[實用新型]一種高溫成形極限試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220130204.3
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN202533338U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪振軍;徐偉力;羅愛輝;艾健;吳彥駿;俞寧峰
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28;G01N3/02
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 劉立平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種試樣成形試驗裝置，尤其涉及一種熱沖壓工藝的測試研究領(lǐng)域中對試樣進(jìn)行高溫成形極限試驗的裝置。

背景技術(shù)

目前，在鋼鐵產(chǎn)品的各項數(shù)據(jù)測試領(lǐng)域中成形極限圖(Forming?limit?Diagram，F(xiàn)LD)是一項非常重要和廣泛應(yīng)用的板材成形極限判據(jù)，特別是跟有限元數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，具有準(zhǔn)確、快捷和直觀的特點。在實驗室條件下測定成形極限圖時，通常采用剛性凸模對試樣進(jìn)行脹形的方法，將一側(cè)表面制有網(wǎng)格圓的試樣放置于模具與壓邊圈之間，利用壓邊力壓緊拉深筋以外的試樣材料，試樣中部在凸模力的作用下產(chǎn)生變形并形成凸包，其表面上的網(wǎng)格圓發(fā)生畸變，當(dāng)凸包上某個局部產(chǎn)生頸縮或者破裂時，停止試驗，測量頸縮區(qū)或者破裂區(qū)附近的網(wǎng)格圓長軸與短軸尺寸，由此計算金屬薄板允許的局部表面極限應(yīng)變量。通過改變試樣寬度，即可得到不同應(yīng)變狀態(tài)下的極限應(yīng)變值，從而得到FLD圖。

而近些年來，隨著汽車工業(yè)對節(jié)能、輕量化以及碰撞安全性的要求不斷提高，高強鋼板的應(yīng)用和研究已經(jīng)成為汽車板成形領(lǐng)域的熱點。高強鋼板作為一種新型鋼板，由于其較高的強度特性，在汽車框架和結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用中有著巨大潛力。熱沖壓用超高強鋼板是一種可淬火硼鋼，其特點是：常溫下抗拉強度為400MPa～600MPa，但是將其以一定速度加熱到950度，完全奧氏體化后再成形，并進(jìn)行模內(nèi)淬火，可以得到抗拉強度達(dá)1500MPa的沖壓件。由于采用熱沖壓工藝成形完的零件具有回彈小、精度高、零件強度高等特點，熱沖壓工藝為越來越多的汽車生產(chǎn)商所采用。

熱沖壓工藝要求將板材三分鐘內(nèi)加熱到950度，等充分奧氏體化后，冷卻到一定溫度(一般大于600度)后進(jìn)行成形，然后在模內(nèi)淬火。因此，需要設(shè)計一種可以實現(xiàn)快速加熱和高溫成形，滿足熱沖壓工藝條件的剛模脹形試驗方法，以獲取相應(yīng)溫度狀態(tài)下的成形極限圖，從而提高熱沖壓工藝數(shù)值模擬精度，同時為熱沖壓工藝和模具設(shè)計提供翔實可靠的試驗數(shù)據(jù)。而現(xiàn)有技術(shù)下內(nèi)尚未有滿足熱沖壓工藝條件的高溫成形極限試驗裝置。

實用新型內(nèi)容

為了彌補現(xiàn)有技術(shù)下所存在的缺陷，本實用新型提供了一種高溫成形極限試驗裝置，其具體結(jié)構(gòu)如下所述：

一種高溫成形極限試驗裝置，包括沖頭，其特征在于：

所述的沖頭與中心為圓柱形內(nèi)腔的圓盤狀的上模組件和下模組件同軸安裝；

所述的沖頭的直徑小于下模組件的圓柱形內(nèi)腔的直徑；

所述的上模組件的圓柱形內(nèi)腔的直徑大于下模組件的圓柱形內(nèi)腔的直徑。

此處設(shè)計目的在于，由于沖頭、上模組件和下模組件三者同軸安裝，故沖頭可從下模組件的圓柱形內(nèi)腔內(nèi)上升到上模組件的圓柱形內(nèi)腔，而上模組件的圓柱形內(nèi)腔的直徑大于下模組件的圓柱形內(nèi)腔的直徑，使得下述的試樣在脹形成型時，獲得了成型空間。

根據(jù)本實用新型的一種高溫成形極限試驗裝置，其特征在于，所述的上模組件包括上墊圈、上隔熱板、上隔磁板、上壓邊圈、上模隔熱閥套和上模感應(yīng)線圈組成，其具體為，上墊圈、上隔熱板、上隔磁板和上壓邊圈這四者均為中心為圓柱形內(nèi)腔的圈狀，上墊圈設(shè)置在上隔熱板的上部，上隔磁板設(shè)置在上隔熱板的下部，而上壓邊圈則設(shè)置在上隔磁板的下部，上墊圈、上隔熱板、上隔磁板和上壓邊圈這四者呈相互緊貼式設(shè)置且內(nèi)徑相等并同軸，上模隔熱閥套則套在上隔磁板的圈體外側(cè)，而上模感應(yīng)線圈則再套在上模隔熱閥套的外圈上。

根據(jù)本實用新型的一種高溫成形極限試驗裝置，其特征在于，所述的下模組件包括下壓邊圈、下隔磁板、下隔熱板、下墊板、下模隔熱閥套和下模感應(yīng)線圈，其具體為，下壓邊圈、下隔磁板、下隔熱板和下墊板這四者均為中心為圓柱形內(nèi)腔的圈狀，下壓邊圈設(shè)置在下隔磁板的上部，下隔熱板設(shè)置在下隔磁板的下部，而下墊板則設(shè)置在下隔熱板的下部，下壓邊圈、下隔磁板、下隔熱板和下墊板這四者呈相互緊貼式設(shè)置且內(nèi)徑相等并同軸，下模隔熱閥套則套在下隔磁板的圈體外側(cè)，而下模感應(yīng)線圈則再套在下模隔熱閥套的外圈上。

此處設(shè)計目的在于，使用時，先將上模組件和下模組件分離，接著將試樣置于上模組件的上壓邊圈與下模組件的下壓邊圈之間，再將上模組件和上模組件上下結(jié)合，將試樣緊壓，然后通過感應(yīng)線圈對上模組、下模組件和沖頭的球頭部分進(jìn)行加熱，在3分鐘內(nèi)試樣加熱到950℃，并且保溫，防止氧化，而沖頭、上模組件和下模組件可分別控溫，范圍為850℃，溫控精度±10℃。接著沖頭從下模組件的圓柱形內(nèi)腔向上，將試樣壓緊至設(shè)定壓邊力，進(jìn)行脹形成型，當(dāng)試樣產(chǎn)生頸縮/裂紋時，沖頭頭部的脹形球頭加載停止，沖頭、下模組件依次退回原來位置，取下試件，一次試驗結(jié)束。