Zkoušení tenkých plechů
Tenké plechy a fólie jsou poslední fází výroby plochých výrobků. Tloušťka tenkých plechů se pohybuje od 0,35 do 3,0 mm, zatímco tloušťka fólií je obvykle menší než 60 μm. Nabídku těchto produktů uzavírají ultratenké plechy. Oblasti použití těchto plochých výrobků jsou velmi rozmanité, používají se totiž ve všech průmyslových odvětvích. Proto i druhy zkoušek, které se na tenkých plechách provádí, jsou různorodé.
Zkoušky tahem Zkoušky tvrdosti Zkoušky tvařitelnosti Vysokorychlostní zkoušky Automatizace Brožura: kovové materiály
Zkoušky tahem tenkých plechů s určením hodnot r a n
Požadované vlastnosti tenkých plechů se často týkají dobré tažnosti současně s vysokou pevností. Pro stanovení charakteristických hodnot materiálů zkouškou tahem se obvykle používá mezinárodní norma ISO 6892-1 a americká ASTM E8.
Zkoušky tahem se často používají ke stanovení hodnot r a n, aby se charakterizovaly tvářecí vlastnosti. Hodnota n popisuje zpevnění (nárůst napětí) během plastické deformace až do rovnoměrného prodloužení, zatímco hodnota r popisuje vertikální anizotropii. Hodnota n se určí z hodnot napětí v tahu a podélné deformace. Pro hodnotu r se použije měření příčné deformace vzorku. Hodnota r se stanovuje podle mezinárodní normy ISO 10113 a americké ASTM E517. Hodnota n se stanovuje v souladu s ISO 10275 a ASTM E646.
Vzorky pro zkoušky tahem se odebírají z pásu nebo plechu pod určitým úhlem, neboť hodnota r je závislá na směru válcování. Zkušební tělesa z plechů se vyrábí frézováním nebo vysekáváním. Pásky jsou vyřezávány z fólií a v některých případech se vzorky vysekávají. Tvar vzorku se volí v závislosti na výše uvedených zkušebních metodách.
Řešení zkoušky tahem tenkých plechů
Společnost ZwickRoell nabízí různé stroje a zařízení pro výrobu vzorků z plechů různých tlouštěk. Pro stanovení charakteristických hodnot z tahových zkoušek nabízí společnost ZwickRoell širokou řadu strojů pro statické zkoušky materiálů. Naše rozsáhlé portfolio axiálních a příčných snímačů vám umožní vybrat si nejlepší kombinaci podle vašich požadavků a zkušebních podmínek, například laser pro rozměrově stabilní plechy.
Měření tvrdosti tenkých plechů
Zkoušky tvrdosti tenkých plechů a plechů s povlakem se provádějí za účelem stanovení povrchové tvrdosti kovového materiálu a povlaku. Měření tvrdosti se provádí především pro kontrolu kvality při válcování a povlakování. Protože se tloušťka povlaků obvykle pohybuje v rozmezí jednotek až desítek mikrometrů, používají se zde především metody zkoušení tvrdosti s malou hloubkou vtisku.
Malé hloubky vtisku lze dosáhnout při malých zkušebních zatíženích klasickými metodami zkoušení tvrdosti podle Vickerse (EN ISO 6507-1), Rockwella (EN ISO 6508-1) a zejména Rockwellovy speciální stupnice, jakož i podle Brinella (EN ISO 6506-1). Stále častěji se pro tenké povlaky používá zkušební metoda tvrdosti podle Martense. Je také známá jako instrumentovaná indentační zkouška díky přesnému měření závislosti síly a hloubky indentace; mezinárodně je známá jako IIT. Hloubka zbytkového vtisku by neměla překročit 10 % tloušťky měřeného plechu nebo povlaku. Pokud se tak stane, vliv podložky nebo podkladu již není nezanedbatelný. Výhodou instrumentované indentační zkoušky je, že lze s větší přesností měřit i malé vtisky nebo hloubky vtisku, a tím spolehlivě a reprodukovatelně stanovit hodnoty tvrdosti.
Tenké plechy se často řežou na určitý rozměr definovaný zákazníkem a svařují se s jinými plechy (polotovary na míru), například podle postupu válečkového svařování (EN ISO 4063). Kvalita svarových spojů se rovněž ověřuje metodami měření tvrdosti. Obvykle se používají metody zkoušení mikrotvrdosti podle Vickerse a Knoopa, ale také podle Martense (EN ISO 6507-1, EN ISO 4545-1, EN ISO 14577-1) na příčných řezech nebo na povrchu svarového spoje a jeho okolí. Pozice jednotlivých nebo vícenásobných zkoušek lze definovat s absolutní přesností pomocí přístrojů, které jsou pro tyto metody zkoušení určeny.
Zkoušky tvařitelnosti tenkých plechů
Dobrá tažnost tenkých plechů je velice žádoucí. Typické tvářecí procesy, jako je hluboké tažení a protlačování, jsou charakterizovány a testovány pomocí standardních zkušebních metod. Zkušební stroje BUP společnosti ZwickRoell zkouší tyto vlastnosti tažnou silou až 1 000 kN.
Důležitou, ale složitou zkouškou je stanovení křivky mezní tvařitelnosti, z níž mohou konstruktéři odvodit mezní deformace, které by neměly být při tváření překročeny. ZwickRoell úzce spolupracuje s kvalifikovanými partnery na vývoji optické měřicí technologie potřebné pro záznam napětí během procesu tažení.
Zkouška tažením tenkých plechů podle VDA 230/201
Tato zkouška je určena ke stanovení koeficientu tření mezi ocelovým plechem a nástrojem pro hluboké tažení, aby bylo možné určit ideální mazivo pro tento tvářecí proces, a tím zabránit vzniku trhlin i zmačkání a zajistit optimální proces hlubokého tažení. Přípravek pro hluboké tažení lze snadno nainstalovat do standardního zkušebního stroje.
Při zkoušce se v horním úchytu vzorku axiálně uchopí pás plechu o typických rozměrech (300 mm x 30 mm x 2 mm) a nástroj pro tažení se uzamkne. Poté působí na plech tažník. Tento postup lze automaticky několikrát různě opakovat. Digitálně řízená upínací síla nástroje pro tažení zaručuje přesné a reprodukovatelné výsledky zkoušek. Matrici nástroje lze rychle vyměnit, aby vyhovovala různým zkušebním specifikacím.
Vysokorychlostní zkouška tahem tenkých pásů
Chování materiálu při vysokých rychlostech deformace je pro aplikace v automobilovém průmyslu kritické. Při nehodách dochází k vysokým rychlostem deformace materiálu, které je nezbytné zohlednit při konstrukci automobilu. Požadované charakteristické hodnoty materiálů se u ZwickRoell stanovují vysokorychlostními zkouškami tahem na vysokorychlostních zkušebních strojích z řady HTM. Tyto servohydraulické zkušební stroje dosahují rychlosti až 20 m/s při síle až 160 kN.
