IntroductionSheet metals are widely

Introduction
Sheet metals are widely used in many industries because of their high ductility and various range of mechanical strengths compared to other materials such as ceramics and polymers. The prepaint coatings on the metal surface provide glossy surface finish and protection against corrosion. However, during forming process, surface damage in the forms of scratches and loss of glossiness on the coating can occur [1]. Thus, it is of significant interest to develop proper metal forming techniques for applications of prepaint sheet metals.

Friction condition between the die and workpiece plays an important role on the results of sheet metal forming process. To investigate the flow behavior of the workpiece material, simulative forming tests such as cup test [2] and [3], bending under tension test [4] and [5], punch-stretch test [6] and [7], drawbeads test [8] and [9], strip deep drawing test [10], and deep drawing test [11] were developed. Based on these testing methods, efforts have been made to evaluate deformation behavior of sheet metals under different friction and lubrication conditions. While the studies have resulted in many advances in the field of sheet metal forming, the quality of workpiece surface, particularly polymer coatings, after forming has not been a main focus in these investigations.

Comprehensive friction studies on polymer have been carried out in the past. Two most commonly applied testing methods are pin-on-disk test and scratch resistant test. The pin-on-disk apparatus has been used to study the wear of polymer [12] and [13]. The scratch test was mainly designed and conducted to investigate scratch damage mechanisms of polymers and soft coatings on hard substrates [14], [15] and [16]. It can be observed that when used to test polymer coatings, neither these tests simulate the large plastic deformation of sheet metal substrates.

Few results are available from the studies of polymer coating damage in sheet metal forming. Tekkaya et al. [17] used the hemispherical dome test to investigate the reduction of glossiness of organic coating after forming. The change of glossiness was correlated to the major and minor strains and presented in the format similar to that of forming limit diagram (FLD). While the cause of the glossiness reduction was not explored, it is believed that the change of gloss property was not due to damage caused by tooling contact but due to realignment of the polymer chains. Carlsson [18] and [19] investigated the tribological performance of thin organic coatings in sheet metal forming. Various tests, including bending under tension, ball-on-disk, and modified scratch tests were conducted. The surfaces of the tested specimens were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), auger electron spectroscopy (AES), and optical interference profilometer techniques. The work mainly comprises tribo testing and post test characterization without addressing specific issues in tooling design and lubrication condition that can affect the quality of coating surface after forming.

For a given prepaint product, it is often desired to obtain its process limit such that the proper die radius, clamping load, and lubrication condition can be selected to prevent surface damage. The present work is motivated by the need for a better understanding of process tribology in forming prepaint sheet metals. A modified bending under tension test was used to evaluation several coatings under different die radii and lubrication conditions. Friction between the die radius and the workpiece was calculated from the experimental data. The coating property before and after forming was evaluated with nano-indentation. The tested specimens were examined for surface damage with an optical microscope. Numerical simulation of the bending under tension test was conducted to understand the damage mechanism of the polymer coatings.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำแผ่นโลหะใช้ในอุตสาหกรรมหลายตัวเกิดความเหนียวโดยสูงและช่วงต่าง ๆ ของกำลังทางกลเปรียบเทียบกับวัสดุอื่น ๆ เช่นเซรามิกและโพลิเมอร์ เคลือบ prepaint บนพื้นผิวโลหะให้ผิวเงาและป้องกันการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ความเสียหายของพื้นผิวในรูปแบบของรอยขีดข่วนและการสูญเสียของ glossiness บนเคลือบสามารถเกิดขึ้นได้ [1] ดังนั้น จึงน่าสนใจที่สำคัญในการพัฒนาเทคนิคสำหรับการใช้งานของ prepaint แผ่นโลหะขึ้นรูปโลหะที่เหมาะสมเงื่อนไขแรงเสียดทานระหว่างตายและเทคโนโลยีมีบทบาทสำคัญกับผลลัพธ์ของกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น การตรวจสอบลักษณะการทำงานของกระแสเทคโนโลยีวัสดุ simulative ขึ้นรูปทดสอบทดสอบคัพ [2] และ [3], ดัดภายใต้การทดสอบความตึงเครียด [4] และ [5], ยืดเจาะทดสอบ [6] และ [7], ทดสอบ drawbeads [8] และ [9], แถบรูปวาดลึกพัฒนาทดสอบ [10], และทดสอบวาดลึก [11] ตามวิธีทดสอบ ความพยายามที่ได้ทำการประเมินพฤติกรรมแมพของโลหะแผ่นงานภายใต้แรงเสียดทานต่าง ๆ และสภาพการหล่อลื่น ในขณะที่ศึกษามีผลในหลายความก้าวหน้าในแผ่นโลหะขึ้นรูป คุณภาพของพื้นผิวการขึ้นรูปชิ้นงาน โดยเฉพาะพอลิเมอร์เคลือบ หลังจากขึ้นรูปไม่ได้เน้นหลักในการตรวจสอบเหล่านี้แรงเสียดทานที่ครอบคลุมการศึกษาพอลิเมอร์มีการดำเนินการในอดีต สองวิธีทดสอบที่ใช้บ่อยที่สุดคือ ขาบนดิสก์ทดสอบและทดสอบการทนต่อรอยขีดข่วน มีการใช้ pin บนดิสก์เครื่องเรียนเครื่องแต่งกายของพอลิเมอร์ [12] [13] การทดสอบเริ่มต้นส่วนใหญ่ออกแบบ และดำเนินการตรวจสอบกลไกความเสียหายรอยขีดข่วนของโพลิเมอร์และเคลือบอ่อนบนฮาร์ดพื้นผิว [14], [15] [16] และ มันสามารถจะสังเกตว่า เมื่อใช้ทดสอบพอลิเมอร์เคลือบ ทดสอบเหล่านี้ไม่จำลองแมพพลาสติกขนาดใหญ่ของพื้นผิวของแผ่นโลหะมีผลลัพธ์น้อยจากศึกษาของความเสียหายของเคลือบพอลิเมอร์ในการขึ้นรูปโลหะแผ่น Tekkaya et al. [17] ใช้ทดสอบครึ่งโดมสืบลด glossiness ของเคลือบอินทรีย์หลังจากขึ้นรูปขน การเปลี่ยนแปลงของ glossiness correlated กับสายพันธุ์หลัก และรอง และนำเสนอในรูปแบบขึ้นรูปไดอะแกรมจำกัด (FLD) ในขณะที่ไม่มีสำรวจ สาเหตุของการลด glossiness เชื่อว่า การเปลี่ยนแปลงของเงาคุณสมบัติไม่เนื่อง จากความเสียหายที่เกิดจากการขับรถติดต่อ แต่เนื่อง จากโซ่พอลิเมอร์เองก็ Carlsson [18] และ [19] ตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงาน tribological ของบางเคลือบสารอินทรีย์ในการขึ้นรูปโลหะแผ่น ทดสอบต่าง ๆ รวมถึงการดัดภายใต้ความตึงเครียด ลูกบนดิสก์ ทดสอบ และ การแก้ไขรอยขีดข่วนได้ดำเนิน พื้นผิวของไว้เป็นตัวอย่างที่ทดสอบมีลักษณะ โดยสแกน microscopy อิเล็กตรอน (SEM), กเอ็กซ์เรย์ dispersive พลังงาน (EDS), ชอนอิเล็กตรอนก (AES), และเทคนิค profilometer แสงรบกวน งานส่วนใหญ่ประกอบด้วย tribo ทดสอบและลงทดสอบจำแนก โดยกำหนดปัญหาเฉพาะในสัญญาตกลงเงื่อนไขการออกแบบและหล่อลื่นที่มีผลต่อคุณภาพของผิวเคลือบหลังจากการขึ้นรูปสำหรับผลิตภัณฑ์ prepaint การกำหนด มันมักจะต้องรับข้อจำกัดของกระบวนการที่สามารถเลือกตายเหมาะสมรัศมี ล็อคโหลด และสภาพการหล่อลื่นเพื่อป้องกันความเสียหายผิว งานปัจจุบันเป็นแรงจูงใจ โดยต้องมีความเข้าใจอันดีของ tribology กระบวนการในการขึ้นรูปโลหะแผ่น prepaint การแก้ไขดัดภายใต้การทดสอบความตึงเครียดที่ใช้เคลือบหลายภายใต้รัศมีตายแตกต่างกันและหล่อลื่นเพื่อประเมินเงื่อนไข แรงเสียดทานระหว่างรัศมีตายและขึ้นรูปชิ้นงานจะถูกคำนวณจากข้อมูลทดลอง คุณสมบัติเคลือบผิวก่อน และ หลังการขึ้นรูปถูกประเมินกับนาโนเยื้อง ไว้เป็นตัวอย่างทดสอบตรวจสอบความเสียหายต่อผิว ด้วยกล้องจุลทรรศน์แสงการ จำลองดัดภายใต้การทดสอบความตึงเครียดได้ดำเนินการเพื่อให้เข้าใจกลไกการเกิดความเสียหายของเคลือบพอลิเมอร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทนำ
โลหะแผ่นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมจำนวนมากเพราะความเหนียวสูงและช่วงต่างๆของจุดแข็งกลเมื่อเทียบกับวัสดุอื่น ๆ เช่นเซรามิกและพอลิเมอ เคลือบ prepaint บนพื้นผิวโลหะให้พื้นผิวมันวาวและการป้องกันการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามในระหว่างขั้นตอนการสร้างความเสียหายพื้นผิวในรูปแบบของรอยขีดข่วนและการสูญเสียความมันวาวบนเคลือบสามารถเกิดขึ้นได้ [1] ดังนั้นจึงเป็นที่น่าสนใจอย่างมีนัยสำคัญในการพัฒนาที่เหมาะสมการขึ้นรูปโลหะเทคนิคสำหรับการใช้งานของโลหะแผ่น prepaint. สภาพแรงเสียดทานระหว่างตายและชิ้นงานที่มีบทบาทสำคัญเกี่ยวกับผลของกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น ในการตรวจสอบพฤติกรรมการไหลของวัสดุชิ้นงาน, การสร้างแบบจำลองการทดสอบเช่นการทดสอบถ้วย [2] และ [3] ดัดภายใต้การทดสอบความตึงเครียด [4] และ [5] เจาะยืดทดสอบ [6] [7], drawbeads ทดสอบ [8] และ [9], แถบทดสอบวาดภาพลึก [10] และการทดสอบการวาดภาพลึก [11] ได้รับการพัฒนา ขึ้นอยู่กับวิธีการทดสอบเหล่านี้มีความพยายามที่จะประเมินพฤติกรรมการเสียรูปของโลหะแผ่นภายใต้แรงเสียดทานที่แตกต่างกันและเงื่อนไขในการหล่อลื่น ขณะที่การศึกษามีผลในความก้าวหน้ามากในด้านการขึ้นรูปโลหะแผ่นที่มีคุณภาพของชิ้นงานพื้นผิวเคลือบพอลิเมอโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่อดีตไม่ได้รับความสนใจหลักในการสืบสวนเหล่านี้. การศึกษาแรงเสียดทานที่ครอบคลุมเกี่ยวกับพอลิเมอได้รับการดำเนินการในอดีตที่ผ่านมา . สองใช้กันมากที่สุดวิธีการทดสอบมีการทดสอบขาบนดิสก์และรอยขีดข่วนทนการทดสอบ อุปกรณ์ขาบนดิสก์ที่ถูกนำมาใช้ในการศึกษาการสึกหรอของพอลิเมอ [12] และ [13] การทดสอบรอยขีดข่วนได้รับการออกแบบเป็นหลักและดำเนินการในการตรวจสอบกลไกความเสียหายรอยขีดข่วนของโพลิเมอร์และสารเคลือบบนพื้นผิวนุ่มยาก [14], [15] และ [16] มันสามารถสังเกตได้ว่าเมื่อใช้ในการทดสอบการเคลือบพอลิเมอทั้งการทดสอบเหล่านี้จำลองการเสียรูปพลาสติกขนาดใหญ่ของแผ่นพื้นผิวโลหะ. ผลไม่กี่ที่มีอยู่จากการศึกษาของการเคลือบพอลิเมอให้เกิดความเสียหายในการขึ้นรูปโลหะแผ่น Tekkaya และคณะ [17] ที่ใช้ทดสอบโดมที่จะตรวจสอบการลดลงของความมันวาวของผิวเคลือบหลังจากการขึ้นรูป การเปลี่ยนแปลงของความมันวาวมีความสัมพันธ์กับสายพันธุ์ใหญ่และรายย่อยและนำเสนอในรูปแบบคล้ายกับว่าขีด จำกัด ของการสร้างแผนภาพ (FLD) ในขณะที่สาเหตุของการลดความมันวาวไม่ได้สำรวจมีความเชื่อกันว่าการเปลี่ยนแปลงของทรัพย์สินกลอสไม่ได้เนื่องจากความเสียหายที่เกิดจากการสัมผัสการขับรถ แต่เนื่องจากการปรับเปลี่ยนโซ่ลิเมอร์ คาร์ลสัน [18] และ [19] การตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานของสารเคลือบ tribological อินทรีย์บางในการขึ้นรูปโลหะแผ่น การทดสอบต่าง ๆ รวมทั้งการดัดภายใต้ความตึงเครียดลูกบนดิสก์และแก้ไขการทดสอบรอยขีดข่วนได้ดำเนินการ พื้นผิวของตัวอย่างทดสอบโดดเด่นด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) กระจายพลังงานสเปกโทรสโก X-ray (EDS), สเปกโทรสโกอิเล็กตรอนสว่าน (AES) และการรบกวนแสงเทคนิค Profilometer งานส่วนใหญ่ประกอบด้วยการทดสอบไตรโบและลักษณะการทดสอบโดยไม่ต้องโพสต์ประเด็นที่เฉพาะเจาะจงในการออกแบบเครื่องมือและสภาพการหล่อลื่นที่สามารถส่งผลกระทบต่อคุณภาพของพื้นผิวเคลือบหลังจากการขึ้นรูป. สำหรับผลิตภัณฑ์ prepaint ให้ก็มักจะเป็นที่ต้องการที่จะได้รับวงเงินกระบวนการดังกล่าวที่เหมาะสม ตายรัศมีโหลดหนีบและสภาพการหล่อลื่นสามารถเลือกได้เพื่อป้องกันความเสียหายของพื้นผิว ปัจจุบันทำงานเป็นแรงจูงใจจากความจำเป็นในการมีความเข้าใจที่ดีขึ้นของ Tribology กระบวนการในการขึ้นรูปโลหะแผ่น prepaint ดัดแก้ไขภายใต้การทดสอบความตึงเครียดได้ถูกใช้ในการประเมินผลการเคลือบหลายภายใต้รัศมีตายที่แตกต่างกันและเงื่อนไขในการหล่อลื่น แรงเสียดทานระหว่างรัศมีตายและชิ้นงานที่คำนวณได้จากข้อมูลการทดลอง สถานที่ให้บริการเคลือบก่อนและหลังการขึ้นรูปได้รับการประเมินด้วยนาโนเยื้อง ตัวอย่างที่ผ่านการทดสอบมีการตรวจสอบความเสียหายของพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์ การจำลองเชิงตัวเลขของการดัดภายใต้การทดสอบความตึงเครียดได้ดำเนินการที่จะเข้าใจกลไกการเกิดความเสียหายของสารเคลือบโพลิเมอร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โลหะแผ่นเบื้องต้น
ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เพราะความเหนียวสูง และช่วงต่างๆของเครื่องจักรกล จำกัด เมื่อเทียบกับวัสดุอื่น ๆเช่น เซรามิกและพอลิเมอร์ prepaint เคลือบบนพื้นผิวโลหะให้เงางาม ผิว และป้องกันการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการสร้างกระบวนการพื้นผิวที่เสียหายในรูปแบบของรอยขีดข่วนและการสูญเสียความเงางามบนเคลือบสามารถเกิดขึ้นได้ [ 1 ] ดังนั้น จึงมีความสนใจอย่างพัฒนาโลหะที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของเทคนิคการขึ้นรูปโลหะแผ่น prepaint

สภาพแรงเสียดทานระหว่างตาย และชิ้นงานที่เล่นบทบาทสำคัญในผลลัพธ์ของกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น . เพื่อศึกษาพฤติกรรมการไหลของวัสดุชิ้นงานวิธีการจำลองการทดสอบเช่นการทดสอบขึ้นรูปถ้วย [ 2 ] และ [ 3 ] ดัดภายใต้แรงดึงทดสอบ [ 4 ] และ [ 5 ] , เจาะยืดทดสอบ [ 6 ] และ [ 7 ] , drawbeads ทดสอบ [ 8 ] และ [ 9 ] , [ 10 ] การวาดภาพลึกแถบทดสอบ และทดสอบการวาดภาพลึก [ 11 ] พัฒนา ตามวิธีการทดสอบเหล่านี้ ความพยายามได้รับการทำเพื่อประเมินพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปของโลหะแผ่นภายใต้แรงเสียดทานที่แตกต่างกันและเงื่อนไขที่หล่อลื่นในขณะที่มีการศึกษาให้ก้าวหน้ามากในด้านการขึ้นรูปโลหะแผ่น คุณภาพของผิวชิ้นงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการขึ้นรูปพอลิเมอร์เคลือบ ไม่ได้มีเป้าหมายหลักในการตรวจสอบเหล่านี้

ที่ครอบคลุมการศึกษาเกี่ยวกับพอลิเมอร์มีแรงเสียดทานกระทำในอดีต สองส่วนใหญ่มักใช้วิธีการทดสอบกำลังขาในการทดสอบดิสก์และทดสอบป้องกันรอยขีดข่วนสลักบนเครื่องมือดิสก์มีการใช้เพื่อการศึกษาการสึกหรอของพอลิเมอร์ [ 12 ] และ [ 13 ] รอยขีดข่วนทดสอบถูกออกแบบมาส่วนใหญ่ และมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากลไกของพอลิเมอร์และสารเคลือบรอยขีดข่วนเสียหายหนักนุ่มบนพื้นผิว [ 14 ] , [ 15 ] [ 16 ] พบว่าเมื่อใช้ทดสอบเคลือบโพลิเมอร์ และการทดสอบจำลองการเสียรูปพลาสติกขนาดใหญ่ของพื้นผิวโลหะแผ่น

ผลน้อยจะพร้อมใช้งานจากการศึกษาพอลิเมอร์เคลือบความเสียหายในการขึ้นรูปโลหะแผ่น tekkaya et al . [ 17 ] ใช้แบบโดมครึ่งวงกลมเพื่อศึกษาการลดความมันวาวของผิวอินทรีย์หลังจากการขึ้นรูป การเปลี่ยนแปลงของความเงางาม มีความสัมพันธ์กับรายใหญ่ และรายย่อย สายพันธุ์ และนำเสนอในรูปแบบของแผนภาพขีดจำกัดการขึ้นรูป คล้ายกับ ( FLD )ในขณะที่สาเหตุของความเงางามมีการสํารวจ , เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงของเงา คุณสมบัติ ไม่ได้เกิดจากความเสียหายที่เกิดจากเครื่องมือติดต่อ แต่เนื่องจากการปรับเปลี่ยนของ polymer chains คาร์ลส์สัน [ 18 ] และ [ 19 ] ตรวจสอบประสิทธิภาพ tribological เคลือบสารอินทรีย์บางในการขึ้นรูปโลหะแผ่น แบบทดสอบต่าง ๆ รวมทั้งการดัดภายใต้ความตึงเครียดบนดิสก์บอลและการทดสอบขีด แก้ไขการ พื้นผิวของชิ้นงานทดสอบถูก characterized โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) , พลังงานรังสีกระจายตัวสเปกโทรสโกปี ( EDS ) สว่านอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี ( AES ) และเทคนิค profilometer แสงรบกวนงานส่วนใหญ่ประกอบด้วยการทดสอบ Tribo และการทดสอบโพสต์ โดยไม่มีการจัดการกับปัญหาเฉพาะในเครื่องมือการออกแบบและสภาพการหล่อลื่นที่สามารถส่งผลกระทบต่อคุณภาพของการเคลือบผิวหลังจากการขึ้นรูป

เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ prepaint มัก ต้องการ ที่จะได้รับการกำหนดที่เหมาะสมรัศมี , หนีบโหลดและสภาพการหล่อลื่นสามารถเลือกที่จะป้องกันความเสียหายผิว งานปัจจุบันเป็นแรงจูงใจ โดยต้องมีความเข้าใจในกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น prepaint ไทรโบโลยี . แก้ไขภายใต้การทดสอบแรงดัดที่ใช้ประเมินผลหลายเคลือบภายใต้รัศมีตายที่แตกต่างกันและเงื่อนไขที่หล่อลื่นแรงเสียดทานระหว่างรัศมีและชิ้นงานคำนวณได้จากการทดลอง คุณสมบัติเคลือบผิวก่อนและหลังการขึ้นรูปเป็นแบบเยื้องกับนาโน . โดยทำการตรวจสอบความเสียหายพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบแสง การจำลองเชิงตัวเลขของการดัดภายใต้การทดสอบแรงดึง มีวัตถุประสงค์เพื่อเข้าใจกลไกการแตกหักของพอลิเมอร์เคลือบ