間隔棒FJZ-840/31D低壓鑄造框架工藝研究

劉耀

摘 要：間隔棒FJZ-840/31D應用于長治站配套電廠1000kV送出工程（高河電廠-趙莊電廠），線路全長21.261km，全線單回路架設，僅在高河電廠出線處使用1基雙回路終端塔。線路途經山西省長治市長子縣;沿線海拔高度在910～1030m之間;沿線地形比例為平地73%、丘陵27%。根據工程要求，間隔棒應采用低壓鑄造、液態模鍛或固態模鍛三種加工工藝的任一種，并進行T6熱處理，同時應進行表面處理，保證外觀質量。根據公司現有設備和設計、生產經驗，采用ZL104低壓鑄造的工藝方式滿足工程的需求。

關鍵詞：間隔棒;工藝研究

1 模具設計

從間隔棒FJZ-840/31D框架基本尺寸圖（圖1）可以看出，該零件具有尺寸大、壁厚小和結構復雜等特點，所以在生產中存在成型慢，容易產生縮松、夾渣、冷隔等一系列難點。該零件外輪廓尺寸為776mm×776mm，但厚度最大僅16mm。并且零件在遠端的體積更大，這也進一步增大了在鑄造過程中金屬液流動和成型的難度。

公司現有低壓鑄造設備僅一個澆口，考慮到框架結構為對稱結構，因此將澆冒口放在框架中心位置，同時在沿框架的8個方向上設計足夠的澆道，保證升液和充型時金屬流平穩。模具簡圖和澆鑄完成后的產品分別見圖2和圖3。

2 工藝流程和熱處理

根據技術調研和以往的加工經驗，目前低壓鑄造間隔棒的工藝基本流程為：原材料→熔煉→澆鑄→去澆冒口、澆道→打磨→熱處理→拋丸鈍化。

其中熱處理工藝參數是保證產品性能的關鍵環節。ZL104的熱處理工藝要求為T6（固溶+時效處理），一般工藝參數為固溶530℃×6h+時效180℃×8h。但由于間隔棒框架尺寸大，壁厚不均勻且形狀相對復雜，在熱處理過程中很容易產生較大的變形，影響其尺寸和裝配性能，甚至導致零件報廢。通過對不同熱處理參數下產品性能的對比和試驗最終確定最佳熱處理工藝曲線參考圖4。

通過增加等溫階段并控制溫升和冷卻過程，可有效減少產品的熱處理變形。同時，熱處理過程中采用熱處理專用工裝，將產品和夾具進行緊密的捆綁，進一步減少了變形。通過對熱處理工藝過程優化，框架最大變形量由16mm減小為3mm，大幅提高了產品的穩定性。

3 試制結果

試制完成后，對零件的尺寸、外觀和力學性能進行檢測和試驗。主要包括以下三個方面：

（1）尺寸檢測：間隔棒框架尺寸符合產品圖紙要求，整體裝配要求;

（2）外觀檢測：鑄件表面平整、光滑，無氣孔、沙眼等缺陷;

（3）型式試驗：對間隔棒進行整體裝配后，進行拉壓力和向心力試驗，試驗標準為GB/T 2317.1-2008《電力金具試驗方法 第一部分：機械試驗》。經檢驗，該樣品所檢測的項目符合GB/T 2314-2008《電力金具通用技術條件》和DL/T 1098-2016《間隔捧技術條件和試驗方法》的相應要求，試驗合格。

4 結語

本文通過對間隔棒FJZ-840/31D低壓鑄造框架工藝研究和試驗，掌握了鑄件結構尺寸、模具設計和工藝流程等因素對間隔棒框架尺寸和性能的影響。通過工藝試驗解決了間隔棒框架在鑄造過程中容易存在的縮松、冷隔、表面質量差和熱處理易變形等問題。最后對試制結果進行了試驗驗證，試驗結果滿足產品的各項性能要求。其取得的工藝技術成果可以指導后續其他型號低壓鑄造工藝間隔棒框架的研制和生產。

（中國電建集團成都電力金具有限公司，四川 成都 610000）