一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法技术

本发明专利技术提供了一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，包括：测量待评价材料的抗拉强度和抗压强度；基于测量得到的抗拉强度和抗压强度，计算待评价材料的拉压不对称度；将待评价材料镦压形成紧固件，测量紧固件头部的头部不圆度；基于测量或计算得到的抗拉强度、抗压强度、拉压不对称度、头部不圆度评价待评价材料的镦压变形能力。本发明专利技术所述的紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，结合了拉压不对称度和头部不圆度评价材料的镦压变形能力，通过拉压不对称度的定量分析，可以明确指示出材料在轴向上的组织均匀程度或一致性；通过头部不圆度的定量分析，可以明确指示出材料在径向上的组织均匀程度或一致性。向上的组织均匀程度或一致性。向上的组织均匀程度或一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法


[0001]本专利技术属于材料镦压变形能力评价
，尤其是涉及一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法。

技术介绍

[0002]紧固件被称为“工业之米”，被广泛应用于航空航天、高铁动车、船舶等多个重要领域，在工业中几乎无处不在。材料作为紧固件研制及生产的基础，其性能直接关系到紧固件的加工和最终使用性能。一般认为，既能轻松加工又能保证紧固件产品使用性能的原材料，是比较理想的材料。这就需要紧固件用材料既要有较好的镦制变形能力，又要具有较高的抗变形能力，这似乎提出了一个悖论。
[0003]目前，紧固件用材料的评价，仅限于依据材料标准进行试验，试验内容则主要包括指示材料强塑性匹配关系的主要参数，即：抗拉强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、剪切强度、冲击韧性、弹性模量等等。但是，满足了材料标准中所要求的的数值，真的方便紧固件的加工吗？
[0004]事实证明，仅仅满足材料标准中所要求的性能，无法保证紧固件产品的顺利加工，特别是镦压变形能力是无法得到有效评价的，往往材料强塑性指标均符合标准要求，但镦制变形效果不佳，甚至出现两种各项指标完全一致的材料，在同等加工条件下，表现出完全不同的镦制变形能力的情况，着实让人摸不到头脑。目前，还没有一种方法可以有效评价原材料镦压变形能力，也没有一个有效的指标可以指示材料的镦压变形能力的强弱。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，用以解决目前没有针对丝棒材镦压变形能力进行有效评价的方法的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，包括如下步骤：测量待评价材料的抗拉强度和抗压强度；
[0008]基于测量得到的抗拉强度和抗压强度，计算待评价材料的拉压不对称度；
[0009]将待评价材料镦压形成紧固件，测量紧固件头部的头部不圆度；
[0010]基于测量或计算得到的抗拉强度、抗压强度、拉压不对称度、头部不圆度评价待评价材料的镦压变形能力。
[0011]进一步的，拉压不对称度W的计算公式如下：
[0012]W＝100％
×
(σ
b
‑
σ
’
)/σ
b
；
[0013]其中，σ
b
为待评价材料抗拉强度，σ
’
为待评价材料的抗压强度，并且上述两个强度数值均为材料测量的真应力
‑
应变曲线上的最大值。
[0014]进一步的，在进行待评价材料镦压变形能力评价时，需要选取标杆材料的拉压不对称度作为待评价材料的参考指标；
[0015]其中，标杆材料为表现出良好的镦压变形能力以及良好的工程应用能力的材料；
[0016]对比待评价材料和标杆材料的拉压不对称度，判断待评价材料在轴向上的镦压变形能力。
[0017]进一步的，基于拉压不对称度进行镦压变形能力评价的方法如下：
[0018]定义标杆材料的拉压不对称度为W0，待评价材料的拉压不对称度为W
x
，评价方法如下：
[0019]如果W
x
＜W0，则判断待评价材料中的织构相对于标杆材料中的织构，在轴向上不利于材料发生镦压变形；
[0020]如果W
x
＞W0或W
x
＝W0，则判断待评价材料中的织构相对于标杆材料中的织构，在轴向上具有较好的镦压变形能力。
[0021]进一步的，头部不圆度O的计算公式如下：
[0022]O＝100％
×
(L1
‑
L2)/L1；
[0023]其中，L1为紧固件头部圆弧最长边长度，L2为紧固件头部圆弧最短边长度；
[0024]头部不圆度O的值越小，说明待评价材料在径向上各方向的组织一致性越强。
[0025]进一步的，测量头部不圆度时，需要保证待评价材料经过镦压变形形成的紧固件的头部不开裂，如果出现头部开裂，直接断定待评价材料不能满足镦压变形需求；
[0026]在镦压过程中，待评价材料所受的压力的方向与材料轴向相同，在头部变形时，待评价材料所承受的力为垂直于变形方向，用于确保头部不圆度的测量结果准确。
[0027]进一步的，还包括针对材料整体的镦压变形能力评价方法，具体如下：
[0028]对材料整体进行均匀性取样；
[0029]对选取的试验样品进行拉压测试，获取每个样品的抗拉强度、抗压强度、拉压不对称度、头部不圆度；
[0030]计算抗拉强度、抗压强度、拉压不对称度、头部不圆度的变异系数
，
结合变异系数，对材料整体的镦压变形能力进行一致性评价。
[0031]进一步的，变异系数C
V
的计算公式如下：
[0032]C
V
＝100％
×
S
d
/mean；
[0033]其中，S
d
表示标准偏差，mean表示平均值，C
V
值越小的材料，说明材料整体一致性就越好，产品的质量越稳定。
[0034]进一步的，在进行均匀性取样时，必须符合以下条件：
[0035]取样点数至少为10处；
[0036]取样点需要包括收尾两端；
[0037]每处取样点截取的样品不少于3件；
[0038]样品在进行拉压测试前，样品的直线度≤0.1mm，直线度不满足要求，则需要进行校直处理。
[0039]相对于现有技术，本专利技术所述的紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法具有以下有益效果：
[0040](1)本专利技术所述的一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，结合了拉压不对称度和头部不圆度评价材料的镦压变形能力，通过拉压不对称度的定量分析，可以明确指示出材料在轴向上的组织均匀程度或一致性；通过头部不圆度的定量分析，可以明确指
示出材料在径向上的组织均匀程度或一致性。
[0041](2)本专利技术中，拉压不对称度不仅用于评价材料的镦压变形能力，还可以用于指导制造工艺，如果w
x
＜w0，则可以通过调整镦压变形温度提高材料塑性，达到镦压变形效果。如果w
x
＝w0或w
x
＞w0，则可以按照标杆材料的工艺参数进行加工，即使条件稍微差一些，也可以达到要求的镦压变形效果。
[0042](3)本专利技术所述的一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，通过拉压不对称度、头部不圆度、抗拉强度、抗压强度的变异系数CV分析，可以明确指示出材料整体水平，既可以评价批次内材料的一致性，又可以评价批次间材料的一致性，达到评价材料变形能力整体水平的目的。
附图说明
[0043]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，其特征在于，包括：测量待评价材料的抗拉强度和抗压强度；基于测量得到的抗拉强度和抗压强度，计算待评价材料的拉压不对称度；将待评价材料镦压形成紧固件，测量紧固件头部的头部不圆度；基于测量或计算得到的抗拉强度、抗压强度、拉压不对称度、头部不圆度评价待评价材料的镦压变形能力。2.根据权利要求1所述的紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，其特征在于，拉压不对称度W的计算公式如下：W＝100％
×
(σ
b
‑
σ
’
)/σ
b
；其中，σ
b
为待评价材料抗拉强度，σ
’
为待评价材料的抗压强度，并且上述两个强度数值均为材料测量的真应力
‑
应变曲线上的最大值。3.根据权利要求1所述的紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，其特征在于：在进行待评价材料镦压变形能力评价时，需要选取标杆材料的拉压不对称度作为待评价材料的参考指标；其中，标杆材料为表现出良好的镦压变形能力以及良好的工程应用能力的材料；对比待评价材料和标杆材料的拉压不对称度，判断待评价材料在轴向上的镦压变形能力。4.根据权利要求3所述的紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，其特征在于，基于拉压不对称度进行镦压变形能力评价的方法如下：定义标杆材料的拉压不对称度为W0，待评价材料的拉压不对称度为W
x
，评价方法如下：如果W
x
＜W0，则判断待评价材料中的织构相对于标杆材料中的织构，在轴向上不利于材料发生镦压变形；如果W
x
＞W0或W
x
＝W0，则判断待评价材料中的织构相对于标杆材料中的织构，在轴向上具有较好的镦压变形能力。5.根据权利要求1所述的紧固件用丝棒材镦压变形能力的评价方法，其特征在于，头部...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐跃，陈冬梅，邵琛玮，焦光明，李海涛，江刚，张晓斌，林忠亮，唐伟，董利民，
申请(专利权)人：航天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：