CN108398329A - 一种基于厚向减薄率判别汽车钢板应用性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于厚向减薄率判别汽车钢板应用性能的方法，采用化学腐蚀或手绘的方法，在已落料后的检测样板上印制L₀×L₀的方形网格，对印制方形网格的检测样板进行实物冲压，利用便携式应变分析***对冲压后检测样板的应变值进行测定，冲压后方形网格尺寸变化为L₁×L₂；利用公式计算冲压后试验样板的厚向减薄率Δt；对于汽车内板件用钢板，若Δt≤25％，则表明该汽车钢板的应用性能满足要求；对于汽车外板件用钢板，若2％≤Δt≤20％，则该汽车钢板的应用性能满足要求。本发明通过测量应变的方法来计算厚向减薄率，可快捷准确地反映汽车钢板的实际应用性能，无需特别制样，不受工作环境等因素的限制，操作简单，容易掌握。

Description

一种基于厚向减薄率判别汽车钢板应用性能的方法

技术领域

本发明属于钢板性能检测领域，特别涉及一种利用厚向减薄率判别汽车钢板应用性能的方法。

背景技术

汽车钢板在汽车厂的广泛应用及推广主要取决于其应用性能的优劣。对汽车钢板的应用性能有一个准确的判别，将会提升汽车钢板与模具的匹配度，提高汽车钢板的使用效率及汽车零部件冲压的生产率。

在传统的汽车钢板应用性能的判别方法中，主要是根据实际冲压成形结果来评价，如果钢板在冲压过程中没有出现明显的开裂就认为达到用户所需；相反，如果出现冲压开裂的缺陷，就需要更换材料。这样的判别方法并没有考虑到钢板表面起皱、成形不充分引起的刚度不足等隐形缺陷，因此该判别方法对于现代化汽车生产企业来说太过笼统，已不能满足汽车零部件选材的高标准要求，会严重影响汽车钢板与模具之间的匹配度，造成“合适的材料不能应用在合适的零件上”，以致于造成材料成本的浪费。

发明内容

本发明旨在克服传统判别方法的缺陷，提出一种利用材料厚向减薄率来判别汽车钢板应用性能的方法，从而能在准确地评价汽车板的应用性能的同时，又可保证零部件选材准确和生产效率的提高。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种基于厚向减薄率判别汽车钢板应用性能的方法，将汽车钢板应用性能与厚向减薄率联系起来，将板材成形极限理论和金属应力应变结合起来，通过准确测量出汽车钢板在冲压过程中的应变值，计算出汽车钢板冲压厚向减薄率，进而对汽车钢板的应用性能做出有效的判别；其具体方法和步骤为：

(1)制备检测样板：采用化学腐蚀或手绘的方法，在已落料后的检测样板上印制尺寸为L₀×L₀mm的方形网格，且0＜L₀≤4mm。

(2)检测样板冲压：利用冲压机对已印制好方形网格的检测样板进行实物冲压。

(3)应变值测定：利用便携式应变分析***对冲压后检测样板的应变值进行测定，设定方形网格长轴的应变为ε₁，短轴的应变为ε₂。

(4)计算厚向减薄率：

a.检测样板经冲压成形后，表面印制的方形网格尺寸变化为：L₁×L₂mm，其中，L₁和L₂为冲压后检测样板网格尺寸变化的测量值；

b.根据金属成形过程中体积不变原理，将方形网格的面积变化与厚度变化联系起来，利用下面的公式计算冲压后试验样板的厚向减薄率Δt：

其中，ε₁＝ln(L₁/L₀)，ε₂＝ln(L₂/L₀)。

根据厚向减薄率值Δt判别该汽车钢板的应用性能：对于汽车内板件用钢板，若Δt≤25％，则表明该汽车钢板的应用性能满足要求；对于汽车外板件用钢板，若2％≤Δt≤20％，则该汽车钢板的应用性能满足要求。

本发明的有益效果为：

本发明将厚向减薄率值引入到判别方法中，克服了传统判别方法存在的检测结果笼统粗略的问题，通过测量应变的方法来计算厚向减薄率，无需特别制样，利用应变分析***对样板的应变进行测量即可，故能方便、快捷地反映汽车钢板的现场应用性能。同时，本发明方法可随时应用于冲压工作现场，不受工作环境等因素的限制。网格线通过便携式网格印制***绘制，方便快捷。因此，本方法可以广泛推广使用于生产一线，操作简单，容易掌握。

具体实施方式

实施例1：

选取应用于某车型后背门内板材料，厚度为0.8mm的超低碳钢DC06试样进行应用性能的判别。

1、在汽车板冲压应用现场，对已落料后的样板表面通过化学腐蚀的方法印制尺寸为4×4mm的方形网格。

2、现场利用冲压机对已印制网格的样板进行冲压。

3、对冲压件样板表面网格进行扫描并传输到计算机，扫描出网格线，计算出表面网格的应变值，长轴的应变为ε₁，短轴的应变为ε₂。经测得：L₁＝4.94mm，L₂＝4.016mm，ε₁＝0.211，ε₂＝0.004。

4、利用公式计算出该样板的厚向减薄率Δt_max＝24％。

由于该材料样板应用于汽车内板件，经计算得出该样板的厚向减薄率值Δt≤25％，说明该超低碳钢DC06材料的应用性能满足该后背门内板零件要求。

对比例1：

选取应用于某车型后轮罩内加强板材料厚度为1.8mm的DP590材料试样进行应用性能的判别。

材料冲压后，计算出该样板的厚向减薄率Δt_max＝26.2％，其Δt＞25％，材料出现明显的颈缩甚至破裂的缺陷，导致冲压件报废，因此判别该DP590材料的应用性能不能满足该后轮罩内加强板零件要求。

实施例2：

选取应用于某车型发动机罩外板材料厚度为0.7mm的DC04材料试样进行应用性能的判别。

1、在汽车板冲压应用现场，对落料后的样板表面通过化学腐蚀的方法印制尺寸为2×2mm方形网格。

2、现场利用冲压机对已印制网格的样板进行冲压。

3、对冲压件样板表面网格进行扫描并传输到计算机，扫描出网格线，计算出表面网格的应变值，长轴的应变ε₁＝0.128，短轴的应变ε₂＝0.007。

4、样板经冲压成形后，表面印制的方形网格尺寸变化为：L₁＝2.27mm，L₂＝2.014mm。

利用公式计算出该样板的厚向减薄率Δt_max＝14％。

由于该样板应用于汽车外板件，经计算得出该样板的厚向减薄率Δt≤25％，说明该DC04材料的应用性能满足发动机罩外板零件要求。

对比例2：

选取应用于某车型座椅挡板外板材料厚度为0.7mm的HS260LA材料试样进行应用性能的判别。

材料冲压后，计算出该样板的厚向减薄率Δt_max＝10.8％，Δt_min＝-5.3％，材料没有发生破裂缺陷，但厚向减薄率最小值为负值，说明在局部区域出现增厚的现象，即出现起皱的缺陷，造成冲压件报废或者导致后续焊接工艺出现严重问题，因此判别该HS260LA材料的应用性能不能满足该座椅挡板零件的要求。

Claims (1)

1.一种基于厚向减薄率判别汽车钢板应用性能的方法，其特征在于，将汽车钢板应用性能与厚向减薄率联系起来，将板材成形极限理论和金属应力应变结合起来，通过准确测量出汽车钢板在冲压过程中的应变值，计算出汽车钢板冲压厚向减薄率，进而对汽车钢板的应用性能做出有效的判别；其具体方法和步骤为：

(1)制备检测样板：采用化学腐蚀或手绘的方法，在已落料后的检测样板上印制尺寸为L₀×L₀mm的方形网格，且0＜L₀≤4mm；

(2)检测样板冲压：利用冲压机对已印制好方形网格的检测样板进行实物冲压；

(3)应变值测定：利用便携式应变分析***对冲压后检测样板的应变值进行测定，设定方形网格长轴的应变为ε₁，短轴的应变为ε₂；

(4)计算厚向减薄率：

a.检测样板经冲压成形后，表面印制的方形网格尺寸变化为：L₁×L₂mm，其中，L₁和L₂为冲压后检测样板网格尺寸变化的测量值；

b.根据金属成形过程中体积不变原理，将方形网格的面积变化与厚度变化联系起来，利用下面的公式计算冲压后试验样板的厚向减薄率Δt：

其中，ε₁＝ln(L₁/L₀)，ε₂＝ln(L₂/L₀)；

根据厚向减薄率值Δt判别该汽车钢板的应用性能：对于汽车内板件用钢板，若Δt≤25％，则表明该汽车钢板的应用性能满足要求；对于汽车外板件用钢板，若2％≤Δt≤20％，则该汽车钢板的应用性能满足要求。