辽宁省大连市金州高级中学 116100
摘要：随着社会的发展，科技水平在不断发展，其中电磁技术得到了优化的机会，并广泛应用在金属材料科学与工程中。基于此，本文将以电磁铸造、电磁搅拌、电磁制动为切入点，深入分析电磁技术在金属材料科学与工程中的应用，并且阐述其未来的发展趋势，旨在通过本文研究分析，发挥电磁技术的优势，促进金属材料科学与工程的发展，为人们日常生活提供很多便利条件，并为相关人员提供参考。
关键词：电磁技术；金属材料科学；电磁铸造；电磁制动
前言：目前，各门学科进入到快速发展的阶段，加大了电磁技术与其他学科的联系，以其自身的优势应用于生物、环保、光电与机械等不同领域中，同时还在一定程度上拓宽了电磁学科的范围。具体来说，电磁技术在金属材料科学与工程中发挥着重要作用，其材料成型技术相对成熟，但金属材料、材料制备等方面，电磁技术的起步较晚，当前仍处于发展阶段。相信为不久的未来，电磁技术能够应用在更多的领域中。
1.电磁技术在金属材料科学与工程中的应用方式
1.1电磁铸造
最早的电磁铸造技术出现于上世纪60年代，其利用单匝水冷铜线圈电磁感应器产生的电磁力，形成电磁场，对金属熔体予以支撑和牵引，并根据金属铸造的实际需要予以成型。该过程中，几近做到铸模与金属熔体不接触，能够延长铸模的使用寿命，技术操作简单，铸造效率高，铸坯质量更好。在电磁铸造过程中，感应器在通入交流电后会产生交变磁场，将金属熔体置入其中，在感生涡流的作用下，液态金属发生冷却、凝固，形成铸件。该过程中，液态金属受到电磁力的牵引和束缚，不与感应器接触，能够避免成分偏析，保证晶粒细小、组织均匀，铸件表明光滑。
在当前的金属材料铸造与加工当中，电磁铸造技术仍然得到广泛的应用。随着技术的发展，电磁铸造的生产工序得到进一步完善，机械化和自动化程度得以显著提高。而电磁连铸工艺的应用，则进一步提高了金属铸造速率和铸件质量。在电磁连铸过程中，应用软接触结晶器和感应器，在电磁力和结晶器的共同作用下，液态金属与结晶器之间的接触压力和振动摩擦力得以降低，确保渗流通畅，在保证铸坯表面质量的同时，还能够保障其内部质量。感应器线圈匝数、感应器位置以及电源功率是结晶器内磁场分布的主要影响因素，直接关系到电磁铸造的质量，应根据电磁连铸的需要，合理予以调控。随着电磁铸造基础的发展与创新，金属铸造缺陷也将逐渐改进，铸件的性能和质量也将得到显著提升[1]。
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1.2电磁搅拌
电磁搅拌是利用电磁感应所产生的作用力，改变液态金属形态，相比于人工搅拌，电磁搅拌能够使液态金属达到预期的形态，对于铸坯的定型效果更好，进而提高金属纯度，减少成分偏析。在电磁搅拌当中，一般应用结晶器电磁搅拌器，通入交流电后，在磁场和感应电流的相互作用下，形成浇铸轴的旋转磁场，并对金属液芯产生推动力，使其进行旋转，在金属液中产生离心力，能够分离液态金属中的夹杂物和气泡，避免其出现在金属铸件的表面和皮下，确保铸件表面光滑。而凝固面前沿的剪切力，则能够产生清洗作用，除去金属液中的夹杂物和气泡，保障坯壳均匀，可有效避免发生裂纹。而在热的效应下，部分自由晶重熔，并提高热区位置，进而降低过热度，有助于改造铸件芯部质量。根据金属铸造的实际需要，利用变频换流器，通过微处理器进行控制，调整电流和频率。二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌也是应广泛的电磁搅拌工艺。根据电磁铸造的实际需要，合理选择电磁搅拌工艺方法，科学予以组合，减少偏析、中心疏松等问题的出现，提高铸坯质量。
多段组合搅拌是电磁搅拌工艺的新思路，一般应用于高碳钢、高合金钢当中，能够就减少高拉速、高过热度的影响，避免中心偏析的发生。在多段组合搅拌的过程中，能够使晶核、合金元素以及夹杂物均匀有力，便于对其凝固过程进行有效控制，提高金属铸造的质量。电磁搅拌是提高铸坯质量的重要工艺，在电磁搅拌的过程中，需要与冶金机理有机融合，并能够在铸机安全、稳定运行的基础上予以应用，并对连铸工艺技术予以优化，合理进行工艺设计，进而得到更为优质的金属铸件。
1.3电磁制动
电磁制动工艺的应用是为了有效解决金属铸造过程中的卷渣问题。应用电磁制动器，形成直流稳恒磁场垂直于金属液流动方向，该过程中会产生感生电流，与磁场相互作用产生洛伦兹力，并与金属液流动方向相反，能够有效延缓金属液的流动速度，起到制动的作用。该过程中，磁场强度决定着制动力的大小，能够有效予以调控，进而对金属液流动速度进行间接的控制，能够避免金属液在铸造过程中的喷出速度过快，防止金属液出现较大幅度的震荡，保持液面平稳，避免出现卷渣等情况的出现，保证铸件表面光滑、精细，同样也减少了不必要的金属材料浪费，提高金属材料生产加工的安全性。另外，电磁技术在应用的过程中，会设置一个恒磁场，当对业态金属进行切割时，金属就会产生一定的电流，在与恒磁场相互作用的前提下，形成洛仑磁力。通过对磁场强度的控制，能够调整业态金属的流速，保障其稳定流动，提高金属制造的质量。
2.电磁技术未来的发展趋势
根据上文所述，电磁技术与金属材料科学与工程紧密的联系在一起，对于提高技术材料制造的质量、效率具有重要意义，并且能够增强金属材料的综合性能，成为电磁技术在今后主要的发展趋势。依据电磁技术当前的发展现状，有越来越多的技术人员、工程师重视该项技术的发展，加大对电磁技术的研究力度，将其应用到更多的领域中。总体而言，在未来的发展中，电磁技术拥有广阔的发展空间，同时能够与其他科学技术相互联系，发挥自身的优势，增强金属材料科学与工程的实力，但是，需要学者加大科研力度，促进电磁技术的创新，增强其自身的实践性，发挥服务大众、造福百姓的价值，为社会创造更多的社会效益与经济效益。另外，将电磁技术应用在金属材料科学与工程中，能够在一定程度上增强我国的科技实力，为早日实现中国梦奠定基础[2]。
结语：综上所述，在金属材料科学与工程中，电磁技术具无限的潜能，但依然拥有较大的发展空间，需要技术人员与学者的共同努力，加深对该项技术探究。以此为基础，电磁技术以其自身的特点，应用在电磁铸造、电磁搅拌与电磁制动中，提高了生产的安全性，保障了金属材料的质量，并且提高了生产力。所以，为了促进我国金属制造业的发展，可以将电磁技术应用在金属工程中
参考文献：
[1]赵宇爽,彭崇,张亚楠.电磁技术在金属材料科学与工程中的应用研究[J/OL].农业开发与装备,2016,(11):110.(2016-12-08)[2017-10-12].
[2]于丽媛.分析电磁技术在金属材料科学与工程中的运用[J].黑龙江科技信息,2015,(08):54.[2017-10-12].
作者简介：王舒正（2000.09.01）(身份证号210221200009016331)；性别：男，籍贯：辽宁省大连人，工作单位：辽宁省大连市金州高级中学；研究方向：材料科学与工程
论文作者:王舒正
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/17
标签：电磁论文; 金属论文; 技术论文; 材料科学论文; 铸件论文; 工程论文; 质量论文; 《防护工程》2017年第24期论文;