（湖南省电力线路器材有限公司 湖南省长沙市 410009）
摘要：输电线路用直角挂板在锻造过程中，出现模具开裂的现象，影响了加工进度，增加了成本。为此，对开裂模具进行了宏观观察、化学成分检验及有效地分析，提出了改进的措施，有效地缓解了这一现象，有效的提高了生产效率。
关键词：直角挂板；模具；开裂；改进措施
Analysis on Cracking of Forging Die of Rectangular Plate
Can Liu
(Hunan power linehardware CO.,LTD，Hunan Changsha 410009)
Abstract:In the process of forging, the rectangular plates die for the lines overhead crackedearlier in service, which affected the progress, increased the cost. Chemical composition analysis, macroscopic observation, and effective analysis were conducted to reveal the cause of cracking. The improvementmeasures are proposed, which effectively alleviate this phenomenon, and effectively improve the production efficiency.
Key words:rectangular plate; die; cracking; improvementmeasures
序言
金具是输电线路工程的重要组成部分，数量多、种类杂，其性能关系工程的质量和长期稳定运行。电力金具中的球头挂板、碗头挂板、直角挂板、U型环、GD挂点金具等已经广泛采用锻造方式生产，但是在金具生产过程中，经常出现模具开裂等问题，从而影响加工进度，并增加加工成本。
本文以直角挂板为例，通过对生产过程中的开裂模具开展宏观观察、化学分析检验等有效地分析模具开裂的原因，并针对研究结果提出有效的改进措施，从而增加模具的寿命，提高生产效率。
1模具开裂问题
目前金具生产厂家采用热锻工艺生产输电线路用直角挂板，以Z-42150为例（如图1所示）。
化学成分分析表明，该直角挂板锻模材料化学成分符合5CrNiMo钢标准要求。5CrNiMo钢的塑性和韧性良好，但尺寸效应不敏感，通常在400℃以下具有较高的强度，超过400℃时强度急剧下降[1]。直角挂板在锻造过程中，往往需将坯料加热到1000℃以上，终锻温度也在700℃—800℃之间，造成模具的硬度急剧下降。
（3） 模具设计方面分析
直角挂板的热成形重点就是模锻工艺的设计，模具的质量直接关系到直角挂板成形后的质量及模具本身的寿命。若设计不合理会导致直角挂板偏心、成形力过大等缺陷，这些缺陷会导致金具质量不合格、加大模具的磨损。
模具开裂部位位于模具型腔的拐角处，一方面模具的磨损位置主要集中在边缘位置，一方面可能由于产品拐角处的圆角太小，使该处的内应力增大，造成模具拐角处应力集中，导致局部产生高应力而出现裂纹[2]。
2改进措施
根据上述分析，针对模具开裂可采取以下相应对策：
（1）从使用情况来看，下模的损坏主要是突然开裂，不是因下模过热而造成模腔边缘塌陷变形，这表明导热性差不是下模损坏的主要原因。如果继续采用热作模具钢5CrNiMo可对其热处理做出相应的调整，即适当降低其回火温度，提高模具的硬度。
（2）模具的磨损主要集中边缘位置，模具拐角处的圆角太小时，
该处内应力便会增大，易造成应力集中，从而导致局部产生高应力而出现裂纹，针对以上情况，可加大模具过渡圆角，在不影响金具安装性能的同时，又能避免由于圆角过小导致模具开裂的情况。
（3）标准坯料尺寸。通过精确计算设计一系列尺寸模具，通过仿真模拟选出最优的几个尺寸，经过试验对模具进行定型，从而实现磨损量最小。
（4）在锻造前增加预锻工序，即设计简易预锻模，在400KG空气锤上先预锻至接近成型，再放入锻模中热锻。
（5）采用紫外测温仪等先进设备对加热坯料温度进行监测，保证坯料加热到既定的温度。
3小结
本文通过对金具模具开裂进行宏观观察、化学成分检验等研究分析，得出了可能导致金具模具开裂的原因。通过对金具模具开裂原因进行分析，制定了相关解决措施，减少金具模具磨损量，改善金具模具的受力情况，从而提高金具模具的寿命，减少金具生产过程中模具开裂次数，提高生产效率，降低生产成本。
参考文献
【1】高为国. 模具材料[M]。北京：机械工业出版社，2004.68-69.
【2】朱伟恒，朱繁康，冼酷元，等． 4Cr5MoSiV1钢制热挤压模开裂失效分析［J］．热处理， 2011，2
论文作者:刘灿
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
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