Ensaios de estampabilidade

O ensaio tem como objetivo avaliar a estampabilidade de chapas e/ou tiras metálicas, relacionando características mecânicas e estruturais da peça com as máximas deformações possíveis de ser realizadas sem que ocorra ruptura [ASTM E643-84]. Existem diversos tipos de ensaio para essa forma de avaliação, descritos em seguida. Ensaio Erichsen Ensaio Olsen Ensaio Swift Ensaio Fukui CLC

Ensaio Erichsen O ensaio consiste em um punção de cabeça esférica que avança sobre uma fina chapa metálica (blank), presa em um sistema que aplica uma sobrepressão. O ensaio envolve estiramento biaxial, e o resultado é dado pelo avanço do punção sobre o metal até o instante em que ocorre a fratura. Os resultados podem variar com a velocidade de avanço do punção, a lubrificação do equipamento e do blank e, principalmente, em razão dos critérios para a determinação do fim de teste (início da fratura)

Os blanks utilizados no ensaio podem ser circulares ou retangulares, e o mínimo comprimento ou diâmetro deve ser de 90mm, e a espessura nominal da chapa deve estar entre 0,2 e 2,0mm. A parte esférica do punção deve ter dureza de 62 HRc, e a superfície da matriz (do topo até a base) deve ter dureza superior ou igual a 56 HRc. A velocidade de avanço do punção deve estar entre 0,08 e 0,40mm/s, e próximo a ruptura a velocidade pode ser reduzida para se obter maior precisão. Em geral, devido à dispersão dos resultados, deve se ensaiar pelo menos seis chapas e indicar a média dos valores de avanço do punção.

O ensaio Erichsen apresenta como maior desvantagem uma má reprodutibilidade, como conseqüência do emprego de pressões diferentes para a fixação da chapa na matriz, a diferenças de rugosidades nas matrizes e nos punções das diversas máquinas existentes e, principalmente, devido à qualidade diversificada do lubrificante utilizado e à velocidade do ensaio.

Ensaio Fukui ou CCV (Conical Cup Value) Nesse teste, a matriz é cônica na parte de apoio do esboço, sendo que o esboço é simplesmente apoiado, sem uso de antirruga. Quando o punção desce, o esboço adquire formato cônico, sendo após isso deformado em formato cilíndrico através da cavidade da matriz até iniciar-se a fratura. O valor medido pelo ensaio é o “valor de CCV” que é igual à soma do diâmetro máximo Dm (mostrado na figura) e o diâmetro mínimo (na direção circunferencial da parte mais larga do corpo de prova).

𝐷 𝑚 = 𝐷 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜+ 𝐷 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 2

Ensaio Swift consiste na deformação de um disco metálico (blank) preso em uma matriz com um punção na forma cilíndrica. Nesse caso, o resultado é obtido por meio da relação entre o diâmetro máximo do disco e o diâmetro do punção que provoca a ruptura da peça. Desse modo, esse método de ensaio exige a utilização de diversos corpos-de-prova, sendo muito utilizado para análise de casos de estampagem profunda (deep.drawing).

Curva limite de conformação (CLC) É definida como sendo uma representação do comportamento de uma chapa metálica que é deformada em um processo de conformação mecânica e traçada em um diagrama deformação verdadeira maior vs. Deformação verdadeira menor. É comum considerar que as deformações limites independam do tipo de ensaio empregado nas suas determinações e representem, portanto, uma propriedade intrínseca do material.