RS60587B1

RS60587B1 - Postupak za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnog dela točka

Info

Publication number: RS60587B1
Application number: RS20200834A
Authority: RS
Inventors: Magnetto Gabriele Perris; Giacomo Gotta; Davide Fabio Rovarino; David Pieronek; Patrick Tlauka
Original assignee: Mw Italia S R L
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2020-08-31
Also published as: HUE049843T2; PL3115767T3; ES2817598T3; ES2817598T8; EP3115767A1; EP3115767B1; SI3115767T1

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na oblast proizvodnje točkova vozila; preciznije, odnosi se na proizvodnju tipa točkova koji obuhvataju oblikovan obod od metalnog materijala i disk izrađen kao pojedinačan komad od metalnog lima hladnim oblikovanjem i štancovanjem, i spojen sa obodom.

[0002] Određenije, ovaj pronalazak se bavi postupcima za mehaničku karakterizaciju metalnih materijala za proizvodnju centralnih delova točka. Takvi postupci se primenjuju u cilju prethodne procene pogodnosti novih materijala za centralne delove točkova.

[0003] Određivanje mehaničkih svojstava metalnih materijala je jedan od ključnih postupaka za dobavljače materijala. Poznato je da su neophodna opsežna ispitivanja kako bi se okarakterisali čelici i drugi metalni materijali. Međutim, rezultati dobijeni na ovim ispitivanjima na ravnim uzorcima često nisu dovoljni da bi se procenio potencijal materijala u konačnim komponentama. Na uticaje na svojstva materijala u proizvodnom smislu se generalno ne obraća pažnja. Pored toga, situacija sa opterećenjem složene komponente često nije pravilno određena standardnim ispitivanjem ravnog uzorka ili nije direktno prenosiva.

[0004] Glavni faktori uticaja u postupcima proizvodnje diska su oblikovanje i sečenje. Preostala naprezanja koja nastaju kao posledica postupaka oblikovanja i kvalitet sečenih ivica, se uglavnom ne uzimaju u obzir, kada su materijali karakterisani za ove svrhe. Ovo je važan nedostatak kada se predviđa razvoj novih materijala za centralne delove točka.

[0005] US 2007/0113671 A otkriva postupak ispitivanja rasta pukotine za tanke uzorke. US 2010/0263453 A1 otkriva postupak za simuliranje naprezanja kraka rotora i veze diska rotora.

[0006] Jedan predmet ovog pronalaska je da obezbedi postupak za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnih delova točka, pri čemu pažljivije mora da se razmotri istorija proizvodnje stvarnih komponenata u stvarnoj situaciji opterećenja.

[0007] Ovaj predmet se prema ovom pronalasku postiže postupkom za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnih delova točka, koji obuhvata

● obezbeđivanje uzorka koji se sastoji od trake metalnog lima i koji obuhvata dva krajnja dela i međudeo koji međusobno povezuje krajnje delove, pri čemu je međudeo zakrivljenog oblika, i ● podvrgavanje uzorka ispitivanju mehaničkog zamora, pri čemu je jedan od krajnjih delova pritegnut za deo uređaja za ispitivanje na koji se primenjuje opterećenje, a drugi krajnji deo je pritegnut za drugi deo na koji se primenjuje opterećenje ili je pričvršćen za nosač uređaja za ispitivanje,

pri čemu međudeo uzorka obuhvata par ravnih ili blago zakrivljenih bočnih segmenata nagnutih u odnosu na krajnje delove uzorka, međuzakrivljenje koje međusobno povezuje bočne segmente, kao i par krajnjih zakrivljenja, pri čemu svako povezuje odgovarajući bočni segment sa odgovarajućim krajnjim delom uzorka,

pri čemu međudeo simulira, ili se sastoji od, ekstrakta radijalnog profila radijalnog spoljašnjeg dela diska centralnogs dela točka .

[0008] Gore pomenuti predmet se takođe postiže postupkom za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnih delova točka, koji obuhvata

● obezbeđivanje uzorka koji se sastoji od trake metalnog lima i koji obuhvata dva krajnja dela i međudeo koji međusobno povezuje krajnje delove, pri čemu je međudeo zakrivljenog oblika, i ● podvrgavanje uzorka ispitivanju mehaničkog zamora, pri čemu je jedan od krajnjih delova pritegnut za deo uređaja za ispitivanje na koji se opterećenje primenjuje, a drugi krajnji deo je pritegnut za drugi deo na koji se opterećenje primenjuje ili je pričvršćen za nosač uređaja za ispitivanje,

pri čemu međudeo uzorka obuhvata par ravnih ili blago zakrivljenih bočnih segmenata, od kojih je jedan nagnut u odnosu na krajnji deo koji je uz njega, a drugi je približno u ravni sa krajnjim delom koji je uz njega, i međuzakrivljenje koje međusobno povezuje bočne segmente, kao i krajnje zakrivljenje koje povezuje nagnuti bočni segment sa odgovarajućim krajnjim delom uzorka,

pri čemu međudeo simulira, ili se sastoji od, ekstrakta radijalnog profila radijalno spoljašnjeg dela diska centralnog delass točka .

[0009] Pronalazači su shvatili da su rezultati dobijeni prilikom ispitivanja zamora, koja su izvedena na uzorcima prema pronalasku, približniji rezultatima ispitivanja rotacionog savijanja na gotovim točkovima, u poređenju sa rezultatima konvencionalnih ispitivanja zamora na ravnim uzorcima.

[0010] Zapravo, profil uzorka prema ovom pronalasku je sličan uzorku običnih automobilskih naplataka u području radijalno spoljašnjeg dela diska A obezbeđenog sa ventilacionim rupama H (videti Fig.1a i 1b; radi objašnjenja, obod je označen sa R, a disk je označen sa D). Eksperimentima je utvrđeno da se većina kvarova javlja na radijalno spoljašnjem delu A diska centralnog dela točka .

[0011] Poželjni načini ostvarivanja ovog pronalaska su definisani u zavisnim patentnim zahtevima koja čine sastavni deo ovog opisa.

[0012] Dalja karakteristična svojstva i prednosti ovog postupka i uzorka prema pronalasku će postati jasna iz sledećeg detaljnog opisa jednog načina ostvarivanja ovog pronalaska koji je dat uz pozivanje na prateće crteže i koji je dat čisto u vidu neograničavajućeg primera u kojem:

● Fig.1a i 1b predstavljaju aksonometrijski izgled i izgled poprečnog preseka tipičnog automobilskog naplatka,

● Fig.2 i 3 predstavljaju bočni izgled odozgo i aksonometrijski izgled primernog uzorka prema ovom pronalasku,

● Fig.4a-c predstavljaju grafikone u kojima su prijavljeni rezultati ispitivanja zamora koja su izvedena na različitim uzorcima,

● Fig.5a i 5b predstavljaju aksonometrijski izgled i izgled poprečnog preseka tipičnog komercijalnog automobilskog točka, i

● Fig.6 predstavlja bočni izgled odozgo drugog primernog uzorka prema ovom pronalasku.

[0013] Uz pozivanje na Fig.2 i 3, uzorak za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnih delova točka je označen sa 10. Uzorak 10 se sastoji od trake metalnog lima, i obuhvata suprotne ravne krajnje delove 11 i međudeo 13 koji međusobno povezuje krajnje delove 11. Međudeo 13 ima zakrivljen oblik kako bi simulirao ekstrakt radijalnog profila radijalno spoljašnjeg dela diska A centralnog dela točka .

[0014] Svaki ravan krajnji deo 11 obuhvata priteznu oblast 11a, koja je prikazana kao osenčen deo na Fig.2. Pritezne oblasti 11a su prilagođene tako da ih drže odgovarajući pritezni uređaji CD konvencionalne mašine za ispitivanje. Mašina za ispitivanje je podešena tako da primenjuje ciklično opterećenje (npr. skretanje, rotacija, sila, moment sile) na krajnje delove 11 uzorka 10, pri čemu je pomenuto opterećenje usmereno u smeru paralelnom sa podužnim smerom uzorka 10 (vertikalne strelice na Fig.3) ali su takođe moguća i bočna opterećenja (horizontalne strelice na Fig.3).

[0015] Međudeo 13 uzorka 10 obuhvata par ravnih ili blago zakrivljenih bočnih segmenata 13a nagnutih u odnosu na krajnje delove 11 uzorka 10, i međuzakrivljenje 13b koje međusobno povezuje bočne segmente 13a. Međudeo 13 dalje obuhvata par krajnjih zakrivljenja 13c, pri čemu svako povezuje odgovarajući bočni segment 13a sa odgovarajućim krajnjim delom 11 uzorka 10. U smislu ovog pronalaska, izraz "blago zakrivljen" bi trebalo da se tumači tako da znači da bočni segmenti 13a mogu da imaju zakrivljenje, koje je međutim manje, naročito daleko manje od zakrivljenja 13b i 13c.

[0016] Poželjno, rupa 13d je napravljena kroz jedan od bočnih segmenata 13a. Svrha ove rupe je da simulira uticaj ventilacionih rupa centralnih delova točka prilikom ispitivanja zamora.

[0017] Pored toga, uticaj različitih metoda sečenja ili kvaliteta ivica na otpornost na zamor takođe može da se istraži putem odrezivanja ivica ili rupe.

[0018] Dalje, uzorak prema ovom pronalasku može da obuhvati spojeve ili šavove, npr. za ispitivanje po meri zavarenih slepih materijala, itd.

[0019] Uzorak 10 je napravljen od ravne trake metalnog lima, podvrgavanjem trake postupku oblikovanja (kao što je, na primer, savijanje, utiskivanje, vruće oblikovanje, i tako dalje). U eksperimentalne svrhe, pronalazači su napravili uzorke od ravnih traka čvrstog metalnog lima. Ovi uzorci su proizvedeni putem postupaka savijanja, a rupe su dobijene štancovanjem i postupkom kovanja.

[0020] Parametri ispitivanja su bili sledeći:

● Ciklično opterećenje; (R = -1)

[0021] Sila i amplituda izvijanja je izmerena u podužnom smeru uzoraka. Uzorci različitih AHSS materijala (materijal A i materijal B), su upoređeni, a njihova otpornost na zamor u pogledu maksimalnog broja ciklusa opterećenja je grafički prikazana na Fig.4a-c. Ispitivanje nije ograničeno na čelik, takođe su mogući aluminijum i magnezijum ili kompozitni materijal.

[0022] Na osnovu ovih ispitivanja prema pronalasku, uzorci materijala A su pokazali značajno veću otpornost u poređenju sa materijalom B (Fig.4b). Ovaj rezultat je značajno sličan onome što je primećeno za ispitivanja rotacionog savijanja koja su izvedena na gotovim točkovima od ovih materijala (Fig.4c). Naprotiv, Woehler-ova ispitivanja urađena na konvencionalnim ravnim uzorcima su dala obrnute rezultate, tj. pokazala su da materijal B ima veću otpornost na zamor od materijala A (Fig.4a).

[0023] Alternativno, uzorak prema ovom pronalasku može biti napravljen sečenjem metalne trake sa centralnog dela točka . U ovom slučaju međudeo uzorka bi predstavljao ekstrakt stvarnog radijalnog profila centralnog dela točka .

[0024] Od značaja je da, ovaj pronalazak takođe može da se primeni i na točkove drugih vrsta drumskih vozila, kao što su točkovi komercijalnih vozila; u ovom smislu, točak uobičajenog komercijalnog vozila je prikazan na Fig.5a i 5b, pri čemu su upotrebljene iste pozivne oznake kao i na Fig.1a i 1b.

[0025] Fig.6 prikazuje uzorak 10' koji može da se koristi u postupku prema ovom pronalasku, kada se primenjuje na točkove komercijalnih vozila .

[0026] Uzorak 10' se sastoji od trake metalnog lima, i obuhvata dva krajnja dela 11', 12' i međudeo 13' koji međusobno povezuje krajnje delove 11', 12'. Međudeo 13' ima zakrivljen oblik kako bi simulirao ekstrakt radijalnog profila radijalno spoljašnjeg dela diska A centralnog dela točka .

[0027] Jedan od krajnjih delova, 11', obuhvata priteznu oblast dela 11a', koji je podešen tako da ga nosi odgovarajući pritezni uređaj CD konvencionalnog uređaja za ispitivanje. Drugi krajnji deo 12' je podešen tako da bude pričvršćen za nosač S uređaja za ispitivanje. Uređaj za ispitivanje je podešen da primeni ciklično opterećenje (npr. skretanje, rotacija, sila, moment sile itd.) na krajnji deo 11' uzorka 10', pri čemu je pomenuto opterećenje usmereno u smeru koji je paralelan sa podužnim smerom uzorka 10' (horizontalna strelica na Fig.6), ali su takođe moguća i bočna opterećenja (vertikalna strelica na Fig.6).

[0028] Međudeo 13' uzorka 10' obuhvata par ravnih ili blago zakrivljenih bočnih segmenata 13a', 13a", od kojih je jedan nagnut u odnosu na krajnji deo 11' koji je uz njega, a drugi je približno u ravni sa krajnjim delom 12' koji je uz njega, i međuzakrivljenje 13b' koje međusobno povezuje bočne segmente 13a'. Međudeo 13' dalje obuhvata krajnje zakrivljenje 13c' koje povezuje nagnuti bočni segment 13a' sa odgovarajućim krajnjim delom 11' uzorka 10'. U smislu ovog pronalaska, izraz "blago zakrivljen" bi

Claims

trebalo da se tumači tako da znači da bočni segmenti da bočni segmenti 13a' mogu da imaju zakrivljenje, koje je međutim manje, određenije daleko manje od zakrivljenja 13b' i 13c'.

[0029] Rupa može biti napravljena kroz nagnuti bočni segment 13a', 13a". Svrha ove rupe je da simulira uticaj ventilacionih rupa centralnih delova točka prilikom ispitivanja zamora.

[0030] Pored toga, uticaj različitih postupaka sečenja ili kvaliteta ivica na otpornost na zamor takođe može da se istražuje putem odrezivanja ivica uzorka ili rupe.

[0031] Dalje, uzorak prema ovom pronalasku može da obuhvata spojeve ili šavove, npr. za ispitivanje po meri zavarenih slepih materijala, itd..

Patentni zahtevi

1. Postupak za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnog dela točka, koji obuhvata

- obezbeđivanje uzorka (10) koji se sastoji od trake metalnog lima i koji obuhvata dva krajnja dela (11) i međudeo (13) koji međusobno povezuje krajnje delove (11), pri čemu je međudeo (13) zakrivljenog oblika, i

- podvrgavanje uzorka (10) ispitivanju mehaničkog zamora, pri čemu je jedan od krajnjih delova (11) pritegnut za deo uređaja za ispitivanje na koji se primenjuje opterećenje (CD), a drugi krajnji deo (11) je pritegnut za drugi deo na koji se primenjuje opterećenje (CD) ili je pričvršćen za nosač (S) uređaja za ispitivanje,

pri čemu je taj postupak naznačen time, što međudeo (13) uzorka (10) obuhvata par ravnih ili blago zakrivljenih bočnih segmenata (13a) nagnutih u odnosu na krajnje delove (11) uzorka (10), međuzakrivljenje (13b) koje međusobno povezuje bočne segmente, kao i par krajnjih zakrivljenja (13c), pri čemu svaki povezuje odgovarajući bočni segment (13a) sa odgovarajućim krajnjim delom (11) uzorka (10),

pri čemu međudeo simulira, ili se sastoji od, ekstrakta radijalnog profila radijalno spoljašnjeg dela diska (A) centralnog dela točka .
2. Postupak za mehaničku karakterizaciju metalnog materijala za proizvodnju centralnog dela točka, koji obuhvata

- obezbeđivanje uzorka (10') koji se sastoji od trake metalnog lima i koji obuhvata dva krajnja dela (11', 12') i međudeo (13') koji međusobno povezuje krajnje delove (11', 12'), pri čemu je međudeo (13') zakrivljenog oblika, i

- podvrgavanje uzorka (10') ispitivanju mehaničkog zamora, pri čemu je jedan od krajnjih delova (11') pritegnut za deo uređaja za ispitivanje na koji se primenjuje opterećenje (CD), a drugi krajnji deo (12') je pritegnut za drugi deo na koji se primenjuje opterećenje (CD) ili je pričvršćen za nosač (S) uređaja za ispitivanje,

pri čemu je taj postupak naznačen time, što međudeo (13') uzorka (10') obuhvata par ravnih ili blago zakrivljenih bočnih segmenata (13a', 13a"), od kojih je jedan nagnut u odnosu na krajnji deo (11') koji je uz njega, a drugi je približno u ravni sa krajnjim delom (12') koji je uz njega, i međuzakrivljenje (13b') koje međusobno povezuje bočne segmente (13a', 13a"), kao i krajnje zakrivljenje (13c') koje povezuje nagnuti bočni segment (13a') sa odgovarajućim krajnjim delom (11') uzorka (10'),

pri čemu međudeo (13') simulira, ili se sastoji od, ekstrakta radijalnog profila radijalno spoljašnjeg dela diska (A) centralnog dela točka .
3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu obezbeđivanje uzorka (10; 10') obuhvata

- obezbeđivanje ravne trake metalnog lima, i

- podvrgavanje trake postupku oblikovanja.
4. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu obezbeđivanje uzorka (10; 10') obuhvata

- obezbeđivanje centralnog dela točka , i

- isecanje uzorka sa centralnim delom točka .
5. Postupak prema bilo kom od zahteva 1, 2 ili 3, koji dalje obuhvata

- podvrgavanje trake ili uzorka postupku sečenja, radi pravljenja rupe (13d) kroz jedan od bočnih segmenata.
6. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu ispitivanje mehaničkog zamora obuhvata - primenjivanje cikličnog opterećenja na najmanje jedan od krajnjih delova (11; 11') uzorka (10; 10'), pri čemu je pomenuto opterećenje usmereno u smeru paralelnom sa podužnim smerom uzorka (10; 10') i/ili u poprečnom smeru.