성형시험 [4. 성형성 시험의 종류] 엥겔하트, 장출, 벌지, 보어팽창, 굽힘시험

성형시험

4. 성형성 시험의 종류

4. 성형성 시험의 종류 a) 딮 드로잉 시험(Deep Drawing Test) 평편한 금속판재를 원통형이나 각통형 펀치로 소재를 다이 공동부로 밀어 넣는 시험방법 ° 원통컵 드로잉 시험(Flat-Top Cylindrical Cup Drawing Test) - 드로잉성(Drawability)을 평가하는 대표적인 시험방법 - 한계 드로잉비(LDR)를 측정 → LDR이 클수록 드로잉성이 좋음 - 수직 이방성 계수와는 비례관계에 있지만, 소재의 두께 및 가공경화지수에는 큰 영향을 받지 않는다. ° 사각컵 드로잉 시험(Square Cup Drawing Test) ° 엥겔하트 시험(Engelhardt Test) - 원통컵 시험에서 최대 펀치하중이 지난 후에 Blank를 구속하여 파단시 까지 성형 - 시험편 하나로 LDR에 상당하는 성형성 평가지수를 얻기 위한 시험 → T 값이 클수록 드로잉성이 좋음   b) 장출 시험(Stretching Test) ° 에릭슨 시험(Erichsen Test) - 성형성 시험으로 가장 오래되고 많이 보급되어 있으며, 규격 시험법으로 등록되어 있었으나, 펀치 구경이 20mm로 시험의 재현성(Reproducibility)이 문제되어 규격 시험에서 삭제되고 있다 → KS규격은 존재 - 현재는 펀치구경이 100mm인 장출 시험이 보편화되고 있다. - 에릭슨 값이 클수록 장출성이 좋음 ° 벌지 시험(Bulge Test) - 펀치 대신에 액압을 사용하므로 소재와 금형간의 마찰이 없는 순수 장출 시험으로 등이축 인장시험을 대신한다 - 벌지계수(K)가 클수록 장출성이 좋음 ° 돔 장출 시험(Dome Stretching Test) - Blank Holder로 Blank Sheet을 완전히 구속한 후 반구천치에 의해 파단시 까지 성형 - 펀치구경이 크므로 에릭슨 시험 보다는 재현성이 좋다 → φ75mm, φ100mm 펀치사용 - FLD 측정에도 사용하며, 현재 가장 보편적으로 사용되는 실험 → LDH가 클수록 장출성이 좋음 ° 평면변형 장출 시험 (PSST : Plane Strain Stretching Test) - 기존에는 돔 장출 시험에서 평면변형상태를 얻기 위해 Blank Sheet의 폭을 적절히 재단하여(φ100mm 펀치를 기준으로 소재의 종류에 따라 120 ~ 140mm 폭의 시편을 사용) 시험 - 최근에는 실린더형 펀치 장출 시험(POSCO, 김영석 규격)과 타원체형 펀치 장출 시험(동부재강, 이승열 규격) 등을 통해 시험의 재현성이 뛰어나며 소재 종류에 따른 시편 폭의 변경이 없는 평면변형상태를 구현할 수 있는 시험법이 개발되어 사용되고 있다. - 한계 펀치 높이(LPH)가 클수록 장출성이 좋음 - 한계 펀치 높이(LPH)는 한계 돔 높이(LDH)에 비해 시험의 재현성 및 정확도가 뛰어나다. 또한 기존 D/B에서 기본 물성과의 상관관계를 활용하여 성형시험 없이 기본 물성에서 산출 가능하다.   c) 연신 플랜지성 시험 ° 보어 팽창 시험(Bore Expanding Test or Kaiser Wilhelm Institute Test) - 구멍난 시편(Blank Sheet의 중앙에 구멍을 낸 것)을 원통컵 드로잉 시험과 동일하게 성형하지만 시편의 가장자리를 완전히 구속하는 것이 다르다. - 소재의 극한 변형 능력과 잘 대응되며, 시편 구멍의 Finishing 정도에 주의가 필요하다 - 보어 팽창비(λ)가 클수록 연신 플랜지성이 좋음   d) 복합 성형성 시험 ° Conical Cup Test(Fukui Test) - 원통컵 드로잉 시험과는 달리 Conical Die와 Rounded Punch를 사용하며, 판 두께에 따라 Tool이 다르고, 드로잉성에 장출성이 가미된 복합 성형성의 대표적인 시험이다 - CCV(Conical Cup Value)가 작을수록 복합 성형성이 좋음 ° 스위프트 컵 시험(Swift Cup Test) - 원통컵 드로잉 시험과 동일하지만 단지 Rounded Punch를 사용하므로 드로잉성에 장출성을 가미한 복합 성형성 시험 - LDR이 클수록 복합 성형성이 좋음 ° Hemi-Spheroidal Head Cup Test - Conical Cup Test나 Swift Cup Test가 복합 성형성을 평가하는데 사용되지만, 드로잉의 특성이 크므로 이를 보완할 목적으로 장출성과 드로잉성을 복합적으로 잘 나타낼 수 있는 시험 방법 및 장치 개발중   굽힘시험기 e) 굽힘 시험(Bending Test) - KS규격에 근거한 시험