金屬板材作為板材材料的一種，其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域十分廣泛。作為衡量金屬板材在沖壓成形過程中對(duì)成形工藝適應(yīng)能力的重要指標(biāo)，金屬板材的成型性能測試廣泛應(yīng)用于沖壓、汽車、輕工甚至航空航天工業(yè)等領(lǐng)域，掌握該測試并結(jié)合常規(guī)的金屬材料性能參數(shù)可以準(zhǔn)確地為仿真模擬、成型加工過程等提供詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。
金屬薄板的成形性能不是金屬薄板的固有物性，而是一種與材料變量、加工過程變量和產(chǎn)品設(shè)計(jì)變量相關(guān)的狀態(tài)，這種狀態(tài)反映了制件的成形難度，它取決于金屬薄板的靜態(tài)品質(zhì)、薄板在動(dòng)態(tài)沖壓過程中承受的應(yīng)力應(yīng)變條件和薄板制件的幾何特征，根據(jù)基本沖壓成形的方式分為脹形性能、拉深性能、擴(kuò)孔性能、復(fù)合成形性能和彎曲性能等，其中彎曲性能指彎曲成形時(shí)金屬薄板抵抗變形區(qū)外層拉應(yīng)力引起破裂的能力。作為商用金屬板材供貨驗(yàn)收依據(jù)之一和金屬板料折彎機(jī)工作精度常規(guī)檢測方法之一，了解金屬薄板彎曲成形性能試驗(yàn)方法是非常有必要的，下面就根據(jù)GB/T15825.5來具體介紹一下金屬薄板彎曲成形性能試驗(yàn)方法。
一、試驗(yàn)范圍
本方法適用于測定厚度為0.30mm～4.00mm的以最小相對(duì)彎曲半徑為指標(biāo)的金屬薄板的彎曲成形性能。
二、試驗(yàn)原理
本試驗(yàn)采用一系列具有不同底部弧面半徑的凸模（或不同厚度的墊模）， 將試樣按照規(guī)定的彎曲角成形后（如圖1）檢查其變形區(qū)外側(cè)表面將該表面不產(chǎn)生裂紋或顯著凹陷時(shí)的最小相對(duì)彎曲半徑作為金屬薄板的彎曲成形性能指標(biāo)。
圖1 壓彎試驗(yàn)
三、制樣和模具的選用
1、本試驗(yàn)采用條形試樣，其寬度應(yīng)大于10倍板料基本厚度，但不應(yīng)小于20mm，且長度應(yīng)保證試樣可彎成“Ｖ”形或“U”形。
2、推薦使用寬度50mm±0.5mm，長度150mm±2.0mm的條形試樣。
3、試樣長度方向應(yīng)垂直于軋制方向（取樣角θ=90°），如有特殊要求，允許取樣角改用其他數(shù)值，但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。
4、按GB/T15825.2中的規(guī)定準(zhǔn)備試樣和模具，特別要求逐個(gè)測量試樣厚度，并按試樣正反兩面分組編號(hào)，同時(shí)記錄試樣實(shí)測厚度。
5、凸模、墊模和凹模的寬度均應(yīng)大于試樣寬度。
6、凹�？诓繄A角半徑rd（如圖１）取為10mm。（注：凹�？诓恳嗫稍O(shè)計(jì)成半徑為rd的可轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體。）
7、凸模底部弧面半徑Rp（如圖１），原則上以每間隔0.1mm為一級(jí)規(guī)格，制造公差范圍±0.01mm。為了減少試驗(yàn)工作量，推薦采用表２所列凸模規(guī)格。
表2 凸模規(guī)格
8、180°彎曲所用墊模厚度（如圖3a），原則上以每間隔0.2mm為一級(jí)規(guī)格，制造公差范圍±0.01mm。為了減少試驗(yàn)工作量，推薦將表２所列數(shù)據(jù)增大一倍作為墊模厚度，即tp=２RP。
圖3 180°彎曲試驗(yàn)
四、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)機(jī)
1、試驗(yàn)裝置
按GB/T15825.2準(zhǔn)備試驗(yàn)裝置，并要求滿足下述技術(shù)條件：
① 試驗(yàn)裝置需配備多種規(guī)格符合試驗(yàn)需求的模具并能方便、快速地更換凸模；
② 在工作行程內(nèi)，凸模與凹模對(duì)中，偏差不大于0.1mm;
③ 試驗(yàn)裝置應(yīng)能對(duì)試樣準(zhǔn)確定位；
④ 試驗(yàn)裝置應(yīng)能調(diào)整凹模開度Ｌ（如圖１），并在調(diào)整后能夠鎖緊，以保證Ｌ在試驗(yàn)過程中不發(fā)生變化；
⑤ 試驗(yàn)裝置在工作時(shí)不應(yīng)發(fā)生傾斜、 偏移和振動(dòng)。
2、萬測T彎試驗(yàn)機(jī)
萬測T彎試驗(yàn)機(jī)是根據(jù)GB/T15825.5《金屬薄板成型性能試驗(yàn)方法 第5部分》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，能夠完成薄板的彎曲、壓扁試驗(yàn)。其設(shè)有兩個(gè)工位，左邊為彎曲試驗(yàn)，右邊為壓扁試驗(yàn)。
T彎試驗(yàn)機(jī)采用臥式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，外形小巧；模具更換簡單，用戶可根據(jù)需求定制各種角度的模具；機(jī)器設(shè)置有安全防護(hù)罩，能夠有效保護(hù)操作人員的安全；配備高性能集成化靜音油源，采用壓差隨動(dòng)技術(shù)，發(fā)熱量少，能耗低，設(shè)備采用觸摸屏控制，操作方便。
五、試驗(yàn)步驟
1、該試驗(yàn)通常在10℃~35℃的溫度環(huán)境下進(jìn)行，如有必要亦可把溫度環(huán)境設(shè)置為23℃±５℃。
2、試驗(yàn)前，按GB/T15825.2中的規(guī)定對(duì)模具、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行清洗、檢查和潤滑。
3、每次試驗(yàn)前，可用全損耗系統(tǒng)用油對(duì)凹�？诓繄A角區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)潤滑。
4、調(diào)整凹模開度，調(diào)整后鎖緊。調(diào)整凹模開度Ｌ時(shí)，按式（１）、 式（２）計(jì)算其數(shù)值，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)：
5、按規(guī)定的彎曲角，用圖1、圖3、圖4或圖5所示方法，由大到小選擇凸�；驂|模規(guī)格，逐次對(duì)試樣進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，直到試樣變形區(qū)外側(cè)表面在５倍放大鏡下出現(xiàn)裂紋或顯著凹陷時(shí)為止。開始試驗(yàn)選用的凸模或墊模規(guī)格可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。
圖4 “V”形塊彎曲
圖5 彎曲
6、使用圖１壓彎試驗(yàn)方法時(shí)，如果最小規(guī)格的凸模或墊模仍不能使試樣變形區(qū)外側(cè)表面產(chǎn)生裂紋或顯著凹陷，可改變?cè)嚇訌澢嵌然驅(qū)υ嚇舆M(jìn)行圖3b所示180°折疊彎曲，但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明。
7、如果凸模剛度允許，可使用圖１壓彎試驗(yàn)方法直接對(duì)試樣進(jìn)行180°彎曲，且凹模開度按式（２）確定。
8、不能用壓彎試驗(yàn)方法進(jìn)行180°彎曲時(shí)，應(yīng)先將試樣壓彎到一定角度，然后將其移至上、下兩塊壓板之間進(jìn)行180°彎曲（如圖3）。
9、對(duì)同種材料正、反兩面分別進(jìn)行３次以上有效重復(fù)試驗(yàn)。
10、變形區(qū)外側(cè)表面無裂紋、但縱向側(cè)邊出現(xiàn)裂紋時(shí)試驗(yàn)無效。為避免這種現(xiàn)象，必要時(shí)需打磨毛刺。
六、最小彎曲半徑的確定和試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算
1、壓彎試驗(yàn)或180°有墊模彎曲試驗(yàn)時(shí)，按式（３）確定最小彎曲半徑Ｒmin。
（注：Rpf是試樣變形區(qū)外側(cè)表面出現(xiàn)裂紋或顯著凹陷時(shí)所用的凸模底部弧面半徑或所用墊模厚度的二分之一）
2、180°無墊模彎曲試驗(yàn)時(shí)，按下述原則確定最小彎曲半徑：
① 試樣變形區(qū)外側(cè)表面在５倍放大鏡下出現(xiàn)裂紋或顯著凹陷時(shí)，最小彎曲半徑Ｒmin=0.1mm。
② 試樣變形區(qū)外側(cè)表面在５倍放大鏡下無裂紋或顯著凹陷時(shí)，最小彎曲半徑Ｒmin=0。
3、計(jì)算最小相對(duì)彎曲半徑Ｒmin/t，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。
4、計(jì)算平均最小相對(duì)彎`Ｒmin/t，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。