Metody badawcze tłoczności blach
W przypadku cienkich blach pożądane są szczególnie dobre właściwości plastyczne. W technologii formowania cienkie blachy poddaje się obróbce z wykorzystaniem różnych procesów produkcyjnych takich jak walcowanie, kucie swobodnie matrycowe, wytłaczanie, głębokie tłoczenie czy gięcie. Element jest doprowadzany do ostatecznego kształtu z płaskiego półwyrobu z blachy.
Maszyny wytrzymałościowe do formowania blach firmy ZwickRoell umożliwiają badanie wymaganych właściwości blach w procesie obróbki z siłą ciągnienia do 1000 kN. Metody badań formowania blach zapewniają wartości charakterystyczne dla obróbki metalu i przetwórstwa metalu i obejmują badania takie jak próby tłoczenia, próby rozciągania miseczek czy badania ekspansji otworów.
Głównymi motorami innowacji są technologia transportowa, a przede wszystkim przemysł motoryzacyjny. Rosnące wymagania w stosunku do materiałów z blachy w ramach ogólnych konstrukcji lekkich doprowadziły do powstania materiałów stalowych o wysokiej i bardzo wysokiej wytrzymałości, co jednak oznacza nowe wyzwania w zakresie formowania blach i kontroli procesu z ich zmniejszoną zdolnością do zmiany kształtu i wyższą odporność.
Badanie tłoczenia Próba rozciągania miseczek Badanie ekspansji otworów Dalsze metody badawcze Proszę o poradę
Typowe metody badawcze przy tłoczności blach
Typowe metody badań w zakresie formowania blachy to klasyczna próba tłoczenia według Erichsena (ISO 20482) i Olsena (ISO 20482), próba rozciągania miseczki do badania głębokiego ciągnienia (ISO 11531 / EN 1669) i badania rozszerzania otworu zgodnie z ISO 16630 przy podwyższonym zastosowaniu w materiałach stalowych o wysokiej wytrzymałości.
Szczególne znaczenie ma wyznaczenie krzywej odkształceń granicznych zgodnie z normą ISO 12004, za pomocą której w eksperymencie dwuetapowym generowane są odkształcenia krytyczne, a następnie porównywane i oceniane z odkształceniami występującymi na rzeczywistym elemencie. Określona krzywa zmiany formowania granicznego lub Forming Limit Curve (FLC) pomaga zoptymalizować formowanie blachy podczas projektowania komponentu, a tym samym przyspiesza proces rozwoju.
Dalsze metody badawcze tłoczności blach
Aby mieć pewność, że materiały posiadają wymagane właściwości i że proces formowania przebiega prawidłowo, stosuje się nie tylko specjalistyczne badania formowania blach, ale także standardowe procedury badawcze, takie jak próby rozciągania lub próby zginania.
Próba rozciągania Dwuosiowe badanie na rozciąganie Próba Draw-Bead Próba na 3-punktowe zginanie Próba zginania blach Próba zginania w kształcie litery U
Badanie wytrzymałości na rozciąganie, obejmujące wartość r i wartość n
W szczególności od cienkich blach często wymagana jest dobra odkształcalność w połączeniu z wysoką wytrzymałością . Aby scharakteryzować właściwości odkształcalne, wartości r i n określa się w próbie rozciągania.
Wartość r opisuje anizotropię pionową. Dla wartości r dodatkowo mierzona jest zmiana szerokości próbki rozciąganej.
Wartość n opisuje utwardzanie - wzrost naprężenia - podczas odkształcenia plastycznego aż do wydłużenia równomiernego i jest określana na podstawie danych dotyczących naprężeń rozciągających i wartości wydłużenia .
Do określenia wartości charakterystycznych z próby rozciągania ZwickRoell oferuje szeroką gamę standardowych systemów badawczych do 2500 kN, za pomocą których badania można przeprowadzić bardzo precyzyjnie nawet przy dużych siłach.
Próba rozciągania ISO 6892-1 Próba rozciągania ASTM E8 Określenie wartości r Określenie wartości n
Dwuosiowe badanie na rozciąganie
Cechą szczególną jest 2-osiowa próba na rozciąganie. Służy do określenia właściwości odkształceniowych materiału. Próba ta znajduje zastosowanie głównie w badaniach i rozwoju, ponieważ umożliwia ustawienie i zbadanie określonych wartości naprężenia w punkcie przecięcia próby .
ZwickRoell buduje te dwuosiowe maszyny wytrzymałościowe zgodnie z wymaganiami klientów. W większości przypadków pomiar wydłużenia przeprowadza się optycznie. Tutaj ZwickRoell oferuje różne rozwiązania. ZwickRoell współpracuje z partnerami w celu pomiaru rozkładu wydłużenia w wysokiej rozdzielczości.
Próba Draw-Bead
Celem tego badania jest określenie współczynnika tarcia pomiędzy blachą stalową a narzędziem do głębokiego tłoczenia w celu określenia idealnego smaru do tego formowania. Pozwala to uniknąć pęknięć i zagięć, a tym samym zapewnia optymalny proces głębokiego tłoczenia.
Urządzenie Draw-Bead można w prosty sposób zamontować na standardowej maszynie wytrzymałościowej. Do badania metalowy pasek o typowych wymiarach (300 mm x 30 mm x 2 mm) zaciska się osiowo w górnym uchwycie mocującym, a narzędzie Draw-Bead zamyka się. Pasek blachy jest następnie przeciągany przez narzędzie Draw-Bead. Proces ten można powtórzyć automatycznie. Ilość powtórzeń jest regulowana.
Niezawodne i powtarzalne wartości pomiarowe gwarantuje cyfrowo sterowana siła docisku narzędzia Draw-Bead. Matryce narzędzia można szybko wymieniać, aby dostosować je do różnych specyfikacji badawczych.
Próba zginania
3-punktowa próba zginania służy, oprócz określenia charakterystycznych wartości właściwości zginania również wizualnej ocenie krawędzi zginania. W szczególności zachowanie szwów spawalniczych ocenia się wizualnie w próbach zginania. ZwickRoell rozwiązuje ten problem dzięki różnym opcjom urządzeń do badania zginania i dostosowaniu do istniejących uchwytów mocujących.
Próby zginania blach
Próba zginania blach służy do określenia kąta zginania blachy nadwozia w celu uzyskania wniosków na temat zachowania się odkształceń i podatności na uszkodzenia materiałów metalowych podczas procesów formowania z dominującymi składnikami zginającymi (np. operacje składania) lub podczas obciążeń zderzeniowych.
Badania te można przeprowadzić za pomocą specjalnych urządzeń w próbach zginania 3- lub 4-punktowego na wszystkich maszynach wytrzymałościowych AllroundLine .
Próba zginania w kształcie litery U
Próba zginania w kształcie litery U służy do badania lakieru i powłok na blachach. Przeprowadzane są one na maszynie do badania tłoczności blach BUP .
Formowanie na gorąco
- Hartowanie przez ściskanie jako proces produkcyjny w procesie formowania na gorąco zyskało w ostatnich latach znacznie na znaczeniu, aby spełnić specyficzne wymagania dotyczące niższej masy całkowitej przy większym bezpieczeństwie zderzenia.
- Celem tego procesu jest osiągnięcie takiej samej lub wyższej wytrzymałości formowanych części z blachy przy zmniejszonym zużyciu materiału, niż można to osiągnąć za pomocą konwencjonalnych technik formowania.
- Wielu producentów samochodów wykorzystuje te procesy do produkcji konstrukcyjnych części nadwozia, takich jak słupki A i B, tunele skrzyni biegów, wsporniki przedniego i tylnego zderzaka, progi drzwi, wzmocnienia drzwi, podłużnice, relingi dachowe i ramy dachowe.
- W porównaniu z formowaniem konwencjonalnym, formowanie na gorąco jest z natury bardziej złożone i umożliwia wytwarzanie elementów o dużej wytrzymałości, dużej złożoności geometrycznej i zminimalizowanych efektach sprężynowania w krótszym czasie. Z produktu końcowego pobierane są próbki i oprócz klasycznego badania twardości, określana jest także ich wytrzymałość w badaniach na rozciąganie i zginanie.
