專利名稱：鋼板鋅層粘附性試驗裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種鋼板鋅層粘附性試驗裝置及其方法，具體地說，是涉及一種模擬沖壓狀態(tài)下測定鋅層粘附性的拉延筋間隙控制的試驗裝置及其方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，鍍鋅鋼板在產(chǎn)量、品種和質(zhì)量方面都有了長足進步，應(yīng)用范圍不斷擴大，在發(fā)達國家，汽車用鍍鋅鋼板約達薄鋼板用量的三分之二，目前我國引進的奧迪、別克、富康等轎車也分別要求采用相當數(shù)量的鍍鋅鋼板。
汽車用鍍鋅鋼板成形性包括兩個方面，一是鍍鋅鋼板(基板)適應(yīng)各種成形加工過程的能力，主要通過基本成形性能和模擬成形指標考核。二是鍍鋅鋼板鋅層適應(yīng)各種成形加工的能力，主要通過各種鋅層粘附性試驗評估。
鋅層和基板的結(jié)合附著性和表面抗摩擦性，該二項指標統(tǒng)稱粘附性，是考核鍍鋅鋼板成形性的一個重要指標。在成形時如粘附性差，脆質(zhì)鋅層會產(chǎn)生粉狀脫落(粉化)的現(xiàn)象，軟質(zhì)鋅層會粘附在模具表面呈小片脫落(鱗片狀)的現(xiàn)象，這樣，一方面降低了沖壓件的耐腐蝕性，另一方面，脫落鋅層聚集，重新粘附在沖壓件表面或模具表面，使沖壓件合格率降低。由于鍍鋅鋼板鋅層粘附性將直接影響其成形性能，因此檢驗鍍鋅鋼板鋅層粘附性具有重要意義。
工業(yè)上傳統(tǒng)的評價鍍鋅鋼鋅層板粘附性的試驗有折疊試驗、球沖擊試驗和彎曲試驗等，但是上述試驗只模擬了特殊的折疊、沖擊和彎曲工藝過程的鋅層粘附性，而不能反映鍍鋅鋼板在沖壓過程中的成形和摩擦對鋅層粘附性的綜合影響。
國外工業(yè)發(fā)達國家，在車型開發(fā)階段，對將采用的鍍鋅鋼板進行嚴格的資格認證，其中之一是鋅層粘附性，比如，美國通用汽車公司根據(jù)長期生產(chǎn)經(jīng)驗，開發(fā)了能模擬鍍鋅鋼板沖壓過程的試驗設(shè)備和相應(yīng)的評定鋅層粘附性試驗標準(GM9052P)。
國內(nèi)鍍鋅鋼板在汽車上應(yīng)用起步較晚，一般采用傳統(tǒng)的模擬試驗對鍍鋅鋼板進行鋅層粘附性的測定，近年來，也有廠家在研究新穎的模擬試驗設(shè)備和方法，以使鋅層粘附性測定更接近實際，如“V”形模彎試驗等。
盡管國內(nèi)外有很多評價鍍鋅鋼板鋅層粘附性的試驗方法，但均有其局限性，如折疊試驗、球沖擊試驗和彎曲試驗、“V”形模彎試驗等，只能模擬特殊的折疊、沖擊和彎曲工藝過程的鋅層粘附性，通用的GM9052P沒有考慮板厚對固定模具的影響及試驗過程人為影響等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種鋼板鋅層粘附性試驗裝置及其方法，其試驗過程能避免人為干預(yù)，其試驗結(jié)果能反應(yīng)鍍鋅鋼板在沖壓過程中成形和摩擦對鋅層粘附性綜合影響。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的一種鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其包含上、下模具和底座；所述的上模具包含壓料面和拉延筋條形壓頭，該壓料面和拉延筋條形壓頭采用鑲嵌設(shè)置，當拉延筋條形壓頭產(chǎn)生磨損，或者需要增減拉延筋條形壓頭高度，又或者拉延筋條形壓頭需要更換形狀時，方便拆卸掉換；該壓料面的側(cè)面呈圓弧倒角狀，以避免由于鋼板鋅層試樣的不平滑而產(chǎn)生的鋅層刮落；所述的下模具包含左右兩塊模具，其可根據(jù)鋼板鋅層試樣的不同板厚，對應(yīng)于上模具的拉延筋條形壓頭的圓弧半徑，進行拉延筋間隙調(diào)整；該左右兩塊模具的側(cè)面呈圓弧倒角狀，以避免由于鋼板鋅層試樣的不平滑而產(chǎn)生的鋅層刮落；所述的底座呈“山”字型，中間凸出的中心檔板的中心和上模具的拉延筋條形壓頭的中心對齊，左右兩邊下凹的部分放置所述的下模具的左右兩塊模具；所述的底座的左右兩側(cè)各設(shè)置有兩個下模具固定螺栓，對下模具進行固定；所述的底座還包含側(cè)面檔板，其分別設(shè)置在底座的前后兩側(cè)，該側(cè)面檔板比下模具高出一定的距離，使上模具在試驗中，壓住側(cè)面檔板，而不和下模具相接觸，使上、下模具之間始終保持一定的距離(即為側(cè)面檔板高出下模具的距離)，這樣可使上下模具的壓面料根據(jù)鋼板鋅層試樣的板厚進行間隙調(diào)整。
進一步，在底座中心檔板和左右下模具之間，在側(cè)面檔板和底座之間設(shè)置墊片。
本發(fā)明提供的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，使上、下模之間留有一定的試驗鋼板鋅層試樣需要的軸向和橫向空間位置；同時上模具的拉延筋條形壓頭可更換，能降低消耗，擴大試驗種類；模擬汽車廠實際模具的拉延筋，使試驗更接近實際；下模具可根據(jù)試樣板厚進行拉延筋間隙調(diào)整，使不同厚度試驗結(jié)果具有可比性；上、下模具壓料面有檔板進行間隙控制，避免壓力控制引起的有效試驗面積不均。
本發(fā)明提供的鋼板鋅層粘附性試驗方法，包含以下步驟1、準備過程①用毛刺機去掉鋼板鋅層試樣邊緣的毛刺；②用沾有乙醇的清潔布擦鋼板鋅層試樣；③將鋼板鋅層試樣置于內(nèi)盛乙醇的超聲波箱清洗，進行脫脂；④使用電子天平對鋼板鋅層試樣進行多次稱重，并記錄；⑤采用浸沒方式對鋼板鋅層試樣長度的有效試驗面積處涂油；⑥在涼干試樣架上，將鋼板鋅層試樣垂直放置，使其瀝干；⑦用乙醇清潔拉延筋模具；⑧根據(jù)鋼板鋅層試樣厚度，將中心墊片，下墊片置于拉延筋模具，并固定。
2、試驗操作過程①將鋼板鋅層試樣置于上、下模具中間，對上模具施加一定的正壓力，使上模具和下模具閉合；②使試樣形成與拉延筋條形壓頭具有相同半徑的圓弧狀，完成一次拉延；③松開上、下模具，取出試樣，觀察試樣表面；④重復(fù)試驗準備過程中②以后的步驟，即對該鋼板鋅層試樣重新選取有效試驗面積，并對其施加壓力，使試樣形成與拉延筋條形壓頭具有相同半徑的圓弧狀，再完成一次拉延；⑤松開模具，取出試樣，觀察試樣表面；⑥重復(fù)試驗準備中②到④的步驟。
3、試驗結(jié)果處理①采用失重法分析將進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣按試驗準備中的方法進行試樣清潔；使用電子天平對試驗后的鋼板鋅層試樣進行三次稱重，并記錄；通過試驗前后試樣重量，計算試樣失重值。
②采用形貌觀察法分析對進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣，用透明膠帶貼緊試驗處；用試驗處的透明膠帶貼于白紙，以記錄該處形貌，以便比較使用；也可用相機對試驗區(qū)進行形貌記錄，與試驗前鋼板鋅層試樣進行比較。
如果試驗后鋼板鋅層試樣的脫鋅量較多，則說明其鋼板鋅層粘附性比較差，如果試驗后鋼板鋅層試樣的脫鋅量較少，則說明其鋼板鋅層粘附性比較好。
本發(fā)明提供的鋼板鋅層粘附性試驗方法，試驗結(jié)果精度高、重復(fù)性好，更接近實沖狀態(tài)，其真實性、可比性有了可靠的保證。尤其適合于對汽車用鍍鋅薄鋼板鋅層粘附性的測試。
本發(fā)明專利提供的鋼板鋅層粘附性試驗裝置及其方法有別于傳統(tǒng)鋅層粘附性評價方法，反映了汽車廠鍍鋅鋼板在沖壓過程中成形、摩擦對鍍鋅鋼板鋅層粘附性的綜合影響，滿足了科研，用戶技術(shù)支持的需要，填補了國內(nèi)外空白。


圖1為本發(fā)明中鋼板鋅層粘附性試驗裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中鋼板鋅層粘附性試驗裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中試驗后的鋼板鋅層試樣的示意圖。
具體實施例方式
以下根據(jù)圖1和圖2，說明本發(fā)明的最佳實施方式。
如圖1所示，為本發(fā)明中鋼板鋅層粘附性試驗裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，為發(fā)明中鋼板鋅層粘附性試驗裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，其包含上模具101，下模具102和底座103；所述的上模具101包含壓料面1011和拉延筋條形壓頭1012，該壓料面和1011拉延筋條形壓頭1012采用鑲嵌設(shè)置，當拉延筋條形壓頭1012產(chǎn)生磨損，或者需要增減拉延筋條形壓頭1012高度，又或者拉延筋條形壓頭1012需要更換形狀時，方便拆卸掉換；該拉延筋條形壓頭1012分別設(shè)置有圓弧半徑為1.6mm和3.0mm兩種；該壓料面1011的側(cè)面呈圓弧倒角狀，以避免由于鋼板鋅層試樣2的不平滑而產(chǎn)生的鋅層刮落(未在圖中示出)；
所述的下模具102包含左右兩塊模具1021和1022，其可根據(jù)鋼板鋅層試樣的不同板厚，對應(yīng)于上模具101的拉延筋條形壓頭1012的圓弧半徑，進行拉延筋間隙調(diào)整；該左右兩塊模具1021和1022的側(cè)面呈圓弧倒角狀，以避免由于鋼板鋅層試樣2的不平滑而產(chǎn)生的鋅層刮落；所述的底座103呈“山”字型，中間凸出的中心檔板1031的中心和上模具101的拉延筋條形壓頭1012的中心對齊，該中心檔板左右兩側(cè)均比上模具的拉延筋條形壓頭的直徑多出0.1mm；使下模具和中心檔板閉合時，拉延筋處的間隙比上模具的拉延筋條形壓頭直徑大0.2mm，與實際相仿；左右兩邊下凹的部分放置所述的下模具的左右兩塊模具1021和1022；所述的底座103的左右兩側(cè)各設(shè)置有兩個下模具固定螺栓1032，對下模具102進行固定；所述的底座103還包含側(cè)面檔板1033，其分別設(shè)置在底座103的前后兩側(cè)，該側(cè)面檔板1033比下模具102高出0.1mm，使上模具101在試驗中，壓住側(cè)面檔板1033，而不和下模具102相接觸，使上、下模具101和102之間始終保持0.1mm，這樣可使上下模具的壓面料根據(jù)鋼板鋅層試樣2的板厚進行間隙調(diào)整。
進一步，在底座103的中心檔板1031和左右下模具1021，1022之間，在側(cè)面檔板1033和底座103之間設(shè)置墊片1034。
本發(fā)明提供的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，使上、下模具101，102之間留有一定的試驗鋼板鋅層試樣需要的軸向和橫向空間位置；同時上模具101的拉延筋條形壓頭1012可更換，能降低消耗，擴大試驗種類；模擬汽車廠實際模具的拉延筋，使試驗更接近實際；下模具102可根據(jù)試樣板厚進行拉延筋間隙調(diào)整，使不同厚度試驗結(jié)果具有可比性；上、下模具的壓料面有檔板進行間隙控制，避免壓力控制引起的有效試驗面積不均。
本發(fā)明提供的鋼板鋅層粘附性試驗方法，包含以下步驟1、準備過程①用毛刺機去掉鋼板鋅層試樣邊緣的毛刺；②用沾有乙醇的清潔布擦鋼板鋅層試樣；③將鋼板鋅層試樣置于內(nèi)盛乙醇的超聲波箱清洗5分鐘，進行脫脂；④使用電子天平對鋼板鋅層試樣進行多次稱重，并記錄；⑤采用浸沒方式對鋼板鋅層試樣長度的有效試驗面積處涂油(大約為鋼板鋅層試樣的1/2)；⑥在涼干試樣架上，將鋼板鋅層試樣垂直放置2小時以上，使其瀝干；⑦用乙醇清潔拉延筋模具；⑧根據(jù)鋼板鋅層試樣厚度，將中心墊片，下墊片置于拉延筋模具，并固定。
2、試驗操作過程①將鋼板鋅層試樣置于上、下模具中間，對上模具施加10kN的正壓力，使上模具和下模具閉合；②形成與拉延筋條形壓頭具有相同半徑的圓弧狀，完成一次拉延；③松開上、下模具，取出試樣，觀察試樣表面A(請參見圖3)；④重復(fù)試驗準備過程中②以后的步驟，即對該鋼板鋅層試樣重新選取有效試驗面積，并對其施加壓力，形成與拉延筋條形壓頭具有相同半徑的圓弧狀，再完成一次拉延；⑤松開模具，取出試樣，觀察試樣表面B(請參見圖3)；⑥重復(fù)試驗準備中②到④的步驟。
3、試驗結(jié)果處理①采用失重法分析將進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣按試驗準備中的方法進行試樣清潔；使用電子天平對試驗后的鋼板鋅層試樣進行三次稱重，并記錄；通過試驗前后試樣重量，計算試樣失重值。
②采用形貌觀察法分析對進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣，用透明膠帶貼緊試驗處；用試驗處的透明膠帶貼于白紙，以記錄該處形貌，以便比較使用；也可用相機對試驗區(qū)進行形貌記錄，與試驗前鋼板鋅層試樣進行比較。
如果試驗后鋼板鋅層試樣的脫鋅量較多，則說明其鋼板鋅層粘附性比較差，如果試驗后鋼板鋅層試樣的脫鋅量較少，則說明其鋼板鋅層粘附性比較好。
本發(fā)明提供的鋼板鋅層粘附性試驗方法，試驗結(jié)果精度高、重復(fù)性好，更接近實沖狀態(tài)，其真實性、可比性有了可靠的保證。尤其適合于對汽車用鍍鋅薄鋼板鋅層粘附性的測試。
本發(fā)明專利提供的鋼板鋅層粘附性試驗裝置及其方法有別于傳統(tǒng)鋅層粘附性評價方法，反映了汽車廠鍍鋅鋼板在沖壓過程中成形、摩擦對鍍鋅鋼板鋅層粘附性的綜合影響，滿足了科研，用戶技術(shù)支持的需要，填補了國內(nèi)外空白。
權(quán)利要求
1.一種鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其包含上、下模具和底座，特征在于，所述的上模具包含壓料面和拉延筋條形壓頭，該壓料面和拉延筋條形壓頭采用鑲嵌設(shè)置；所述的下模具包含左右兩塊模具；所述的底座呈“山”字型，其中間凸出的中心檔板的中心和上模具的拉延筋條形壓頭的中心對齊，左右兩邊下凹的部分放置所述的下模具的左右兩塊模具。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其特征在于，所述的上模具的壓料面，以及下模具中的左右兩塊模具的側(cè)面均呈圓弧倒角狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其特征在于，所述的底座的左右兩側(cè)各設(shè)置有下模具固定螺栓。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其特征在于，所述的中心檔板左右兩側(cè)均比上模具的拉延筋條形壓頭的直徑多出0.1mm。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其特征在于，所述的底座還包含側(cè)面檔板，其分別設(shè)置在底座的前后兩側(cè)，該側(cè)面檔板比下模具高出0.1mm。
6.如權(quán)利要求1所述的鋼板鋅層粘附性試驗裝置，其特征在于，在底座中心檔板和左右模具之間，在側(cè)面檔板和底座之間設(shè)置有墊片。
7.一種利用權(quán)利要求1所述的鋼板鋅層粘附性試驗裝置進行鋼板鋅層粘附性試驗的方法，其包含以下步驟A.準備過程去掉鋼板鋅層試樣邊緣的毛刺；擦拭鋼板鋅層試樣；對鋼板鋅層試樣進行脫脂；使用電子天平對鋼板鋅層試樣進行多次稱重，并記錄；對鋼板鋅層試樣長度的有效試驗面積處涂油；瀝干鋼板鋅層試樣；清潔拉延筋模具；根據(jù)鋼板鋅層試樣厚度，將中心墊片，下墊片置于拉延筋模具，并固定；B.試驗操作過程將鋼板鋅層試樣置于上、下模具中間，對上模具施加一定的正壓力，使上模具和下模具閉合，使試樣形成與拉延筋條形壓頭具有相同半徑的圓弧狀，完成一次拉延；松開上、下模具，取出試樣；重復(fù)試驗準備過程中清潔鋼板鋅層試樣以后的步驟，即對該鋼板鋅層試樣重新選取有效試驗面積，并對其施加壓力，使試樣再形成與拉延筋條形壓頭具有相同半徑的圓弧狀，再完成一次拉延；松開模具，取出試樣；C.采用失重法分析將進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣進行試樣清潔；使用電子天平對試驗后的鋼板鋅層試樣進行三次稱重，并記錄；通過試驗前后試樣重量，計算試樣失重值，測得鋼板鋅層的粘附性；D.采用形貌觀察法分析對進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣，與試驗前鋼板鋅層試樣進行比較，測得鋼板鋅層的粘附性。
8.如權(quán)利要求7所述的鋼板鋅層粘附性試驗的方法，其特征在于，步驟D中，采用形貌觀察法分析是指用透明膠帶貼緊進行了兩次拉延的鋼板鋅層試樣的試驗處；用試驗處的透明膠帶貼于白紙，記錄該處形貌；或使用相機對試驗區(qū)進行形貌記錄。
全文摘要
一種鋼板鋅層粘附性試驗裝置及其方法，該裝置包含上、下模具和底座；該上模具包含壓料面和拉延筋條形壓頭，該下模具包含左右兩塊模具，該底座呈“山”字型，其中心擋板的中心和上模具的拉延筋條形壓頭的中心對齊，左右兩邊下凹處放置下模具的左右兩塊模具。該方法包含以下步驟準備過程，包括對鋼板鋅層試樣清洗、稱重，將試樣放置在裝置中，對其進行兩次拉延，并對兩次的試樣表面進行失重法分析或者形貌觀察法分析，得到該鋼板鋅層試樣的粘附性。其試驗結(jié)果精度高、重復(fù)性好，更接近實沖狀態(tài)，其真實性、可比性有了可靠的保證。
文檔編號G01N5/04GK1755350SQ20041006687
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者俞寧峰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司