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金属薄板の試験

薄板やフォイルは平板製品の中でも製造チェーンにおける最終ステップの製品です。薄板材は厚み 0.35 と 3.0 mm、 その一方フォイル材の典型的な厚みは 60 μm以下です。極薄シートはさらに薄くなっています。これら薄い金属板は大変多くの場面で、色々な業種で使用されており、したがって薄板の試験も多岐に渡っています。 

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r値およびn値決定のための引張試験

薄いシート材は時に高強度と同時に延性も求められる事があります。引張試験における材料特性の特性評価には、国際規格ISO6892-1および米国ASTME8が最も一般的に使用されています。

r及びn値の測定

r値およびn値は成形性を示すために引張試験によって決定されます;n値は均一伸びまでの塑性変形時における応力の増加すなわち加工硬化の度合いをあらわす一方、r値は厚み方向、板幅方向のどちらに変形しやすいかという塑性ひずみ値を示します。n値は引張応力とひずみデータから求められます; r値は、試験片にかかる横ひずみも加えて計測することで求められます。r値は国際規格ISO 10113 及び米国規格 ASTM E517によって測定され;n値は国際規格ISO 10275及びASTM E646に準拠して測定されます。r値はロールの方向に左右されるため、引張試験片はロール方向に対する決められた角度で切り出されます。平行部長さはミリングやパンチングされその後フィニッシュ加工されています。ストリップ試験片はフォイルから切り出されるか、あるいはパンチングで作成されています。試験片形状は先に説明した試験メソッドに応じて選択されています。 

試験片作成

ツビックローエルはシートの異なった肉厚に応じて試験片を作成するマシーン、引張試験から材料特性値を得るための豊富な種類の材料試験機を提供しています。また、縦、横方向の材料の伸び・変位を測定する伸び計を多数用意しており、試験条件に応じて最適な伸び計のコンビネーションを選択することが出来ます、例えば形状の安定したシート材にはレーザー伸び計を選択する等。

硬さ試験

薄板やコーティング材向け硬さ試験は材料やコーティングの表面硬度測定に行われます。硬さ試験は一義的にはプロダクションプロセスの品質管理に実施されます。コーティングはマイクロメーターの領域のため、硬さ試験メッソドは極微少な押込みで行われています。 

微少な押込み、極めて小さな荷重のこの試験は ビッカーズ (DIN EN ISO 6507-1)、ロックウエル (DIN EN ISO 6508-1)、さらにロックウエルスーパーフィシャルスケール、ブリンネル (DIN EN ISO 6506-1)で実施されています。マルテン硬さ試験方式が薄いコーティング材では増加傾向にあります。また高精度の荷重-押込み深さ測定には計装化硬度計が一般的です;IITとして知られる試験方式です。残留押込み深さは試験片厚みの10%を超えてはいけません;超えた場合は、支持台の影響は無視できません。この計装化硬さ・押込み試験はさらに極小の押込み、深度を高精度で測定できるため、硬度値は信頼性、再現性が高い試験となります。

薄板はユーザー間で合意されたサイズに切り出されたり、他の薄板と溶接されている場合もあります、DIN EN ISO 4063のローラー継目溶接がその例となります。溶接継ぎ手の品質は硬さ試験でも評価されています。ビッカーズ、ヌープに基づくマイクロ硬度測定に加え、マルテン方式 (DIN EN ISO 6507-1, DIN EN ISO 4545-1, DIN EN ISO 14577-1) が断面上、溶接継ぎ手の表面、あるいはその付近で実施されます7.これらの試験方式に沿ったインスツルメントを使い、正確なポジショニングの下試験を行います。

延性試験

延性評価試験は薄板にとっては重要な分野です。ディープドローイングストレッチフォーミングなどの典型的な成形プロセスは確立された試験方法が存在します。ツビックローエルのBUPシートメタル試験機(深絞り試験機)では1000kNまでの容量でこれらの成形性試験を行う事が出来ます。

この重要でしかも複雑な試験の目的は限界絞り曲線の決定にあり、設計者が成形過程で超えてはならない限界応力を導き出すために必要となるデータです。ツビックローエルはこの分野の専門家とパートナーシップを組み、絞りプロセスのひずみの評価を測定するオプティカル測定技術を開発しています。

高速引張試験

高歪み速度下における材料特性は主に自動車関連業界において非常に重要となっています。自動車事故などでは、使用されている材料が高速で変形を起こすため、車体などにはこれらの特性を十分踏まえた設計が必要です。ツビックローエルのHTMシリーズの高速引張試験機を使う事で高速引張試験に必要な材料特性値を求めることができます。このシリーズの油圧サーボ試験機では160 kNまでの荷重で20 m/sを実現しました。

この試験は、成形プロセス過程での理想的な潤滑油を決めるためディープドローツールと薄板間の摩擦係数を測定する試験であり、亀裂やしわを防ぎ、最適なディープドロープロセスを評価します。ドロービードのユニットは標準的な試験機に簡単に取り付けられます。

この試験では、 典型的な寸法の薄板試験片(300 mm x 30 mm x 2 mm) 上部試験片グリップでしっかりとクランプし、ドロービードツールを押し付けます。試験片はその後ドロービードツール間を引張られます。この一連のプロセスは自動で何度も繰返し行われます。ドロービードツールのクランプ力はデジタルに制御され、正確で再現性の高い試験を保証します。ツールは他の試験のために簡単に交換可能です。

お客様のあらゆる試験要求に最適な試験ソリューョンを探して見つけます。

私たちの業界エキスパートへご連絡お待ちしています。

皆様のニーズを話し合うことを楽しみにしております。

 

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