有很多朋友都发信息问n值和r值。略有经验的人知道数值越高越好,但不知道为什么。今天我们就来好好掰扯掰扯这俩好基友。
n值
我们先说一下n值。话说冲压过程中金属的流动非常复杂,屈服/抗拉/延伸三个指标就好像“语数英”,是基础评价指标;n值和r值就像专业课,是辅助判断专业能力(冲压性能)的指标。
n值,学名加工硬化指数或应变硬化指数,是评价材料均匀变形的能力。
我们只需要记住n值代表钢板在塑性变形中的硬化能力, 反映了变形均匀度、成形极限和裂纹是否产生等。n值越大,整个成形过程中的变形越均匀。
我们来做个逻辑推理:冲压最害怕的是什么?开裂!什么情况下会开裂呢?一种原因就是材料出现缩颈了。我们的目标就是要尽量延迟缩颈现象出现,而这就要求材料均匀延伸能力强,可以延伸很长还不出现缩颈。
说到这里大家想到了什么?拉面!没错,就是拉面!!!要拉出一碗好拉面,除了控制力道(拉伸应变区间),还要有一团好面,可以让拉面师傅尽量用大的力气而不出现缩颈断裂。
这么说来拉面面团的n值一定是高的离谱的吧,哈哈。
看来冲好一个复杂的零件和拉一碗好拉面是一样的呢。
知识点:
1、不同的钢种有不同的n值范围,你拿个馒头和拉面比n值是不对的,有机会我们请柴哥拍些钢种性能对比表传上来吧。
2、n值与板材厚度紧密相关,一般不太适合评价厚度小于0.5mm的材料。
3、质保书上“n90”较为常见,即试验小条是垂直于轧制方向的(呈90°)。有些要求特别高的品种也会要求做三向拉伸(0°、45°、90°)。
其实这n值和r值两个指标挺难解释的,我们接着说r值,尽量也说的浅显易懂些。
r值
讲完了n值,下面来说一下r值。r值,学名:塑性应变比,洋名:plastic strain ratio,也称厚向异性系数。r值是评价金属薄板深冲性能的重要参数,反映金属薄板在某平面内承受拉力或压力时,抵抗变薄或变厚的能力。r值一般上是越大越好。
是不是没看懂?其实我也没看懂!!!我们上白话:
这么说吧,钢板有长宽和厚度上的尺寸,在冲压变形过程中金属是像水一样流动的(当然没那么夸张)。r值高,意味着在变形过程中,金属在长宽尺度(平面)上的流动优先于厚度上的流动。这样在大变形量的地方不会减薄很厉害,也就不容易减薄开裂。
我们来看个杯形深冲件的截面图:
三哥的飞饼为啥那么厉害,薄而不破?就是因为飞饼面团在平面上的延伸优先于厚度方向的减薄,不然就会因为某个地方突然减薄而破裂。这么说起来,我们貌似破解了飞饼的秘密哈~~
小知识:
1、钢板轧制方向(0°)是主要延伸方向,所以钢板宽度和长度方向的性能会有差异(各向异性)。不同取样方向上的r值不同。我们有时会看到“平均r值”,他就是0°、45°、90°三个方向所测r值的加权平均值。
2、r值=1是个分界线:当r<1时,说明材料厚度方向上容易减薄、冲压性能不好;当r>1时,说明材料在冲压成型过程中长度和宽度方向上更容易变形,而厚度方向变薄更慢。因此,r值越大成型性能越好。
3、和n值一样,一般r值也不适用厚度小于0.5mm的产品。而当厚度大于1.6mm,r值允许降低0.2,或厚度大于2.0mm时,r值不做要求。有些特殊产品对r值有另外的规定。
4、r值代表相同受力条件下,板厚方向和板平面方向的变形差异,r值大时,板厚方向的变形小,而板平面内与拉应力相垂直的方向上(宽度方向)的变形易于进行,从而降低起皱倾向,有利于冲压成形。并希望各方向上的r值之差尽量小,以保证板面成形均匀。
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