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金属薄板成型的试验方法

薄板需要具有出色的延展性。在成型技术中,薄板采用各种制造工艺进行处理,如轧制、开模锻造、冲击挤压、挤压成型、拉深或弯曲。这些工艺用于将平板金属薄板坯料变为其最终形状。

ZwickRoell 的金属薄板试验机可施加高达 1,000 kN 的拉伸力,用于测试金属薄板加工所需的各项性能。金属薄板成型试验方法(包括杯突试验、凸耳试验和扩孔试验等)能够为金属制造金属加工提供相关特性值。

该领域的创新主要由运输技术驱动,尤其是汽车行业。在追求轻量化结构的大趋势下,各行各业对金属薄板材料的需求日渐增加,因而开发了各种高强度和超高强度的钢材,但这些材料的延展性较低且弹性恢复能力更强,给成型技术和流程控制带来了新的挑战。

杯突试验 凸耳试验 扩孔试验 其他试验方法请求咨询

金属薄板成型的典型试验方法

典型的金属薄板成型试验方法包括经典的埃里克森 (ISO 20482) 和 Olsen (ISO 20482) 杯突试验、用于测定凸耳趋势的凸耳试验 (ISO 11531 / EN 1669) 以及遵循 ISO 16630 标准的扩孔试验,这些试验在高强度钢材中得到了越发广泛的应用。

根据 ISO 12004 标准测定成型极限曲线 (FLC) 尤为重要,测试中通过两步试验得到金属的极限变形特性,得到的结果随后与实际部件的现有变形进行比较和评估。成型极限曲线 (FLC) 测定后即可用于部件的设计阶段,帮助优化金属薄板成型工艺,加速开发过程。

金属 | 金属薄板 | 埃里克森和Olsen杯突试验
ISO 20482、ASTM E643-84
金属薄板的拉伸能力
至 埃里克森杯突试验(ISO 20482),Olsen杯突试验(ASTM E643-84)
金属 | 金属薄板 | 凸耳试验
ISO 11531、DIN EN 1669
凸耳成型测定
至 凸耳试验,ISO 11531 DIN EN 1669
金属扩孔试验
至 扩孔试验
金属 | 金属薄板 | 杯突试验,成型极限曲线(FLC)
ISO 12004
金属薄板失效极限的测定
至 成型极限曲线FLC,ISO 12004

杯突试验

金属杯突试验
至 杯突试验

凸耳试验

金属的凸耳试验
至 凸耳试验

扩孔试验

金属扩孔试验
至 扩孔试验
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金属薄板成型的其他试验方法:

为确保材料具备所需特性且成型工艺正确实施,不仅需要开展特定的金属薄板试验,还应采用拉伸试验或弯曲试验等标准试验方法。

拉伸试验 双轴拉伸试验 拉延筋试验 3 点弯曲试验 小规格板弯曲试验 U 型弯曲试验

可测定 r 值和 n 值的拉伸试验

通常来说,薄板需要同时具有高延展性高强度。拉伸试验中测定的 r 值和 n 值可用于表征金属薄板的成型性能。

r 值反映了垂直各向异性。为获取 r 值,需要额外测量拉伸试样上的横向应变

n 值描述了试样在塑性变形直至均匀伸长期间的硬化(应变增加),n 值由拉伸应力和应变决定。

ZwickRoell有多种材料试验机用于材料的拉伸试验,试验力最高达2,500 kN;试验机在大载荷下也能得到精确的测量结果。

符合 ISO 6892-1 标准的拉伸试验 符合 ASTM E8 标准的拉伸试验 r 值测定 n 值测定

双轴拉伸试验

我们的试验机可以执行独特的双轴拉伸试验,以测定材料的变形性能。该试验主要用于研发领域,可在试样的交点处施加指定应力并对其进行研究。

ZwickRoell 根据客户需求生产此类双轴试验机。在大多数情况下,应变通过光学设备测量。ZwickRoell 提供两种不同的解决方案。我们与合作伙伴携手开发了适用于高分辨率应变分布测量的解决方案。

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拉延筋试验

该试验旨在测定金属薄板与拉深工具之间的摩擦系数,以确定该成型工艺的理想润滑条件,从而避免薄板产生裂纹和褶痕,并确保采用合适的拉深流程。

拉延筋试验工装可以轻松安装在标准试验机上。测试时将常规尺寸 (300 mm x 30 mm x 2 mm) 的金属薄板条轴向夹持在上标准夹具中,并确保拉延筋试验工装处于闭合状态。然后将试样条穿过拉延筋试验工装。该过程可以自动重复进行,重复次数可以自行定义。

拉延筋试验工装的夹持力由数字系统控制,可保证测试结果的精确性和可再现性。工装模具可以快速更换,用于满足其他不同的试验需求。

弯曲试验

3 点弯曲试验不仅能够测定材料的弯曲性能,还可用于对弯曲边缘进行可视化评估。例如,在弯曲试验期间,测试人员可对焊缝的行为进行观测。ZwickRoell 拥有多种弯曲试验工装,并支持对现有试样托架进行调整改造,因此可为用户打造理想的解决方案。

转至金属弯曲试验

小规格板弯曲试验

小规格板弯曲试验用于测定车身面板材料的弯曲角度,从而确定变形行为以及金属材料在主要弯曲元件变形流程(如卷边操作)或冲击载荷施加期间的失效风险。

此类试验可以在 3 点或 4 点弯曲试验中执行,需要使用特殊的试验工装及任意 AllroundLine 材料试验机。

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U形弯曲试验

U 型弯曲试验用于测试金属薄板的饰面和涂层。此类试验需要使用 BUP 金属薄板试验机

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热成型

  • 近年来,为了满足更高碰撞安全以及整车减重要求,热冲压技术已经成为了一种非常重要的热加工成型工艺。
  • 该工艺目的在于使用比传统成型工艺更少的材料,使金属薄板达到或超过传统产品的刚度。
  • 非常多的汽车制造商采取该工艺来制造底盘的结构件,如A柱、B柱、传动轴通道、前后保险杠载体、门槛、车门强化件、侧边件以及车顶框架等。
  • 与传统成型工艺相比,热加工成型更加复杂,同时也可以在更短时间内生产具有更高强度、更复杂几何结构以及更低回弹效应的产品。试验需要从最终产品上取样,然后进行硬度、拉伸以及弯曲试验。

用于测定金属薄板成型中特性值的相关产品

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