[发明专利]建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：包括上模架和下模架，所述下模架上设有若干根导柱，所述上模架套于导柱上，上模架下表面上设有凸模装置，下模架上设有与所述凸模装置相对应的上下叠放通过连接件固定在一起的压边圈和凹模；所述上模架和下模架上分别设有冷却水道；所述凸模、凹模和压边圈内均设有加热器；所述凸模内端部位置设有温度探针。

2.根据权利要求1所述的建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：所述上模架上设有使所述导柱穿过的导套。

3.根据权利要求1所述的建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：所述凸模装置包括通过螺栓固定连接于上模架下表面上的凸模固定板，所述凸模固定板下部通过拆卸式凸模固定装置连接有端部呈半球形的凸模。

4.根据权利要求1所述的建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：所述凸模固定装置为台阶式结构体，其上端与所述凸模固定板固定连接，下端固定于凸模中心内部。

5.根据权利要求1所述的建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：所述连接件为内六角螺钉。

6.根据权利要求1所述的建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：所述凹模上表面上设有若干拉延筋。

7.根据权利要求1所述的建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置，其特征在于：所述加热器为柱形加热器。

8.一种利用建立超高强硼钢板高温成形极限图的试验装置的试验方法，包括以下步骤：

A.利用柱形加热器将所述试验装置的凸模、凹模和压边圈预先加热到涨形预定的温度，此温度为热冲压成形过程中的温度，其值在600-800℃之间；

B.将试样固定在所述试验装置上，试样的网格面背向凸模，在压边圈和凹模之间利用连接件的夹紧力将试样进行固定，采用感应加热线圈将试样加热到900～940℃，保温5～6min以获得均匀的奥氏体组织；

C.利用若干个高压喷嘴中的压缩空气对试样进行冷却，保证冷却速度大于100℃/s，确保试样在奥氏体状态下成形而没有发生贝氏体或珠光体转变，直到试样温度降到此次试验预定的涨形温度值；

D.通过红外测温仪探测到试样温度达到此次试验预定的涨形温度值后，球形凸模开始在恒温状态下拉深成形，拉深速度10～20mm/s；

E.由于所述试验装置中设置了加热装置，不用铺设绝热石棉纸，试样变形前通过红外测温仪监测试样的温度变化，温度测试保持在试验设定的温度上下浮动10℃范围之内，凸模的温度变化在限定温度上下浮动5℃；

F.试样中部通过刚性球形凸模作用力产生涨形变形，其表面上的圆形网格发生畸变，当试样产生颈缩或者开裂时，停止试验；

G.采用摄像设备对临界区域拍摄，获得至少两个二维影像图，然后采用应变测量系统将二维影像图处理成三维立体图像；其中颈缩区或者紧靠开裂区的未破裂的圆形网格为临界网格圆；具有临近网格圆的区域为临界区域；测量三维立体图像中临界网格圆的长轴直径和短轴直径，然后根据下式计算工程主应变和工程次应变；

e₁＝(d₁-d₀)/d₀×100(％)

e₂＝(d₂-d₀)/d₀×100(％)

式中e₁为工程主应变，e₂为工程次应变，d₁为临界圆形网格长轴直径，d₂为临界圆形网格短轴直径，d₀为圆形网格初始直径；

H.试验数据处理

选择靠近开裂区或颈缩区的网格点作为临界点，通过应变分析软尺测量该区域网格变形，并根据试验数据点进行多项式拟合，最终得到超高强硼钢钢板在高温下的成形极限图。