随着人民生活水平的提高和用电需求的增加,电力工业持续增长。作为电力工业输电线路重要部件的电力金具,面临的最大挑战是输电压等级提高,金具重量增加带来的轻量化问题,同时寻找高效,清洁的生产工艺也是未来的发展趋势。因此必须采用新材料,新工艺,加强新型金具的研究。在上述背景之下,本文提出电力金具的多层板热冲压成形及装配技术,用多层超高强钢板热冲压成形代替传统连接电力金具铸锻成形的制造工艺研发新型电力金具,解决传统电力金具承载强度低,重量大,对杆塔负担重,生产效率低的问题。主要研究内容包括以下几点:(1)以两种典型的连接电力金具Z型直角挂板与L型联板为研究对象,对其进行了轻量化材料与结构设计,并提出了相匹配的新型制造工艺流程;为了验证新型电力金具热浸镀锌之后的可行性与优越性,进行了三维有限元力学承载性能模拟以及Z型直角挂板的热冲压成形热-力-相变耦合有限元分析。结果表明,新型电力金具强度完全可以满足承载要求,并且有较大的安全裕度;Z型直角挂板具备热冲压成形可行性,并且可以获得均一的高强度。(2)多层板热冲压成形是新型电力金具制造工艺的核心。研究了不同接触压强和层板数目条件下的各层板冷却温度曲线,以及最终的层板力学性能。结果表明,接触压强从10MPa增加到40MPa时,各层板冷却速率随压强的增加而明显增加;各层板的最终强度受压强影响不明显;层板数目从两层提高到四层时,各层板状态从全马氏体相组织,获得均一高强度(1500MPa)转变为马氏体与贝氏体的混合组织,强度大幅下降(1000MPa)。并提出多层板成形最佳工艺准则为双层(3.6mm)一起成形,要避免四层(7.2mm)一起成形。(3)基于模拟和传热试验,在双层板热冲压深U型模具以及平板模具基础之上进行了新型多层板Z型直角挂板与L型联板的成形工艺试验,获得了具有均一高强度,壁厚分布符合要求,回弹小,成形精度高的最终制件。研究金具防腐蚀性能,进行了热冲压件热浸镀锌试验,发现热浸镀锌会使金具强度降低至1000MPa,延伸率提高至10%左右,热冲压件塑性提高。最后,将完成的新型电力金具按照国家标准进行承载测试,结果表明新型Z型直角挂板电力金具在满足承载需求的情况下可以实现减重41%。本研究为电力金具的多层板热冲压成形工艺及应用的可行性提出了有意义的数据与结论。