Testmethoden voor vervormbaarheid van plaatmetaal
Voor dun plaatmateriaal zijn goede vervormingseigenschappen vaak zeer belangrijk. Dunne plaat wordt vervormd in verschillende fabricageprocessen zoals walsen, smeden, impactextrusie, extrusie, dieptrekken of buigen. Een vlakke metaalplaat wordt zo tot zijn finale vorm verwerkt.
ZwickRoell testmachines voor plaatmetaal bepalen de vereiste eigenschappen voor verwerking van plaatmetaal met trekkrachten tot 1.000 kN. Testmethoden voor vervormbaarheid leveren karakteristieke waarden voor metaalbewerking en verwerking, en omvatten tests zoals cupping tests, earing tests en hole expansion tests.
Innovatie wordt grotendeels gestuurd door transporttechnologie, in het bijzonder de automobielindustrie. De steeds hoger wordende eisen aan plaatmateriaal onder invloed van lichtgewicht constructie, hebben geleid tot de ontwikkeling van hoge-sterkte en ultrahoge-sterkte stalen. Hun lagere vervormbaarheid en hoger elastisch terugveren stellen nieuwe uitdagingen voor vervormingstechnologie en procescontrole.
Cupping tests Earing tests Hole expansion tests Andere testmethodenVraag een gesprek
Typisch testmethoden voor vervormbaarheidstests
Typische vervormbaarheidstests zijn onder andere de klassieke cupping test volgens Erichsen (EN 20482) en Olsen (ISO 20482), de earing test (ISO 11531 / EN 1669) en hole-expansion test volgens ISO 16630, die steeds vaker gebruikt wordt voor hoge-sterkte stalen.
De bepaling van de vervormingsgrenscurves (FLC) volgens ISO 12004 is een bijzondere tweedelige test waarbij kritische vervormingen aangebracht worden om deze dan te vergelijken met bestaande vervormingen in echte componenten. Eens de vervormingsgrenscurve bepaald is, wordt deze tijdens het ontwerpproces gebruikt om het vervormingsproces te optimaliseren en het ontwikkelingsproces te versnellen.
Bijkomende testmethoden voor vervormbaarheidstests:
Om te verzekeren dat materialen de vereiste karakteristieken hebben en dat de vervormingsprocessen vlot verlopen, wordt niet enkel gebruik gemaakt van speciale vervormbaarheidstests maar ook van andere genormeerde testmethoden zoals trektests en buigtests.
Trektest Biaxiale trektest Dieptrektest 3-punts buigtest Buigtest op kleine plaatjes U-buigtest
Trektests met bepaling van r- en n-waarde
Dun plaatmateriaal moet tegelijkertijd een hoge sterkte en goede vervormbaarheid hebben. Om de vervormingseigenschappen van plaatmetaal te meten, worden tijdens de trektest de r- en n-waarde bepaald.
De r-waarde beschrijft de verticale anisotropie. Voor de r-waarde wordt de dwarsrek van het treksample bijkomend gemeten.
De n-waarde beschrijft de versteviging (stijging van de rek) - tijdens de plastische vervorming tot aan de uniforme rek, en wordt bepaald uit de gegevens van de trekspanning en rek.
Voor de bepaling van de trekeigenschappen levert ZwickRoell een breed gamma seriemachines tot 2.500 kN, waarmee de tests ook bij hoge krachten zeer nauwkeurig uitgevoerd kunnen worden.
Trektest ISO 6892-1 Trektest ASTM E8 r-waarde bepaling n-waarde bepaling
Biaxiale trektest
De biaxiale trektest is een twee-assige trektest, die gebruikt wordt om de vervormingseigenschappen van een materiaal te bepalen. Deze wordt vooral gebruikt in onderzoek en ontwikkeling, aangezien bepaalde spanningswaarden kunnen aangebracht en onderzocht worden op het kruispunt van het sample.
ZwickRoell bouwt deze biaxiale testmachines op maat van de klant. Meestal wordt de rek optisch gemeten. Hiervoor heeft ZwickRoell twee verschillende oplossingen. Voor de meting van rekverdeling met hoge resolutie, werkt ZwickRoell samen met partners.
Draw bead test
Deze test heeft als doel de wrijvingscoëfficiënten tussen staalplaat en dieptrekwerktuig te bepalen, om zo het ideale smeermiddel voor deze vervorming te vinden. Zo worden scheuren en plooien vermeden voor een optimaal dieptrekproces.
Het draw-bead werktuig kan eenvoudig in een standaard testmachine geplaatst worden. Voor deze test wordt een strook met typische afmetingen (300 mm x 30 mm x 2 mm) axiaal in de bovenste klem gespannen, waarna het dieptrekwerktuig gesloten wordt. Vervolgens wordt de strip door het draw-bead werktuig getrokken. Dit proces kan automatisch herhaald worden, het aantal herhalingen is instelbaar.
De digitaal geregelde klemkracht van het draw-bead werktuig garandeert nauwkeurige en herhaalbare testresultaten. De stempels van het werktuig kunnen snel gewisseld worden om volgens verschillende specificaties te testen.
Buigtests
De 3-punts buigtest dient naast de bepaling van buigeigenschappen ook voor de visuele beoordeling van de buigrand. In het bijzonder het gedrag van lasnaden wordt visueel gecontroleerd in een buigtest. Met verschillende opties voor buigtestopstellingen en aanpassingen aan beschikbare klemmen levert ZwickRoell steeds de ideale oplossing.
Buigtest op plaatjes
De buigtest op plaatjes wordt gebruikt om het effect van de buighoek op koetswerkonderdelen te evalueren, en zo vervormingseigenschappen van metalen tijdens productieprocessen met dominante buigwerking (bv. vouwen) of tijdens een crash te bepalen.
Deze tests kunnen uitgevoerd worden met speciale testwerktuigen via 3- of 4-punts buigtests in alle AllroundLine materiaaltestmachines.
U-buigtest
De U-buigtest wordt gebruikt om afwerklagen en coatings op plaatmetaal te testen. De test wordt uitgevoerd met een BUP plaatwerktestmachine.
Warmvervorming
- Warm persen heeft in de laatste jaren duidelijk aan belang gewonnen als productieproces, om aan de specifieke vraag naar een lager gewicht met hogere crashveiligheid te voldoen.
- Het doel van deze techniek is met een gereduceerde hoeveelheid materiaal een gelijke of hogere sterkte van koetswerkonderdelen te bekomen als met klassieke vervormingsmethoden.
- Talloze automobielfabrikanten gebruiken deze processen om structuuronderdelen van het koetswerk zoals A- en B-zuilen, transmissietunnels, dragers voor bumpers, dorpels, deurversterkingen, langsdragers, dakrelingen en dakramen te produceren.
- De warmvervorming is in vergelijking met conventionele productiemethoden van nature complexer en laat toe zo snel mogelijk sterkere onderdelen te produceren die geometrisch complexer zijn en minimaal terugveren. De samples worden uit het eindproduct genomen en worden naast de hardheidsmeting onderworpen aan trek- en buigtests.
