[发明专利]用极限破裂厚度减薄率判别汽车钢板冲压成形性能的方法

说明书

本发明涉及汽车用钢板冲压成形技术领域，特别涉及一种用极限破裂厚度减薄率判别汽车钢板冲压成形性能的方法。本发明将汽车用钢板的应用性能与金属材料的应力应变联系起来，将汽车用钢板的冲压性能与厚度减薄率结合在一起。先通过埃里克森试验以及网格应变分析系统，根据金属塑性成形体积不变原理获得材料的极限破裂厚度减薄率；在通过测量汽车用钢板在实际冲压过程中的主应变、次应变，计算出厚度变化，进而得到实际冲压过程中的最大厚度减薄率；将极限破裂厚度减薄率与实际冲压的最大厚度减薄率进行对比，从而对汽车用钢板的冲压性能做出准确的判别。本发明方法可以广泛推广使用于生产一线，操作简单，容易掌握。

技术领域

本发明涉及汽车用钢板冲压成形技术领域，特别涉及一种用极限破裂厚度减薄率判别汽车钢板冲压成形性能的方法。

背景技术

随着国家节能减排的要求，汽车的轻量化工作愈发的严格与苛刻，要求汽车用钢板在满足复杂形状的冲压成形需求的同时，还应向着更轻、更薄的方向发展；进而对汽车用钢的冲压性能有更加高的使用要求。因此，如何准确评判汽车用钢板的冲压性能，成为目前汽车企业与钢铁行业共同努力的方向。对汽车用钢板的冲压性能有一个准确的评价，将大大提升汽车用钢板的使用效率，是将“合适的材料用在了合适的地方”，并且提高了零部件的冲压合格率以及稳定率。相反，若无法准确评价汽车用钢板的冲压性能，将增加汽车企业车型设计选材的难度，加大汽车制造成本，同时在冲压过程中造成材料浪费，亦或增加冲压废品率。

传统的汽车用钢板冲压性能的判别，主要依托于两个方面。一是材料本身的基础力学性能，如抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、加工硬化指数n值、塑性应变比r值，若这些参数满足国家标准规定的性能指标，就意味着材料是合格的，是满足客户的使用需求的。二是根据用户现场的实际冲压情况来评价，如果钢板在冲压过程中没有出现明显的冲压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。传统的判别方法对于现代化汽车生产企业来说太过笼统，已无法满足汽车零部件选材的高标准要求，极易造成材料的浪费或直接导致冲压材料废品率过高。同时，这种传统判别方法具有一定的偶然性和局限性，判别窗口范围太广泛，也没有固定的判别参照物或是对比物，无法对汽车钢板的冲压性能做一个准确地评估，因而无法实际推广到板材冲压一线生产中。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用极限破裂厚度减薄率判别汽车钢板冲压成形性能的方法。旨在克服传统判别方法的缺陷，适应汽车用钢板实际现场冲压需求，既能准确地评价汽车用钢板的实际冲压性能，又能保证选材的准确性，大大提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

用极限破裂厚度减薄率判别汽车钢板冲压成形性能的方法，其首先获得钢板本身的极限破裂厚度减薄率，其次获得同种钢板在实际冲压之后得到的最大厚度减薄率，最后将极限破裂厚度减薄率与实际冲压得到的最大厚度减薄率进行比较，具体包括如下步骤：

1)获得钢板极限破裂厚度减薄率

a、按照GB/T 4156-2007《金属材料薄板和薄带埃里克森杯突试验》制作长度均为L，宽度为C的N个试样；140mm≤L≤180mm，20mm≤C≤180mm，N≥5；

b、通过电化学腐蚀或者手绘的方法，在N个试样表面印制尺寸为H₀×H₀的方形网格，进行埃里克森试验；2mm≤H₀≤4mm

c、利用图像采集系统实时观测试验过程中的网格变化，若网格尺寸变为H₁×H₂，设定方形网格长轴的应变为主应变ε₁，短轴的应变为次应变ε₂，则ε₁＝ln(H₁/H₀)，ε₂＝ln(H₂/H₀)；