1.范围
本标准规定了钢板二次加工脆化试验方法的术语和定义、原理、样杯、试验装置、试验步骤、试验结果准确度和试验报告。
本标准适用于厚度为0.5mm～2.0mm的汽车零部件冲压咸形用无间隙原子钢和其他具有二次加工脆化特性的冲压成形用钢板的二次加工脆化试验。
2.术语和定义
下列术语和定义适成标准。
2.1 二次加工脆化 secondary working embrittlement
SWE
无间隙原子钢(IF钢)和磷强化薄钢板在冲压成形(一次加工)后,具有定的内应力,再受外力作用时(特别是低温条件下受冲击力作用,一次加工)容易在晶界处发生断裂的现象。
2.2 二次加工脆化度 secondary working embrittlement temperature
SWET
样杯发生二次加工脆化现象时的温度。
2.3 拉延比 draw ratio
DR
冲压成形时所用的圆形坯料直径与冲头直径的比值。
2.4 样杯 cup sample
将冲压成形用钢板圆形坯料以一定的拉延比冲压成圆柱形,切除制耳后成为具有一定高度的杯状试样,称为样杯。
3.试验原理
将样杯在不同试验温度下保温一定时间后置于底座上,并由一特定锥角的重锤从高处自由落下以特定能量冲击样杯杯口部位。通过不断降低落锤冲击的试验温度直到样杯破裂,测定钢板的二次加工脆化温度。
4.样杯
4.1 样杯尺寸见表1。
4.2 钢板坯料的选取部位应避开钢板的头、尾部和边缘(有特殊要求的除外),表面应无划伤、辊印等缺陷。1号、2号样杯的坯料宽度分别不小于74mm、108mm。
4.3 钢板坯料通常在压力机上用冲压圆形坯料模具冲压成圆形坯料,也可采用其他方式加工成圆形坯料。圆形坯料尺寸是冲杯所用冲头直径的两倍。圆形坯料边缘的毛刺应清除。
注:每次试验需要的圆形坯料数量一般为32片～50片,如估计的SWET比较接近实测的SWET,可取32片圆形坯料,否则需要增加圆形坯料数量。
4.4 圆形坯料冲成圆柱形杯状试样在成形性试验机上进行,采用的拉延比(DR)为2.0:1,冲头圆角半径应为6.0mm±0.5mm,压边力为9.8kN～14.7kN,凸模上升速度一般不大于40mm/min,用厚度为0.040mm±0.005mm的聚丙烯薄膜作为润滑剂,用来减少杯状试样的起皱和降低模具磨损。记录冲杯所用的压边力。对于涂镀材料,每次冲杯结束后,应清洁模具。
4.5 在车床上车削加工圆柱形杯状试样边缘的制耳,车削加工成如表1所示的样杯高度。机加工后,应清除车削加工形成的毛刺,如样杯出现起皱、变形、裂纹等任何一种缺陷,则该样杯报废。
5.试验装置
5.1 二次加工脆化试验需要的装置有:冲压圆形坯料模具、压力机、车床、二次加工脆化试验用落锤冲击试验机、冷却装置、聚丙烯薄膜。
5.2 二次加工脆性试验用落锤冲击试验机的示意图如图1所示,落锤冲击试验机包括4个组件:基座、立柱、锤头、释放机构。要求10kg的锥形锤头从1m高处落下,提供98J的冲击能量。1m(1000mm±5mm)的距离定义为从锤头的底部至支撑样杯的基座的距离。