一种综合测试金属板带材折弯性能的装置和测试方法与流程

本发明涉及材料性能测试与评价领域，具体涉及一种综合测试金属板带材折弯性能的装置和测试方法。

背景技术：

1、随着物联网、5g通讯等行业的快速发展，电子及通讯设备向小型化、薄型化、轻量化、高速化、多功能化和智能化变化，其核心部件集成电路向高度集成化发展，连接器件也向小型化和薄型化转变，要求部件具有更小的弯曲曲率半径，相应地，要求所使用的铜合金板带材具有优异的折弯性能。另一方面，为实现轻量化，汽车、3c产品等面板或内部构件材料使用铝合金或者镁合金板带材，需要对板带材进行精密折弯变形以获得所需的形状和功能。为保证上述板带材在折弯过程中不发生开裂，或是更精确地设计折弯加工模具，需要对板带材的折弯性能进行准确测量。

2、目前国内通常使用《gbt 232-2010金属材料弯曲试验方法》进行折弯性能测试试验，该方法可以提供0～180°的弯曲变形及变形过程中的加载力和角度变化，但缺少对板带材折弯性能优劣的评价标准。国外标准astm b820-2018、jcba t307-2007除了给出折弯性能的测试方法外，还给出了评定折弯性能优劣的分级评价标准，即采用专门设计的90°、180°模具对板带材进行折弯，然后使用40倍或50倍放大的显微镜观察折弯后板带材

3、表面形貌，根据折弯外表面形貌是否出现褶皱、裂纹来判断折弯性能等级，最终以不产生裂纹的弯曲半径r与板带材厚度t的比值(r/t)最小值作为折弯性能的量化指标。但上述方法仍存在不足之处：

4、(1)需要使用不同弯曲半径的压头进行板带材折弯测试，需多次操作才能得出r/t最小值，需准备的模具、样品数量多，操作繁琐，数据存在分散性；

5、(2)所使用的评价方法为折弯90°或180°后再观察样品表面形貌，所获得的结果并非板带材真实最大可承载折弯变形量，未能真实准确反映折弯变形本质和最大能力；

6、(3)对试样进行折弯变形和显微镜观察步骤分离，试验流程长、次数多、工作量大，且对结果判断的主观性较强。

技术实现思路

1、本发明针对现有折弯性能测试评价方法存在的操作繁琐、流程长、人工工作量大、测试结果主观性强的问题，提供一种综合测试金属板带材折弯性能的装置和测试方法，具体包括以下内容：

2、一种综合测试金属板带材折弯性能的装置，包括三点弯曲强度测试仪1，所述三点弯曲强度测试仪1包括压力传感器、伺服电机、与伺服电机电连接的折弯压头4、以及分别设置于折弯压头下方两侧的两个支撑辊5，还包括超景深照相显微镜2和智能控制计算机3，所述超景深照相显微镜2包括观测端和图像信息输出端，所述观测端设置于折弯头的正下方；所述智能控制计算机3包括信号接收模块、控制模块、计算模块、以及分别与信号接收模块、控制模块和计算模块连接的存储模块，所述信号接收模块还与压力传感器、以及超景深照相显微镜2的图像信息输出端连接；所述控制模块还与伺服电机连接。

3、具体的，所述智能控制计算机3还包括分别与存储模块连接的输入装置和显示装置。

4、一种使用本发明公开的综合测试金属板带材折弯性能的装置综合测试金属板带材折弯性能的方法，包括以下步骤：

5、(1)准备板带材试样6，并将试样安装到三点弯曲强度测试仪1的测试部位；

6、(2)智能控制计算机3的控制模块从存储模块中读取预设的控制程序，并根据控制程序控制伺服电机工作，伺服电机带动与之连接的折弯压头5按照控制程序下压试样6，同时压力传感器将压力信息传输到智能控制计算机3的信号接收模块，信号接收模块接收压力信号并传输到存储模块存储；

7、(4)超景深照相显微镜2在折弯压头下压的过程中，从试样6的下方记录试样6折弯表面形貌变化，并将图像信息实时传输到智能控制计算机3的信号接收模块，信号接收模块接收图像信息并传输到存储模块存储；

8、(5)智能控制计算机3的计算模块从存储模块读取所述压力信号和图像信息，计算得到试样6的折弯性能参数，并将折弯性能参数传输回存储模块存储。

9、具体的，所述步骤(1)还包括通过智能控制计算机3的输入装置向存储模块输入控制程序。

10、具体的，还包括步骤(6)：显示装置从存储模块读取折弯性能参数并进行显示。

11、本发明的有益效果：

12、(1)在折弯压头下方设置有超景深照相显微镜，在折弯压头下压过程中，显微镜可以实时检测试样的弯曲情况，并及时记录下图像信息传输到智能控制计算机上，通过智能控制计算机可直观观测和分析带材折弯变形行为，操作简单方便，可以大幅提升检测和研究效率，减少工作量；

13、(2)将弯折试验的压力数据和图像信息输入到智能控制计算机中，通过计算机的综合计算，试样的折弯性能可以更准确地量化，评价指标(应力、应变)更符合折弯变形本质；以超景深照相显微镜的实时监测代替人工观察，可以减少性能评价的主观性，提升检测质量标准；

14、(3)可以应用于板带材生产工厂，可快速比较分析不同批次产品或产品不同部位的折弯性能，结合历史数据分析质量稳定性，提升产品质量；

15、(4)可以应用于板带材下游加工企业，通过获得板带材真实准确的折弯变形能力，可更精确地设计精密折弯模具，提高下游产品的精度和质量。

技术特征：

1.一种综合测试金属板带材折弯性能的装置，包括三点弯曲强度测试仪，所述三点弯曲强度测试仪包括压力传感器、伺服电机、与伺服电机电连接的折弯压头、以及分别设置于折弯压头下方两侧的两个支撑辊，其特征在于，还包括超景深照相显微镜和智能控制计算机，所述超景深照相显微镜包括观测端和图像信息输出端，所述观测端设置于折弯头的正下方；所述智能控制计算机包括信号接收模块、控制模块、计算模块、以及分别与信号接收模块、控制模块和计算模块连接的存储模块，所述信号接收模块还与压力传感器、以及超景深照相显微镜的图像信息输出端连接；所述控制模块还与伺服电机连接。

2.根据权利要求1所述的一种综合测试金属板带材折弯性能的装置，其特征在于，所述智能控制计算机还包括分别与存储模块连接的输入装置和显示装置。

3.一种使用权利要求1或2所述的综合测试金属板带材折弯性能的装置综合测试金属板带材折弯性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的综合测试金属板带材折弯性能的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括通过智能控制计算机的输入装置向存储模块输入控制程序。

5.根据权利要求3所述的综合测试金属板带材折弯性能的方法，其特征在于，还包括步骤(6)：显示装置从存储模块读取折弯性能参数并进行显示。

技术总结
本发明公开了一种综合测试金属板带材折弯性能的装置，包括三点弯曲强度测试仪、超景深照相显微镜和智能控制计算机；智能控制计算机包括信号接收模块、控制模块、计算模块、以及分别与信号接收模块、控制模块和计算模块连接的存储模块，信号接收模块还与压力传感器、以及超景深照相显微镜的图像信息输出端连接；控制模块还与伺服电机连接。显微镜可以实时检测试样的弯曲情况，并及时记录下图像信息传输到智能控制计算机上，通过智能控制计算机可直观观测和分析带材折弯变形行为，操作简单方便，可以大幅提升检测和研究效率，减少工作量，同时可以减少性能评价的主观性，提升检测质量标准。

技术研发人员：莫永达,娄花芬,张嘉凝,王同波,王苗苗,王虎
受保护的技术使用者：中铝科学技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12