走进金属材料|一文搞懂金属板材成形性能试验

　　板材成形性能

　　板材成形性能-简单讲就是金属薄板对于冲压成形过程的适应能力，我们所做的板材成形试验是一种金属薄板的模拟成形试验，它是从成形几何条件与技术物理属性的相似性出发，对各种冲压成形过程和工艺条件所设计的典型化试验。广义的成形性能包括以下几种：

　　一、抗破裂性Fractureresistance：金属薄板在冲压成形过程中抵抗破裂的能力，或称狭义的成形性能。

　　二、胀形性能Stretchability：胀形成形时，金属薄板在双向拉应力作用下抵抗其厚度减薄而引起的局部颈缩或破裂的能力，见图1-1。

　　图1-1胀形性能

图1-2拉深性能

　　三、拉深性能Drawability：拉深成形时，在凸缘主变形区不起皱的条件下，金属薄板在凸模圆角附近抵抗破裂的能力，见图1-2。

　　四、扩孔（内孔翻边）性能Holeexpandability（Stretchingflagability）：扩孔（内孔翻边）成形过程中，金属薄板抵抗因孔缘（竖缘）局部伸长变形过大而发生孔缘（竖缘）开裂的能力，见图1-3、1-4。

　　图1-3扩孔与孔缘开裂（GB/T15825.1-2008）

　　图1-4内孔翻边与竖缘开裂（GB/T15825.1-2008）

　　五、弯曲性能Bendability：弯曲成形时，金属薄板抵抗变形区外层拉应力引起破裂的能力。

　　六、复合成形性能Combiningformability：金属薄板在两种或两种以上基本冲压成形方式作用下抵抗破裂的能力，如金属薄板在“拉深+胀形”复合成形方式下抵抗破裂的能力。

　　七、贴模性Fittingbehavior：金属薄板在冲压成形加载过程中获得模具形状和尺寸且不产生皱纹等板面几何缺陷的能力。

　　八、定形性Shapefixability：冲压成形制件脱模后抵抗回弹，保持其在模内既得形状和尺寸的能力。

　　板材成形试验

　　一、常见板材成形试验指标：

　　1、胀形性能指标：杯突值IE

　　2、拉深性能指标：极限拉深比LDR或载荷极限拉深比LDR(T)

　　3、扩孔性能指标：极限扩孔率λ

　　4、弯曲性能指标：最小相对弯曲半径Rmin/t

　　5、“拉深+胀形”复合成形性能指标：锥杯值CCV

　　6、面内变形均匀率指标：凸耳率Ze

　　7、贴模性指标：方板对角拉伸试验皱高

　　8、定形性指标：张拉回弹值

　　由于设计模拟成形试验的技术目标和技术方法不同，或因国家和地区技术差异，除了上述主流性质的模拟成形性能指标之外，历史传承下来的模拟成形性能指标及其相应的试验方法还具有多种不同的形式，见本节第二部分。

　　二、国际上流行的模拟成形性能试验汇总：见图1-5

　　图1-5模拟成形性能试验方法（GB/T15825.1-2008）

　　三、成形极限图与成形极限曲线

　　评定、估测金属薄板局部成形性能，或分析解决冲压成形破裂问题时，可使用金属薄板的成形极限图（FormingLimitDiagram，简称FLD）或成形极限曲线（FormingLimitCurve，简称FLC）。FLD能够分辨某个应变值对于某种材料来说是安全的还是破裂的，从安全点到破裂点的界限定义为FLC。

　　所谓的FLD（或FLC）就是由不同应变路径下的局部失稳极限应变e1和e2（工程应变）或ε1和ε2（真实应变）构成的曲线或条带形区域，如图1-6所示。FLC将整个图形分成三部分：安全区、破裂区和临界区。

　　图1-6成形极限图

　　FLD是在板料冲压成形性能发展过程中的较新成果，FLD的提出，为定性和定量研究板料的局部成形性能建立了基础。成形极限图具有如下一些用途：

　　l测定和评价原材料的成形性能。板料FLD的位置高，表示材料抗破裂的成形极限值大，板料的成形性能好；

　　l分析危险点的位置和破裂产生的原因，为改进工艺和修模指明方向。将复杂形状零件局部应变状态图与板料成形极限图进行对照，即可发现在成形加工时危险点的位置和破裂产生的原因，为改进工艺和修模提供了依据；

　　l进行产品的极限造型设计，保证大批量生产的稳定性。

　　板材成形试验设备

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/zonghexinwen/2020/1103/331.html