整车塑料零件性能测试介绍(一)
总述
高功能塑料在汽车中正得到越来越多的应用。使用塑料有助于减轻汽车重量,汽车重量每减少10%,燃料经济性可提高5%。塑料在汽车中的成功应用使汽车成本得以降低,一个简单的注模塑料部件可起到许多金属部件焊接在一起的功能,塑料可模铸成比钢组合件更为复杂的形状,可减少集成过程中所用的部件数。注模的塑料部件也具有美学效果,而使用传统的材料如钢和玻璃很难达到,如玻璃前灯透镜用聚碳酸酯材料替代。而且塑料制品的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量,对强烈撞击有较大的缓冲作用,对车辆和乘客起到保护作用。因此,现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘,以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料,以减轻车外物体对车身的冲击力。另外塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用,可以提高乘坐的舒适性。另外,塑料耐腐蚀性强,局部受损不会腐蚀。而钢材制作一旦漆面受损或者先期防腐做的不好就容易生锈腐蚀。因此塑料零件的性能尤为重要。
按照标准来说,整车塑料零件需执行的试验项目如下:耐温度性试验(耐高温试验、耐低温试验、耐热劣化性、耐热循环试验)、耐湿/水性试验、耐候性试验、耐光性试验、耐冲击性试验、耐化学介质性试验、耐振动性试验、耐磨损性试验、耐擦伤性试验、焊接性能试验等。
01 耐高温试验
耐高温性试验主要是检查塑料零件在高温环境下的实际性能,针对不同原材料,使用不同温度进行检验。一般而言,试验前需要对零件进行规定部位的尺寸测量、外观检查、松动、硬度等的手触检查。尺寸测量需要使用间隙规、游标卡尺、高度尺、千分尺等,精度精确到0.1 mm。高温试验分为两种方法,一种方法适用于受阳光辐射热而产生高温的零件,另一种方法适用于受非辐射热而产生高温的零件。
受阳光辐射热而产生高温的零件,应放置在恒温恒湿试验箱中,按环境温度(外装饰件:45 ℃±5 ℃,内装饰件:85 ℃±5 ℃)调整恒温恒湿试验箱的温度,用红外线灯给零件表面加热,使零件表面温度达到规定的温度,在此温度下,保持5 h。试验过程中需要对零件外观进行目视检查,试验结束之前以及试验结束后,且零件自然冷却回到室温后,需要对零件进行规定部位尺寸测量、外观检查、手指触摸等检查。
受非辐射热而产生高温的零件,应放置在恒温恒湿试验箱中,保证环境温度和零件表面温度相同,调整恒温恒湿试验箱的温度,在此温度下,保持5 h。并且保证从25 ℃到达规定试验温度时间小于2 h。试验过程中需要对零件外观进行目视检查,试验结束之前以及试验结束后,且零件自然冷却回到室温后,需要对零件进行规定部位尺寸测量、外观检查、手指触摸等检查。
02 耐低温试验
耐低温试验主要是检查塑料零件在低温环境下的实际性能,针对不同原材料,使用不同温度进行检验。一般而言,试验前需要对零件进行规定部位的尺寸测量、外观检查、松动、硬度等的手触检查。尺寸测量需要使用间隙规、游标卡尺、高度尺、千分尺等,精度精确到0.1 mm。主要方法为将零件放入恒温恒湿试验箱中,在温度为-40 ℃±2 ℃环境下储存(10±1)h。试验结束后,需要将零件放置在标准状态下存储24 h,然后对零件进行规定部位尺寸测量、外观检查、手指触摸等检查。
03 耐热劣化性试验
耐热劣化性试验主要是检查塑料零件长时间在高温环境下的实际性能,针对不同原材料,使用不同温度进行检验。主要方法为将零件放置在规定的试验高温中,加热240 h。试验结束后,待零件自然冷却回到室温后,对零件进行外观检查、手指触摸等检查。要求零件在试验温度下,无明显变形且保持适当的状态。
04 耐热循环试验
耐热循环试验主要是检查塑料零件在高低温循环环境下的实际性能,针对不同原材料,使用不同温度,不同方法进行检验。一般而言,试验前需要对零件进行规定部位的尺寸测量、外观检查、松动、硬度等的手触检查。尺寸测量需要使用间隙规、游标卡尺、高度尺、千分尺等,精度精确到0.1 mm。按照不同样品,可以分为三种方法进行试验。
方法A,将零件放置在温湿度试验箱中,按照单个循环为-30 ℃±2 ℃,7.5 h→标准状态,0.5 h以上→高温±2 ℃,15.5 h→标准状态,0.5 h以上→-30 ℃±2 ℃,7.5 h→标准状态,0.5 h以上→49 ℃±1 ℃,98%RH,15.5 h→标准状态,0.5 h以上进行试验,共执行5 cycles。每个温度状态交替为步进式过程,时间应小于2 h。将零件从标准状态下取出,对零件进行外观检查、手指触检查,有变形时,进行尺寸测量,记录收缩变形情况。全部循环结束后,对零件进行尺寸测量、外观检查、手指触等检查。
方法B,将零件放置在温湿度试验箱中,按照单个循环为-30 ℃±2 ℃,7.5 h→标准状态,0.5 h以上→高温±2 ℃,15.5 h→标准状态,0.5 h以上进行试验,共执行5 cycles。每个温度状态交替为步进式过程,时间应小于2 h。将零件从标准状态下取出,对零件进行外观检查、手指触检查,有变形时,进行尺寸测量,记录收缩变形情况。全部循环结束后,对零件进行尺寸测量、外观检查、手指触等检查。
方法C,将零件放置在温湿度试验箱中,按照单个循环为-30 ℃±2 ℃,2 h→标准状态,0.5 h以上→高温±2 ℃,3 h→标准状态,0.5 h以上进行试验,共执行5 cycles。每个温度状态交替为步进式过程,时间应小于2 h。将零件从标准状态下取出,对零件进行外观检查、手指触检查,有变形时,进行尺寸测量,记录收缩变形情况。全部循环结束后,对零件进行尺寸测量、外观检查、手指触等检查。
05 耐湿、水性试验
耐湿、水性试验主要是检查塑料零件在高湿环境下的实际性能。一般而言,试验前需要对零件进行规定部位的尺寸测量、外观检查、松动、硬度等的手触检查。尺寸测量需要使用间隙规、游标卡尺、高度尺、千分尺等,精度精确到0.1 mm。可以分为两种方法进行试验。
方法A,将零件放置在49 ℃±2 ℃,湿度98%RH以上,对内饰件要求时间48 h,外饰件要求240 h。试验结束后,将样品放置在标准状态下储存24 h后,对零件进行尺寸测量、外观检查、手指触等检查。
方法B,将零件放置在38 ℃±2 ℃,湿度98%RH以上,对内饰件要求时间48 h,外饰件要求240 h。试验结束后,将样品放置在标准状态下储存24 h后,对零件进行尺寸测量、外观检查、手指触等检查。
06 耐候性试验
耐候性试验主要是检查外饰零件在不同气候环境下(包括各种光照、温度)的实际性能。可以分为四种方法进行试验。
方法A,大气暴露自然耐候试验。主要按照GB 3681标准进行太阳辐射试验,试验时间按照不同零件可分为一般零件试验12个月,较高要求零件试验18个月,使用恶劣的零件试验24个月。试验结束后,对零件进行外观检查,包括零件是否有裂纹、破裂、剥离、脱落、溶胀、释出、发白以及色差(褪色)现象。
方法B,开放式阳光碳弧强化耐候试验。主要按照GB/T 16422.4标准进行阳光碳弧灯试验,在规定的试验时间内,对样品喷清水(每60 min内喷水12 min)的条件下进行强化耐候试验。黑板温度根据使用条件恶劣程度选择,恶劣情况83 ℃±3 ℃,一般情况63 ℃±3 ℃;试验时间根据使用条件恶劣程度选择,恶劣情况1500 h,一般情况1000 h。试验过程中,需要对零件进行目视检查外观,目视检查有异常时,需要记录零件状态和试验时间。试验结束后,对零件进行外观检查,包括零件是否有裂纹、破裂、剥离、脱落、溶胀、释出、发白以及色差(褪色)现象。外观及光泽,在不影响试样试验结束时的状态及表面质量的情况下,简单用水或中性洗涤剂洗涤后,进行检查、测量,且与保管的原始件作比较;色差是通过水洗后进行测量的。
方法C,氙弧灯强化耐候试验。主要按照GB/T 16422.2标准中方法A进行试验,黑板温度65 ℃±3 ℃,试验时间根据使用条件恶劣程度选择,恶劣情况2000 h,一般情况1500 h。试验过程中,需要对零件进行目视检查外观,目视检查有异常时,需要记录零件状态和试验时间。试验结束后,对零件进行外观检查,包括零件是否有裂纹、破裂、剥离、脱落、溶胀、释出、发白以及色差(褪色)现象。外观及光泽,在不影响试样试验结束时的状态及表面质量的情况下,简单用水或中性洗涤剂洗涤后,进行检查、测量,且与保管的原始件作比较;色差是通过水洗后进行测量的。
方法D,荧光紫外灯强化耐候试验。主要按照GB/T 16422.3标准进行UV测试,一般采用UVA 340光源,按照以下几种方式的其中一种方式进行试验。
DA法:荧光紫外灯照射,黑板温度60 ℃±3 ℃,4 h;荧光紫外灯熄灭,黑板温度40 ℃±3 ℃,湿度98%RH以上,4 h;
DB法:荧光紫外灯照射,黑板温度70 ℃±3 ℃,8 h;荧光紫外灯熄灭,黑板温度50 ℃±3 ℃,湿度98%RH以上,4 h;
DC法:荧光紫外灯照射,黑板温度50 ℃±3 ℃,湿度(10±5)%RH,5 h;荧光紫外灯照射,黑板温度20 ℃±3 ℃,喷水,1 h。
试验时间根据使用条件恶劣程度选择,使用条件恶劣零件2000 h,使用条件较恶劣零件1500 h,使用条件一般零件1000 h。
试验过程中,需要对零件进行目视检查外观,目视检查有异常时,需要记录零件状态和试验时间。试验结束后,对零件进行外观检查,包括零件是否有裂纹、破裂、剥离、脱落、溶胀、释出、发白以及色差(褪色)现象。外观及光泽,在不影响试样试验结束时的状态及表面质量的情况下,简单用水或中性洗涤剂洗涤后,进行检查、测量,且与保管的原始件作比较;色差是通过水洗后进行测量的。
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