Ohutlevyn testaaminen

Ohutlevyt ja foliot ovat litteiden tuotteiden tuotannon viimeisiä vaiheita. Ohutlevyt ovat paksuudeltaan 0,35 - 3,0 mm, kun taas foliot ovat yleensä alle 60 μm paksuja. Ns. ultraohuet levyt kattavat näiden väliin jäävän alueen. Näillä litteillä tuotteilla on monia erilaisia käyttötarkoituksia, ja niitä käytetään kaikilla teollisuudenaloilla. Myös käytettyjen testien kirjo on vastaavasti laaja. 

Vetokokeet r- ja n-arvojen määrittämiseen

Ohutlevyiltä odotetaan usein samanaikaisesti sekä hyvää lujuutta että hyvää muovattavuutta. Muovausominaisuuksien luonnehtimiseksi niille määritellään usein r- ja n-arvot vetokokeiden avulla. Tavallisimmin käytetyt standardit ovat ISO 6892-1 ja ASTM E8. 

r- ja n-arvojen määrittäminen 

Vetokokeita käytetään usein muodonmuutosta kuvaavien r- ja n-arvojen määrittämiseen; n-arvo kuvaa lujittumista (jännitteen lisääntymistä) plastisen muodonmuutoksen aikana tasavenymään saakka, kun taas r-arvo kuvaa pystysuuntaista anisotropiaa. n-arvo määritellään vetokokeen jännitystietojen ja venymäarvojen perusteella. r-arvon määrittäminen puolestaan vaatii myös kurouman mittaamista testin aikana. r-arvo määritellään kansainvälisen ISO 10113 -standardin ja amerikkalaisen ASTM E517 -standardin perusteella; n-arvo puolestaan määritellään ISO 10275 ja ASTM E646 -standardien perusteella. Näytteet otetaan vetokokeita varten levystä tai nauhasta määrätyssä kulmassa valssaussuuntaan nähden, koska r-arvo riippuu myös valssaussuunnasta. Pituussuunta tuotetaan jyrsimällä tai stanssaamalla sekä jälkikäsittelemällä. Folion tapauksessa näytteet yleensä leikataan, ja joissain tilanteissa stanssataan. Näytteen muoto määräytyy käytetyn testausmenetelmän mukaan. 

Näytteen valmistaminen

ZwickRoell tarjoaa monenlaisia koneita ja laitteita näytteiden valmistamiseen eri levyjen paksuuksilla, sekä kattavan valikoiman staattisia koestuskoneita materiaaliominaisuuksien määrittämiseen vetokokeiden avulla. Kattava valikoimamme aksiaalisia- ja kurouma-ekstensometrejä mahdollistaa parhaan mahdollisen yhdistelmän valitsemisen kaikkiin testaustilanteisiin ja -vaatimuksiin, esimerkiksi muotonsa säilyttävien levyjen kanssa suosittelemme laser-ekstensometrin käyttöä.

Kovuusmittaukset

Ohutlevylle ja pinnoitetuille ohutlevyille suoritetaan kovuusmittauksia niiden pintakovuuden määrittämiseksi. Tätä kovuuden mittausta käytetään pääasiassa valssaus- ja pinnoitusprosessien laadunvalvontaan. Näissä kovuusmittauksissa käytetään hyvin pieniä painumasyvyyksiä, sillä pinnoitteet ovat yleensä paksuudeltaan vain muutamia tai muutamia kymmeniä mikrometrejä. 
Pieniin painumasyvyyksiin päästään käyttämättä pieniä kuormituksia ja perinteisiä kovuudenmittausmenetelmiä kuten Vickers (SFS-EN ISO 6507-1), Rockwell (SFS-EN ISO 6508-1), erityisesti Rockwell-pintakovuusasteikkoa, sekä Brinell-kovuusmittausta (SFS-EN ISO 6506-1). Martens-kovuusmittausta käytetään enenevässä määrin myös ohuiden pinnoitteiden testaamiseen. Sitä kutsutaan myös instrumentoiduksi tunkeumatestiksi, koska se mittaa voima-painumasyvyys-käyrän tarkasti. Sitä kutsutaan myös IIT-kokeeksi. Lopullinen painumasyvyys ei saisi ylittää kymmentä prosenttia levyn tai kerroksen paksuudessa. Muuten tukipinnan tai pohjan vaikutus ei ole enää häviävän pieni. Instrumentoidun tunkeumatestin etuna on, että se mittaa pienetkin painumat ja painumasyvyydet hyvin tarkasti, mikä mahdollistaa vertailukelpoisten ja erittäin tarkkojen kovuusarvojen tuottamisen. Ohutlevyt leikataan yleensä tiettyyn kokoon asiakaan toiveiden mukaisesti, ja niitä hitsataan yhteen muiden levymetallien kanssa (räätälöidyt aihiot), esimerkiksi kiekkohitsausmenetelmän mukaisesti (SFS-EN ISO 4063). Myös hitsatut saumat testataan kovuuden mittaukseen tarkoitetuilla menetelmillä. Tavallisimpia mikrokovuuden mittausmenetelmiä kuten Vickers ja Knoop, mutta myös Martens (SFS-EN ISO 6507-1, SFS-EN ISO 4545-1:en, SFS-EN ISO 14577-1:en) kohdistetaan materiaalin poikkileikkaukseen tai pinnalla olevan hitsaussaumaan ja sen ympäristöön. Näiden menetelmien mukaisilla laitteilla yksittäisten tai useiden kokeiden sijainnit voidaan määrittää ehdottoman tarkasti.

Muovautuvuuden testaaminen

Hyvät muovautuvuusominaisuudet ovat ohutlevyillä erittäin haluttuja. Tavallisimmat muotoiluprosessit, kuten syvävetäminen ja venytysmuovaus luonnehditaan ja testataan standardoituja menetelmiä käyttäen. ZwickRoell:n BUP ohutlevyn testauslaitteet testaavat näitä ominaisuuksia jopa 1 000 kN vetovoimilla.
Kyse on tärkeästä mutta monimutkaisesta kokeesta, jota käytetään rajamuovattavuuskäyrän määrittämiseen. Sen perusteella suunnittelijat voivat määrittää venymälle raja-arvot, joita ei tule ylittää muotoilun aikana. Venymän mittaamiseen vetotapahtuman aikana tarvittava optinen mittausteknologia tuotetaan yhteistyössä ZwickRoell:n kumppanien kanssa.

Korkean nopeuden vetokokeet

Aineen käyttäytyminen suurissa venymänopeuksissa on keskeisen tärkeää autoteollisuuden kannalta. Onnettomuuksissa on kyse nopeista muodonmuutoksista, jotka täytyy ottaa huomioon auton suunnittelussa. Tarvittavat ominaisarvot määritellään ZwickRoell:n HTM-sarjan korkean nopeuden vetokoestuskoneilla. Nämä servohydrauliset koestuskoneet kykenevät tuottamaan näytteisiin jopa 160 kN kuormituksen jopa 20 m/s nopeuksilla.

Vetokynnyksen määrittäminen

Tämän kokeen tarkoituksena on määrittää metallilevyn ja syvävetotyökalun välinen kitkakerroin, jotta osataan valita sopiva voiteluaine prosessia varten. Tämä auttaa välttämään säröjen ja poimujen syntymisen ja varmistamaan sulavan syvävedon. Vetokynnys-työkalu on helppo asentaa tavanomaiseen koestuskoneeseen. Tässä kokeessa käytetään yleensä metallinauhaa, jonka mitat ovat 300 mm x 30 mm x 2 mm. Näyte kiinnitetään aksiaalisesti ylempään kiinnittimeen ja vetokynnystyökalu suljetaan. Tämän jälkeen nauha vedetään vetokynnystyökalun läpi. Tämä toimenpide voidaan toistaa automaattisesti halutulla määrällä toistokertoja. Vetokynnystyökalun digitaalisesti ohjattu kiinnitysvoima takaa tarkat ja vertailukelpoiset testaustulokset. Työkalun painin voidaan helposti vaihtaa vastaamaan erilaisia testaustarpeita.

Global partner for reliable test results - SAPA opts for ZwickRoell testing technology

Norwegian concern SAPA is the world leader in aluminium solutions and its extruded aluminum profiles are used in many different industries. SAPA has chosen ZwickRoell as its global materials testing partner and will be using testing machines supplied by the Ulm (Germany)-based manufacturer at some 40 locations around the world.
sapa

Aiheeseen liittyviä tuotteita(9)

Ylös