金属材料扩孔率的精确测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属材料扩孔率的精确测定方法，它包括1控制金属材料成形试验机的冲头置于待测金属板料的原始孔中；2控制冲头对待测金属板料的原始孔进行扩孔，控制压边力范围为50～200kN，控制冲压速度的范围为0.5～2.0mm/s；3当金属材料成形试验机的冲头的冲顶力下降200～500N时，控制金属材料成形试验机停止对待测金属板料的原始孔的扩孔试验；4获取冲顶力与冲头的位移曲线，读出冲头的最大冲顶力对应的冲头位移，测量得到扩孔试验后待测金属板料的孔高；5计算待测金属板料的原始孔扩孔后的孔径：6计算待测金属板料的原始孔的极限扩孔率λ。本发明能全面真实地反映金属板材的扩孔性能。
【专利说明】金属材料扩孔率的精确测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属薄板扩孔性能的测量领域，具体地指一种金属材料扩孔率的精确测定方法。
【背景技术】
[0002]扩孔试验方法(GB/T24524:2009)是一种评定金属薄板和薄带扩孔成形性能的试验方法。其原理是首先在试样上冲制圆孔，然后将规定形状和尺寸的圆锥形扩孔凸模顶入金属薄板试样的冲制圆孔进行扩孔试验，直至圆孔边缘出现穿透试样厚度的裂纹，停止试验，测定圆孔直径的扩展量与圆孔初始直径的比率，即极限扩孔率，该极限扩孔率作为评判金属薄板扩孔性能的一种性能指标。
[0003]但按照标准试验方法在现有金属材料成形试验机上进行试验时，测量结果较分散，同一材料同一条件下测得的扩孔率相差5%左右，甚至达到10%以上。原标准试验方法中，规定当出现穿透试样厚度的裂纹时，立即停止扩孔凸模的运动，打开模具取出试样，测量此时试样的圆孔直径，然而进行人工观察穿透裂纹的操作，由于穿透裂纹的操作由人工观察进行，该过程不能通过量化来控制，从而导致测得的扩孔率结果分散；另外，当人为观察到穿透裂纹而立刻停止试验时，材料早失效(扩孔率应是材料开始产生失效时测量到的扩孔率。材料颈缩和开裂都属于材料的失效.材料的变形过程中，经历塑性形变、颈缩到开裂的过程。当人眼观察到开裂时，材料已经经历了颈缩过程，所以测量开裂时的扩孔率大于材料的实际扩孔率)，此时所测扩孔率大于材料的实际扩孔率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是要提供一种金属材料扩孔率的精确测定方法，该方法能全面真实地反映金属板材的扩孔性能，实用性强，整个测定过程操作简单。
[0005]为实现此目的，本发明所设计的金属材料扩孔率的精确测定方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0006]步骤1:将标准扩孔试验模具安装在现有金属材料成形试验机上，将现有金属材料成形试验机的冲头的圆锥部分涂润滑脂，测量待测金属板料的原始孔的孔径Dtl，并将待测金属板料置于压模与垫模之间，然后控制金属材料成形试验机的冲头置于待测金属板料的原始孔中；
[0007]步骤2:控制金属材料成形试验机的冲头对上述待测金属板料的原始孔进行扩孔试验，在该扩孔试验过程中，控制金属材料成形试验机的压边力范围为50kN?200kN,同时，控制金属材料成形试验机的冲头的冲压速度的范围为0.5mm/s?2.0mm/s ；
[0008]步骤3:在金属材料成形试验机的冲头对上述待测金属板料的原始孔进行扩孔试验的过程中，当金属材料成形试验机的冲顶力下降200N?500N时,控制金属材料成形试验机停止对待测金属板料的原始孔的扩孔试验；
[0009]步骤4:从金属材料成形试验机中获取上述扩孔试验过程中冲头的冲顶力与冲头的位移曲线，并读出冲头的最大冲顶力对应的冲头位移S，同时测量得到扩孔试验后待测金属板料的孔闻h ；
[0010]步骤5:利用如下公式计算待测金属板料的原始孔扩孔后的孔径Dh:
【权利要求】
1.一种金属材料扩孔率的精确测定方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤1:将标准扩孔试验模具安装在现有金属材料成形试验机上，将现有金属材料成形试验机的冲头的圆锥部分涂润滑脂，测量待测金属板料的原始孔的孔径Dtl，并将待测金属板料置于压模与垫模之间，然后控制金属材料成形试验机的冲头置于待测金属板料的原始孔中； 步骤2:控制金属材料成形试验机的冲头对上述待测金属板料的原始孔进行扩孔试验，在该扩孔试验过程中，控制金属材料成形试验机的压边力范围为50kN~200kN，同时，控制金属材料成形试验机的冲头的冲压速度的范围为0.5mm/s~2.0mm/s ； 步骤3:在金属材料成形试验机的冲头对上述待测金属板料的原始孔进行扩孔试验的过程中，当金属材料成形试验机的冲顶力下降200N~500N时，控制金属材料成形试验机停止对待测金属板料的原始孔的扩孔试验； 步骤4:从金属材料成形试验机中获取上述扩孔试验过程中冲头的冲顶力与冲头的位移曲线，并读出冲头的最大冲顶力对应的冲头位移S，同时测量得到扩孔试验后待测金属板料的孔闻h ； 步骤5:利用如下公式计算待测金属板料的原始孔扩孔后的孔径Dh:
2.根据权利要求1所述的金属材料扩孔率的精确测定方法，其特征在于:所述步骤2在该扩孔试验过程中，控制金属材料成形试验机的压边力为10kN,同时，控制金属材料成形试验机的冲头的冲压速度为1.0mm/s。
3.根据权利要求1或2所述的金属材料扩孔率的精确测定方法，其特征在于:所述步骤3中当金属材料成形试验机的冲头的冲顶力下降300N时,控制金属材料成形试验机停止对待测金属板料的原始孔的扩孔试验。
4.根据权利要求1所述的金属材料扩孔率的精确测定方法，其特征在于:所述现有金属材料成形试验机的冲头为60度的圆锥。
【文档编号】G01B21/14GK104034298SQ201410232777
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】吴青松, 赵春晖, 王辉, 祝洪川, 胡吟萍, 葛锐, 王立新, 周少云, 张思思 申请人:武汉钢铁(集团)公司