Próba tłoczności blach metodą Erichsena

I.Cel badania.

Celem badania jest zapoznanie się z próbą technologiczną tłoczności blach metodą Erichsena.
Celem próby jest określenie tłoczności blach, taśm i bednarki i stwierdzenie, czy spełniają one żądane wymagania dotyczące ich przydatności do tłoczenia na zimno.

II.Wiadomości uzupełniające.

Próbę tłoczności Erichsena, polegającą na powolnym wtłaczaniu w próbkę kuli lub stempla zakończonego kulisto aż do chwili powstania pęknięcia w próbce i pomiarze głębokości wytłoczonego wgłębienia, przeprowadza się w oparciu o normę PN - 68 / H - 04400. Celem próby jest określenie tłoczności blach, taśm i bednarki o grubości od 0,1 do 2 [mm] i stwierdzenie, czy spełniają one żądane wymagania dotyczące ich przydatności do tłoczenia na zimno.

	Próbka		Stempel	Matryca	Dociskacz
Symbol rodzaju próby.	Zakres grubości g [mm]	Szerokość ( średnica ) b [mm]	Średnica kulki zakończenia d1 [mm]	Wewnętrzna średnica d2 [mm]	Wewnętrzna średnica d3 [mm]
IE3	0,1 - 0,75	13	3^+ 0,02	5^+0,02	5
IE8	0,2 - 1 ^1/	30	8^+ 0,02	11^+ 0,02	11
IE15	0,2 - 2 ^1/	55	15^+ 0,02	21^+ 0,02	21
IE20	0,2 - 2 ^1/	90 ^2/	20^+ 0,05	27^+ 0,05	33
^1/ Dopuszcza się w przypadkach uzasadnionych przeprowadzenie próby tłoczności blach, pasów i taśm z metali nieżelaznych i ich stopów o grubości poniżej 0,2 [mm], lecz nie mniejszej niż 0,1 [mm]. ^2/ Dopuszcza się w przypadkach uzasadnionych badanie próbek o szerokości lub średnicy poniżej 90 [mm], lecz nie mniejszej niż 55 [mm].

Do prób tłoczności używa się próbek prostokątnych lub okrągłych o wymiarach podanych w tablicy:

Próbki należy pobierać w sposób nie powodujący zgniotu lub zmian strukturalnych w miejscach nieodkształconych, gdyż próbek prostować nie wolno. Liczba próbek lub długości próbek prostokątnych zależne są od ilości wykonywanych wgłębień, którą podają normy przedmiotowe lub warunki techniczne.
Pomiary tłoczności przeprowadza się na specjalnych przyrządach, zwanychaparatami Erichsena - rysunek obok.
Wymiary stempla, matrycy i dociskacza zależą od szerokości, długości i grubości próbki i podane są w tablicy.
Stan powierzchni głównych elementów aparatu i warunki ich współpracy określone są w normie PN - 68 / H - 04400.

0ś stempla powinna pokrywać się z osią matrycy i dociskacza. W zerowym położeniu stempla, po zaciśnięciu próbki miedzy dociskaczem a matrycą, zakończenie stempla powinno leżeć w płaszczyźnie czołowej powierzchni dociskacza. Stempel w czasie próby nie może się obracać. Powierzchnie robocze stempla, matrycy i dociskacz muszą być szlifowane i polerowane, a ich twardość nie powinna być mniejsza niż 7355 HV (około 62 HRC).

Wynik próby tłoczności metodą Erichsena stanowi średnią arytmetyczną wyników pomiarów głębokości trzech wytłoczeń. Tłoczność wyznaczoną w ten sposób oznacz się symbolem IE i indeksem określającym średnicą stempla (lub kulki) i podaje głębokość wytłoczenia (w milimetrach). Na podstawie wyglądu wytłoczonej wypukłości można wnioskować o wielkości ziarna badanego materiału. Gładka powierzchnia wypukłości charakteryzuje materiał drobnoziarnisty, chropowata lub groszkowata - materiał gruboziarnisty. Ponadto z charakteru pęknięcia można wnioskować o jednorodności materiału.

Wyposażenie przyrządu:

a) tłocznik - wykonany w całości ze stali o zahartowanym i wypolerowanym zakończeniu kulistym o średnicy d¹ według tabeli.

b) matryca - wykonana ze stali i posiada otwór o średnicy d² zależnej od

grubości badanej próbki. Promień zaokrąglenia r = 0,75 mm

c) Dociskacz - wykonany ze stali i posiada otwór o średnicy d³ zależny od

grubości badanej próbki. Promień zaokrąglenia r = 0,75 mm

Tłocznik, matryca i dociskacz powinny być czyste i nie skorodowane. Przy

położeniu zerowym zakończenie tłocznika powinno się znaleźć ściśle w

płaszczyźnie czoła dociskacza. Położenie to należy kontrolować co pewien czas za pomocą kontrolnej płytki stalowej o równoległych płaszczyznach. Ponadto należy kontrolować co pewien czas czystość i krawędzie tłocznika, matrycy i dociskacza.

III.Przeprowadzenie próby.

1.Przygotować arkusz protokółu pomiaru.

2.Zmierzyć grubość próbki co najmniej w trzech miejscach z dokładnością do 0,01 [mm] i obliczyć średnią arytmetyczną. Sprawdzić, czy szerokość próbki zgodna jest z szerokością określoną w tablicy, dla odpowiedniego rodzaju próby. Sprawdzić, czy długość próbki zapewnia możliwość wykonania co najmniej trzech wgłębień, przy czym odległość pomiędzy środkami sąsiednich wgłębień wykonywanych stemplem lub kulką o średnicy 3, 8 lub 15 [mm] powinna wynosić co najmniej 55 [mm], a odległość dla stempla o średnicy 20 [mm] powinna wynosić co najmniej 90 [mm]. Sprawdzić również stan powierzchni próbki i wszystkie uwagi oraz wyniki pomiarów zapisać.

3.Przygotować próbkę i przyrząd do prób. W tym celu należy:

- natłuścić obie strony próbki i części robocze stempla oraz matrycę smarem z dodatkiem grafitu

- założyć próbkę do przyrządu

- docisnąć próbkę dociskaczem do matrycy; siła docisku powinna wynosić ok. 10000 [N]. W  przypadku braku siłomierza w przyrządzie, próbkę należy docisnąć silnie bez poluzowania

- ustalić początkowe ( zerowe ) położenie stempla lub kulki.

4.Wykonać odcisk, wtłaczając stempel w próbkę bez wstrząsów i uderzeń z prędkością 5 - 20 [mm / min]. Przy końcu próby zaleca się zmniejszenie prędkości wtłaczania w celu dokładniejszego określenia momentu powstania pęknięcia. Ruch stempla należy przerwać z chwilą powstania szczeliny przechodzącej przez całą grubość próbki i rozwartej do tego stopnia, że światło przechodzi co najmniej na części jej długości.

 5.Odczytać z skali mierniczej głębokość wtłoczenia ( wgłębienia ) z dokładnością do 0,1 [mm].

 6.Czynności opisane w punktach 3, 4, 5 powtórzyć w celu wykonania odcisku drugiego i trzeciego. Wyliczyć wartość średnią, która jest wynikiem próby.

 7.Dokonać oględzin powierzchni wytłoczonej wypukłości i porównać z powierzchnią próbki  przed wykonaniem próby.
Uwagi wpisać do protokółu.

Tłoczność badana metodą Erichsena należy oznaczać symbolem IE z indeksem oznaczającym średnicę stempla lub kulki i podać głębokość wtłoczenia w milimetrach: np. IE20 = 6,8 [mm] oznacza to, że wtłoczenie wykonano stemplem o średnicy d1 = 20 [mm], a głębokość wtłoczenia wynosiła 6,8 [mm].

 

IV.Uwagi do sprawozdania.

Sprawozdanie z prób powinno zawierać:

a / określenie celu próby,

b / definicje wyznaczonych wskaźników,

c / wypełnione protokoły pomiarów z uwagami dotyczącymi poszczególnych prób,

d / dyskusje otrzymanych wyników zawierającą:

- ocenę dokładności otrzymanych wyników,

- wskazania źródeł rozbieżności wyników,

- ocenę przydatności badanych materiałów do takich czy innych procesów technologicznych,

- uwagi i wnioski.

---