，在利用电磁铸 几个方面进行其技术运用的探析，并对其未来发展趋势做大胆的 造技术进行铸件打造时，感应器和液态金属互不接触，因此，铸 预测。希望能对电磁技术的发展和相关运用提供借鉴资料。 锭的表面质量相比其他铸造工艺得到的部件更加精良。 关键词：电磁技术；金属材料科学；工程 1.3 电磁制动 0 引言 在板坯连铸中，卷渣现象难以避免，也很容易造成材料浪费 20世纪初级，各个学科进入飞速发展阶段，电磁技术同其他学 和生产安全危险。在薄板坯连铸中，钢液喷出的初速度很大，流 科的联系逐渐紧密，进入21世纪，电磁技术已经广泛应用到机械、 速过快，造成结晶器内的钢液产生大幅度的震荡，金属液面起伏 光电、环保、生物等多个领域，传统的磁学也逐步拓展成基础磁 不平，卷渣就在此时产生，同时，喷射分流对结晶器的器壁冲刷 学、材料磁学、应用磁学等多个专业学科。在材料科学和工程领域 会造成一定程度的重熔，杂物就很容易跟随金属液体进入到正在 中，电磁技术在材料成型的运用已经较为成熟，在材料制备和材料 凝固的凝壳中。这种生产方式出产的板坯通常质量一般，表面质 改良中起步较晚，仍处在发展阶段，并逐步向其他领域扩大。 量和性能都有一定降低。电磁制动技术通过设置一个直流稳恒磁 1 电磁技术在材料中的应用 场，这个磁场方向与钢液流动的方向垂直，当液态金属流动切割 1.1 电磁搅拌 磁感线，液态金属中就会产生电流，感生电流与设置的稳恒磁场 电磁搅拌是电磁技术运用较为广泛的一种方式，其主要原理 相互作用产生此流动方向相反的洛伦兹力，通过控制磁场强度， 是利用电磁感应过程中产生的作用力，对液态的金属进行规定动 能够间接控制液态金属的流动速度，使得液态金属稳定流动。电 作的推动，达到改变其物理形态的目的。就感应种类而言，电磁 磁制动工艺技术一定程度上可以提高铸坯质量。 搅拌属于交流感应，和同异步电机的工作原理相似，由多相线圈 2 电磁技术在金属材料科学与工程中的发展趋势 运转产生磁场，行波磁场或旋转磁场都能够在液态金属中产生感 电磁技术与材料科学和工程应用相结合，显著改善材料制造 应电流，磁场和感应电流相互作用下产生电磁力，这种推力将液 的效率和质量，提高新型材料的出产率和物理性能，是当前以及 态金属搅拌成预定的形态。因此，电磁搅拌的本质就是电磁感应 今后电磁技术的主要发展方向。按照当前电磁技术的发展态势， 下电磁力对液态金属的作用力，相比传统的人工铸件，通过铸造 越来越多的技术工程师已经开始对其引起重视，逐渐把电磁技术 坯的定型作用，能够很大程度上改良液态金属的凝固过程，液态 引入到材料科学领域。笔者认为，电磁技术在金属材料科学和工 金属的热传导和分子迁移都能得到改善。在金属凝固过程中，对 程中还有很大的发展空间，仍然需要广大的科研研究者和专业技 其加以电磁搅拌，凝固组织能够得到显著改良，其次，金属纯度