Estudo da influência da geometria do Draw Bead na conformabilidade do aço dual phase DP780

Abstract

Resumo: As indústrias, em especial a automobilística, no que diz respeito a estamparia, acabam utilizando um único maquinário para fabricação de diversos modelos de peças. O tempo necessário para o tryout de ferramentas de estampagem para o início de um novo ciclo de produção é frequentemente necessário. Sendo desde a escolha de um novo material com melhor conformabilidade, ajustes no design de matrizes, punções e ou nos componentes que compõe o ferramental, a fim de se atingir o grau de satisfação esperado para o produto. Correções são necessárias e levam tempo e dinheiro. O que mostra a necessidade de uma melhor avaliação das chapas metálicas usadas no processo, parâmetros de produção e os componentes que compõe o ferramental de estampagem. Isto sendo uma maneira de se evitar perdas provocadas pelo conhecimento insuficiente das reais condições de deformação a que os materiais podem ser submetidos. Procura-se, desta forma desenvolver ensaios em laboratório que permitam às indústrias de estampagem conhecer melhor a estampabilidade dos materiais utilizados, e que sirvam como base de dados para o desenvolvimento de modelos computacionais cada vez mais precisos para a simulação de processos de estampagem. A utilização eficiente do material usado na fabricação de um produto estampado deve estar calcado no grau máximo de deformação que o mesmo é submetido antes da ruptura. O levantamento da curva limite de conformação (CLC) de uma liga de aço é um método bastante eficaz para esta avaliação, sendo bastante utilizado por diversos autores em trablhos recentes e por diversas indústrias fabricantes de peças estampadas. Um elemento já estudado, mas pouco investigado é o draw bead, (freio ou antirrugas), utilizados em ferramentas de estampagem para diminuir o fluxo do material para o interior da matriz em pontos críticos. O projeto de pesquisa em questão tem como objetivo principal a avaliação da influência da geometria do draw bead, ou seja, Plano (sem geometria), Circular, Triangular e Quadrado na estampagem do aço DP780 e variando a carga do prensa-chapas em 58, 80 e 118 tf (toneladas força). Analisar a influência da geometria do draw bead e as cargas de restrição do prensa-chapas na estampabilidade de chapas de aços AHSS (Advanced High Strength Steels), em especial o Dual Phase DP 780. O mesmo apresenta sua microestrutura composta de "ilhas" de martensita dispersas em uma matriz ferrítica, em uma proporção aproximada de 17%. Foram obtidas as curvas limites de conformação (CLC) do aço DP780 através do ensaio de estampagem Nakajima para todas as geometrias comparadas entre si e com as diferentes cargas do prensa-chapas. Também as velocidades de escoamento do flange (V2) em função da força do prensa-chapas, para todas as geometrias e a taxa de afinamento dos corpos de provas por região. Espera-se obter uma melhora na conformabilidade do material, uma vez que o seu ajuste correto pode levar a um ganho considerável na conformabilidade, permitindo a produção satisfatória de peças com maior grau de complexidade.

Abstract: Industries, especially the automobile, with regard to stamping, end up using a single machine to manufacture several models of parts. The time required for the stamping tool tryout in order to start a new production cycle is often required. As example, the choice of a new material with better conformability, adjustments in the tool design and on the components that make up the tooling. The target is to achieve the level of satisfaction expected for the product. Corrections are necessary and take time and money. This fact, shows the need for a better evaluation of the metal sheets used in the process, production parameters and the components that make up the stamping tool. As a result, determining a way to avoid losses caused by insufficient knowledge of the real deformation conditions to which the materials can be worked. In this way, we seek to develop laboratory tests that allow the industries to better understand the stampability of the materials used, and that serve as a database for the development of increasingly accurate computational models for the simulation of stamping processes. The efficiency of the material used in the manufacture of a stamped product is in the maximum degree of deformation that is submitted before the rupture. The use of the forming limit curve (FLC) of a steel is a very effective method for this evaluation, being widely used by several authors in recent years and by several manufacturers of stamped parts. An element already studied, but little investigated is the draw bead, (brake or anti-wrinkle), used in stamping tools to decrease the flow of the material into the matrix at critical points. The research project in question has as main objective on the evaluation of the influence of the draw bead geometry, as Flat (without geometry), Circular, Triangular and Square in the stamping of the DP780 steel and, also, the load changes of the blankholder force of 58, 80 and 118 tf (tonnes). The objective is to analyze the influence of the geometry of the draw bead and the blankholder loads on the AHSS (Advanced High Strength Steels), especially the Dual Phase DP 780. Steel with its microstructure composed of martensite "islands" dispersed in a ferritic matrix, in an approximate proportion of 17%, which have hard phases in their microstructure. The forming limit curves (FLC) of DP780 steel were raised through the Nakajima stamping test for all geometries and compared, with each other, with the different loads of the blank holder. Also, the flow velocities of the flange (V2) as a function of the blankholder force for all geometries and the thinning of the specimens separated by region. It is expected to obtain an improvement in the material formability, since its correct adjustment can lead to a considerable gain in formability, allowing the satisfactory production of parts with a higher degree of complexity.