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金屬薄板成型測試方法

良好的延展性對薄板來說特別重要。在成型技術中,薄板經過各種製程進行處理,如軋製、開模鍛造、衝擊擠壓、擠壓成型、深抽或彎曲。它用於將平板金屬薄板胚料變為其最終形狀。

ZwickRoell 的金屬 薄板試驗機可測試金屬薄板加工所需的特性,拉伸力可達 1,000 kN。金屬薄板成型的測試方法提供金屬加工金屬製程的特徵值,包括如杯突測試、凸耳測試和擴孔測試等測試。

該領域的創新主要由運輸技術驅動,尤其是汽車工業。在追求輕量化結構的大趨勢下,各行業對於金屬薄板材料的需求日漸增加,這導致開發出各種高強度及超高強度的鋼材,然而材料更低的延展性以及更高的彈性恢復對成型技術及程序控制帶來了全新的挑戰。

杯突測試 凸耳測試 擴孔測試 其他測試方法需要諮詢

金屬薄板成型的典型測試方法

典型的金屬薄板成型測試方法包括根據 Erichsen(ISO 20482)及 Olsen(ISO 20482)的經典杯突測試、測定凸耳傾向的凸耳測試(ISO 11531/EN 1669),以及根據ISO 16630的擴孔測試,這些方法越來越多地用於高強度鋼材中。

根據 ISO 12004 標準測定成型極限曲線(FLC)特别重要,測試中透過兩步測試得到金屬的極限變形特性,得到的結果隨後與實際元件的現有變形進行比較及評估。測定成型極限曲線(FLC)後即可用於組件的設計階段,幫助優化金屬薄板成型工藝,加速開發過程。

金屬 | 金屬薄板 | 根據 Erichsen 及 Olsen 的杯突測試
ISO 20482、ASTM E643-84
金屬薄板拉伸能力
到 艾里遜(Erichsen)杯突測試(ISO 20482),歐森(Olsen )杯突測試(ASTM E643-84)
金屬 | 金屬薄板 | 凸耳測試
ISO 11531、DIN EN 1669
測定凸耳成型
到 凸耳測試 ISO 11531 DIN EN 1669
金屬擴孔測試
到 擴孔測試
金屬 | 金屬薄板 | 杯突測試,成型極限曲線(FLC)
ISO 12004
測定金屬薄板的失效極限
到 成型極限曲線FLC ISO 12004

杯突測試

金屬的杯突測試
到 杯突測試

凸耳測試

金屬的凸耳測試
到 凸耳測試

擴孔測試

金屬擴孔測試
到 擴孔測試
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金屬薄板成型的其他測試方法:

為確保材料具有所需的特徵且成型程序正確運作,不僅要使用特殊的板材金屬進行測試,還應使用拉伸測試或彎曲測試等標準測試方法。

拉伸測試 雙軸拉伸測試 拉延筋測試 3點彎曲測試 小型板彎曲測試 U形彎曲測試

測定 r 值及 n 值的拉伸測試

薄板經常需具備良好的延展性高強度。拉伸測試中測定的 r 值及 n 值可以用來表徵薄板的成型特性。

r 值描述垂直異向性。就r值而言,另亦會量測拉伸試樣上的橫向應變

n 值描述在塑性變形直至均勻伸長期間的硬化(應變增加),可從拉伸應力資料及應變值測定之。

ZwickRoell 提供各種透過拉伸測試測定特徵值的標準測試系統,測試力最高達 2,500 kN;試驗系統在高負荷下也能提供高精度的測試。

拉伸測試 ISO 6892-1 拉伸 測試 ASTM E8 r 值測定 n 值測定

雙軸拉伸測試

試驗機的一個獨特的功能就是進行雙軸拉伸測試,用於測定材料的變形特性。該功能主要用於研究與開發,因為這可以在試樣的交點處施加設定的應力並對其進行調查。

ZwickRoell 生產這些雙軸試驗機以滿足客戶的要求。在大多數情況下,應變是透過非接觸式的光學延伸計測量的。ZwickRoell 提供兩種不同的解決方案。ZwickRoell 與專業合作夥伴一起開發出了高解析度應變分佈測量解決方案。

前往雙軸試驗機

拉延筋測試

此試驗旨在測定鋼板與深抽模具之間的摩擦係數,以便選擇最適合此成型製程的潤滑劑,進而避免裂紋與皺褶,確保深抽製程的最佳效果。

能輕鬆地將拉延筋夾具安裝到一台標準試驗機上。測試時,一根典型尺寸長條金屬板(300 mm x 30 mm x 2 mm)被軸向夾持在上標準試樣夾具中,並閉合拉延裝置。然後透過拉延裝置進行拉伸。該過程可以自動重複進行,重複次數可自行定義。

數位控制的拉延筋工具夾持力可保證準確及可再現的測試結果。裝置模具可以快速更換,以滿足不同的測試規格。

彎曲測試

3點彎曲測試不僅可用來測定彎曲特性的各特徵,同時可直觀地對彎曲邊緣進行評估。在彎曲測試時,特別要對焊縫的行為進行目視檢查。ZwickRoell 擁有多種彎曲測試裝置,結合現有試樣治具的調整改造,可以滿足各種測試需求。

金屬彎曲測試

小型板彎曲測試

小型板彎曲測試用於測定車體板材的彎曲角度,進而測定金屬材料在以彎曲元素為主的成型製程中(例:摺邊作業)或在承受撞擊負荷期間,其變形行為及對破壞的敏感性。

這些測試可以使用專用測試套件,在所有 AllroundLine 材料試驗機上進行 3 點或 4 點彎曲測試。

前往小型板彎曲測試

U形彎曲測試

U 型彎曲測試用於測試金屬薄板的飾面及塗層。使用BUP 金屬薄板試驗機進行此測試.

前往 U 型彎曲測試

熱成形

  • 在過去幾年中,為了滿足對更低的整體重量和更高的碰撞安全性的特定要求,加壓硬化已成為熱成形中越來越重要的生產方法。
  • 該工藝目的在於使用比傳統成形工藝更少的材料,使金屬薄板達到或超過傳統產品的剛性。
  • 非常多的汽車製造商採取該工藝來製造底盤的結構組件,如A柱、B柱、傳動軸通道、前後保險桿載體、門檻、車門強化件、側構件以及車頂框架等。
  • 與傳統成形工藝相比,熱加工成形更加複雜,同時也可以在更短時間内生產具有更高強度、更複雜幾何結構以及更低回彈效應的產品。測試需要從最終產品上取樣,然後進行硬度、拉伸以及彎曲測試。

用於測定金屬薄板成型中特徵值的相關產品

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