一种金属板材翻边系数测试方法及测试装置与流程

本发明属于材料性能测试与评价技术领域，具体涉及一种金属板材翻边系数的测试方法及测试装置。

背景技术：

在汽车轻量化的趋势下，铝合金、镁合金等轻质合金材料及各类高强钢在汽车上的应用比例不断攀升，汽车厂和原材料供应商均需要对此类材料开展相关性能评价。当上述材料应用于汽车外覆盖件时，除了传统的抗拉强度、屈服强度和伸长率外，翻边性能是汽车外覆盖件用金属板材的重要考察性能，翻边性能的强弱，决定了汽车外覆盖件在包边工艺时的是否存在开裂风险。

现有的评判翻边性能的方法存在一定局限性：即现有的翻边性能测试方法，根据金属板材厚度，选择固定半径的压头，此时仅能够对被测试金属板材简单地进行合格或不合格的判定，缺少一种能够表征金属板材翻边性能的参数，无法做到量化地表征金属板材的翻边性能，也就无法做到多种金属板材在翻边性能指标上的有效区分和排序。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种金属板材翻边系数的测试方法及测试装置，旨在通过对金属板材的翻边系数的测试，量化地表征和评价金属板材的翻边性能，以便更加精确地对各类金属板材或同类金属板材不同牌号合金的翻边性能进行优劣分级。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种金属板材翻边系数的测试方法，包括以下步骤：

s101、对测试金属板材进行一定程度的预拉伸并平放于支承辊上；

s102、选用一种顶圆半径为r1的压头顶住金属板材，并通过所述支承辊的滚动，实现不断下压，直至所述金属板材被压弯至呈150°～170°夹角；

s103、将所述测试金属板材放置于下压板上方，并在其中垫放与测试金属板材相同厚度的垫片；通过上压板和下压板将所述金属板材完全压合至180°；

s104、通过低倍显微镜观察弯曲部分外侧表面，并对照图谱进行评价；

s105、判断：若评级为2级或更高级别，则选用一种顶圆半径为r2(r2略小于r1)的压头重复步骤s101、s102、s103、s104；通过不断更换顶圆半径为rn的压头并重复进行上述过程，直至评级为3级或3级以下；

s106、翻边系数计算：f＝rn-1/ts，所述f即为翻边系数，rn-1为翻边后表面评价为2级或更高级别的最小压头半径，ts为金属板材厚度。

进一步地，步骤s101中，所述测试金属板材预拉伸应变范围为2％～15％；所述支承辊直径大于10mm，中心线间距为8mm，表面粗糙度小于＜0.8μm；所述支承辊安装于下支座上，可实现自由转动，可通过导轨调节实现支承辊间位置调节。

进一步地，步骤s102中，所述压头的顶圆半径为0.1mm～2mm，表面粗糙度小于0.8μm，硬度大于40hrc，所述压头的顶部薄片部分长度至少25mm以上，以保证压头下压时，不会对金属板材产生干涉；所述压头的底部平台设有螺纹孔，以便安装于拉伸机；所述压头下压速度为30mm/min。

进一步地，步骤s103中，上压板下压速度为10mm/min。

上述金属板材翻边系数的测试方法的测试装置，

由压头、压头固定件、支承辊、支撑座、上压板、下压板以及垫片构成；

所述压头通过压头固定件安装于拉伸机的顶座，支承辊安装于支撑座上，支撑座通过螺柱固定安装于拉伸机的底座上，上压板和下压板分别通过压板固定件安装于拉伸机的顶座和底座，垫片放置于测试金属板材中间。

进一步地，所述压头的顶圆半径为0.1mm～2mm，表面粗糙度小于0.8μm，硬度大于40hrc。

进一步地，所述压头的顶部薄片部分长度至少25mm以上，以保证压头下压时，不会对金属板材产生干涉。

进一步地，所述压头的底部平台设有螺纹孔，以便安装于拉伸机。

进一步地，所述支承辊直径大于10mm，中心线间距为8mm，表面粗糙度小于＜0.8μm。

进一步地，所述支承辊安装于下支座上，可实现自由转动，可通过导轨调节实现支承辊间位置调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的金属板材翻边系数的测试方法，可以量化地表征和评价金属板材的翻边性能，相比于当前依靠固定压头半径，简单地进行合格或不合格判定的评价方法，本发明做到了更加精确地对各类金属板材或同类金属板材不同牌号合金的翻边性能进行优劣分级；

本发明实施例提供了顶圆半径自0.1mm至2mm的成套压头，保证了各类金属板材或同类金属板材不同牌号合金的翻边性能的细致区分；

此外，本发明实施例提供的压头顶部薄片部分长度＞25mm，且表面硬度大于40hrc，有效保证了压头下压至150°～170°时不会与金属板材发生干涉，也不会因薄片厚度硬度不够而发生脆断。

附图说明

图1为本发明实施例提供的金属板材的翻边系数的测试方法流程示意图；

图2为本发明的实施载体—压头结构示意图；

图3为本发明的实施载体—翻边系数测试装置结构示意图-压弯阶段；

图4为本发明的实施载体—翻边系数测试装置结构示意图-压合阶段；

图5a-图5d为本发明进行评级判断的分级图谱。

图中：1.压头2.压头固定件3.测试金属板材4.支承辊5.支撑座6.上压板7.下压板8.底座9.垫片10.压头顶圆11.压头顶部薄片12.压头螺纹孔。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提供的金属板材翻边系数的测试方法，其流程如图1所示，包括以下步骤：

s101、对测试金属板材3进行一定程度的预拉伸并平放于支承辊4上；

s102、选用一种顶圆半径为r1的压头顶住金属板材，并通过所述支承辊4的滚动，实现不断下压，直至所述金属板材被压弯至呈150°～170°夹角；

s103、将所述测试金属板材3放置于下压板7上方，并在其中垫放与测试金属板材3相同厚度的垫片9；通过上压板6和下压板7将所述金属板材完全压合至180°；

s104、通过低倍显微镜观察弯曲部分外侧表面，并对照图谱进行评价；

s105、判断：若评级为2级或更高级别，则选用一种顶圆半径为r2(r2略小于r1)的压头重复步骤s101、s102、s103、s104；通过不断更换顶圆半径为rn的压头并重复进行上述过程，直至评级为3级或3级以下；

s106、翻边系数计算：f＝rn-1/ts，所述f即为翻边系数，rn-1为翻边后表面评价为2级或更高级别的最小压头半径，ts为金属板材厚度。

其中，在步骤s101中，测试金属板材预3拉伸应变范围为2％～15％；所述支承辊4直径大于10mm，中心线间距为8mm，表面粗糙度小于＜0.8μm。所述支承辊4安装于下支座上，可实现自由转动，可通过导轨调节实现支承辊4间位置调节。

在步骤s102中，所述压头1的顶圆半径为0.1mm～2mm，表面粗糙度小于0.8μm，硬度大于40hrc，所述压头1的顶部薄片11部分长度至少25mm以上，以保证压头1下压时，不会对金属板材产生干涉。所述压头1的底部平台设有压头螺纹孔12，以便安装于拉伸机。压头1下压速度为30mm/min。

在步骤s103中，上压板6下压速度为10mm/min。

在步骤s106中，所测翻边系数可以量化地表征和评价金属板材的翻边性能，相比于当前依靠固定压头半径，简单地进行合格或不合格判定的评价方法，本发明做到了更加精确地对各类金属板材或同类金属板材不同牌号合金的翻边性能进行优劣分级。

上述金属板材翻边系数的测试方法的测试装置，

由压头1、压头固定件2、支承辊4、支撑座5、上压板6、下压板7以及垫片9构成；

所述压头1通过压头固定件2安装于拉伸机的顶座，支承辊4安装于支撑座5上，支撑座5通过螺柱固定安装于拉伸机的底座上，上压板6和下压板7分别通过压板固定件2安装于拉伸机的顶座和底座8，垫片9放置于测试金属板材3中间。

所述压头1的压头顶圆10半径为0.1mm～2mm，表面粗糙度小于0.8μm，硬度大于40hrc。所述压头1的顶部薄片部分11长度至少25mm以上，以保证压头1下压时，不会对金属板材产生干涉。所述压头1的底部平台设有压头螺纹孔12，以便安装于拉伸机。所述支承辊直径大于10mm，中心线间距为8mm，表面粗糙度小于＜0.8μm。所述支承辊4安装于下支座上，可实现自由转动，可通过导轨调节实现支承辊间位置调节。

【实施例】

1)对测试金属板材3进行应变为10％的预拉伸；并平放于支承辊4上。所述支承辊4直径为30mm，中心线间距为8mm，表面粗糙度小于＜0.8μm。所述支承辊4安装于下支座5上，可实现自由转动，可通过导轨调节实现支承辊间位置调节。

2)选用一种顶圆半径为0.8mm的压头1顶住金属板材3，并通过所述支承辊4的滚动，实现不断下压，直至所述金属板材3被压弯至呈150°～170°夹角；同时，所述压头1表面粗糙度小于0.8μm，硬度大于40hrc，所述压头1的顶部薄片部分长度至少25mm以上，以保证压头下压时，不会对金属板材产生干涉；所述压头1的底部平台设有螺纹孔，以便安装于拉伸机；所述压头1下压速度为30mm/min；

3)将所述测试金属板材3放置于下压板7上方，并在其中垫放与测试金属板材相同厚度的垫片9；通过上压板6和下压板7将所述金属板材完全压合至180°；所述上压板和下压板分别通过压板固定件安装于拉伸机的顶座和底座8。

4)通过低倍显微镜观察弯曲部分外侧表面，并对照图谱进行评价；

5)判断：若评级为2级或更高级别，则选用一种顶圆半径为0.7mm的压头重复上述过程；通过不断更换顶圆半径更小的压头，重复进行上述过程，直至评级为3级或3级以下。本实施例中压头半径组合包括0.1mm至1.0mm压头共10个，半径间隔0.1mm。

6)翻边系数计算：f＝rn-1/ts，所述f即为翻边系数，rn-1为翻边后表面评价为2级或更高级别的最小压头半径，ts为金属板材厚度。