電力金具的多層板超高強(qiáng)鋼熱沖壓成形技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人民生活水平的提高和用電需求的增加，電力工業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)。作為電力工業(yè)輸電線路重要部件的電力金具，面臨的最大挑戰(zhàn)是輸電壓等級(jí)提高，金具重量增加帶來(lái)的輕量化問(wèn)題，同時(shí)尋找高效，清潔的生產(chǎn)工藝也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。因此必須采用新材料，新工藝，加強(qiáng)新型金具的研究。
　　在上述背景之下，本文提出電力金具的多層板熱沖壓成形及裝配技術(shù)，用多層超高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形代替?zhèn)鹘y(tǒng)連接電力金具鑄鍛成形的制造工藝研發(fā)新型電力金具，解決傳統(tǒng)電力金具承載強(qiáng)度低，

2、重量大，對(duì)桿塔負(fù)擔(dān)重，生產(chǎn)效率低的問(wèn)題。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)：
　?。?）以兩種典型的連接電力金具Z型直角掛板與L型聯(lián)板為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了輕量化材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并提出了相匹配的新型制造工藝流程；為了驗(yàn)證新型電力金具熱浸鍍鋅之后的可行性與優(yōu)越性，進(jìn)行了三維有限元力學(xué)承載性能模擬以及Z型直角掛板的熱沖壓成形熱-力-相變耦合有限元分析。結(jié)果表明，新型電力金具強(qiáng)度完全可以滿足承載要求，并且有較大的安全裕度；Z型直角掛板具備熱沖壓成

3、形可行性，并且可以獲得均一的高強(qiáng)度。
　?。?）多層板熱沖壓成形是新型電力金具制造工藝的核心。研究了不同接觸壓強(qiáng)和層板數(shù)目條件下的各層板冷卻溫度曲線，以及最終的層板力學(xué)性能。結(jié)果表明，接觸壓強(qiáng)從10MPa增加到40MPa時(shí)，各層板冷卻速率隨壓強(qiáng)的增加而明顯增加；各層板的最終強(qiáng)度受壓強(qiáng)影響不明顯；層板數(shù)目從兩層提高到四層時(shí)，各層板狀態(tài)從全馬氏體相組織，獲得均一高強(qiáng)度（1500MPa）轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體與貝氏體的混合組織，強(qiáng)度大幅下降（10

4、00MPa）。并提出多層板成形最佳工藝準(zhǔn)則為雙層（3.6mm）一起成形，要避免四層（7.2mm）一起成形。
　?。?）基于模擬和傳熱試驗(yàn)，在雙層板熱沖壓深U型模具以及平板模具基礎(chǔ)之上進(jìn)行了新型多層板Z型直角掛板與L型聯(lián)板的成形工藝試驗(yàn)，獲得了具有均一高強(qiáng)度，壁厚分布符合要求，回彈小，成形精度高的最終制件。研究金具防腐蝕性能，進(jìn)行了熱沖壓件熱浸鍍鋅試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)熱浸鍍鋅會(huì)使金具強(qiáng)度降低至1000MPa，延伸率提高至10％左右，熱沖壓件塑