整車塑料零件性能測試介紹(一)

總述
高功能塑料在汽車中正得到越來越多的應用。使用塑料有助于減輕汽車重量,汽車重量每減少10%,燃料經(jīng)濟性可提高5%。塑料在汽車中的成功應用使汽車成本得以降低,一個簡單的注模塑料部件可起到許多金屬部件焊接在一起的功能,塑料可模鑄成比鋼組合件更為復雜的形狀,可減少集成過程中所用的部件數(shù)。注模的塑料部件也具有美學效果,而使用傳統(tǒng)的材料如鋼和玻璃很難達到,如玻璃前燈透鏡用聚碳酸酯材料替代。而且塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量,對強烈撞擊有較大的緩沖作用,對車輛和乘客起到保護作用。因此,現(xiàn)代汽車上都采用塑化儀表板和方向盤,以增強緩沖作用。前后保險杠、車身裝飾條都采用塑料材料,以減輕車外物體對車身的沖擊力。另外塑料還具有吸收和衰減振動和噪聲的作用,可以提高乘坐的舒適性。另外,塑料耐腐蝕性強,局部受損不會腐蝕。而鋼材制作一旦漆面受損或者先期防腐做的不好就容易生銹腐蝕。因此塑料零件的性能尤為重要。
按照標準來說,整車塑料零件需執(zhí)行的試驗項目如下:耐溫度性試驗(耐高溫試驗、耐低溫試驗、耐熱劣化性、耐熱循環(huán)試驗)、耐濕/水性試驗、耐候性試驗、耐光性試驗、耐沖擊性試驗、耐化學介質(zhì)性試驗、耐振動性試驗、耐磨損性試驗、耐擦傷性試驗、焊接性能試驗等。
01 耐高溫試驗
耐高溫性試驗主要是檢查塑料零件在高溫環(huán)境下的實際性能,針對不同原材料,使用不同溫度進行檢驗。一般而言,試驗前需要對零件進行規(guī)定部位的尺寸測量、外觀檢查、松動、硬度等的手觸檢查。尺寸測量需要使用間隙規(guī)、游標卡尺、高度尺、千分尺等,精度精確到0.1 mm。高溫試驗分為兩種方法,一種方法適用于受陽光輻射熱而產(chǎn)生高溫的零件,另一種方法適用于受非輻射熱而產(chǎn)生高溫的零件。
受陽光輻射熱而產(chǎn)生高溫的零件,應放置在恒溫恒濕試驗箱中,按環(huán)境溫度(外裝飾件:45 ℃±5 ℃,內(nèi)裝飾件:85 ℃±5 ℃)調(diào)整恒溫恒濕試驗箱的溫度,用紅外線燈給零件表面加熱,使零件表面溫度達到規(guī)定的溫度,在此溫度下,保持5 h。試驗過程中需要對零件外觀進行目視檢查,試驗結(jié)束之前以及試驗結(jié)束后,且零件自然冷卻回到室溫后,需要對零件進行規(guī)定部位尺寸測量、外觀檢查、手指觸摸等檢查。
受非輻射熱而產(chǎn)生高溫的零件,應放置在恒溫恒濕試驗箱中,保證環(huán)境溫度和零件表面溫度相同,調(diào)整恒溫恒濕試驗箱的溫度,在此溫度下,保持5 h。并且保證從25 ℃到達規(guī)定試驗溫度時間小于2 h。試驗過程中需要對零件外觀進行目視檢查,試驗結(jié)束之前以及試驗結(jié)束后,且零件自然冷卻回到室溫后,需要對零件進行規(guī)定部位尺寸測量、外觀檢查、手指觸摸等檢查。
02 耐低溫試驗
耐低溫試驗主要是檢查塑料零件在低溫環(huán)境下的實際性能,針對不同原材料,使用不同溫度進行檢驗。一般而言,試驗前需要對零件進行規(guī)定部位的尺寸測量、外觀檢查、松動、硬度等的手觸檢查。尺寸測量需要使用間隙規(guī)、游標卡尺、高度尺、千分尺等,精度精確到0.1 mm。主要方法為將零件放入恒溫恒濕試驗箱中,在溫度為-40 ℃±2 ℃環(huán)境下儲存(10±1)h。試驗結(jié)束后,需要將零件放置在標準狀態(tài)下存儲24 h,然后對零件進行規(guī)定部位尺寸測量、外觀檢查、手指觸摸等檢查。
03 耐熱劣化性試驗
耐熱劣化性試驗主要是檢查塑料零件長時間在高溫環(huán)境下的實際性能,針對不同原材料,使用不同溫度進行檢驗。主要方法為將零件放置在規(guī)定的試驗高溫中,加熱240 h。試驗結(jié)束后,待零件自然冷卻回到室溫后,對零件進行外觀檢查、手指觸摸等檢查。要求零件在試驗溫度下,無明顯變形且保持適當?shù)臓顟B(tài)。
04 耐熱循環(huán)試驗
耐熱循環(huán)試驗主要是檢查塑料零件在高低溫循環(huán)環(huán)境下的實際性能,針對不同原材料,使用不同溫度,不同方法進行檢驗。一般而言,試驗前需要對零件進行規(guī)定部位的尺寸測量、外觀檢查、松動、硬度等的手觸檢查。尺寸測量需要使用間隙規(guī)、游標卡尺、高度尺、千分尺等,精度精確到0.1 mm。按照不同樣品,可以分為三種方法進行試驗。
方法A,將零件放置在溫濕度試驗箱中,按照單個循環(huán)為-30 ℃±2 ℃,7.5 h→標準狀態(tài),0.5 h以上→高溫±2 ℃,15.5 h→標準狀態(tài),0.5 h以上→-30 ℃±2 ℃,7.5 h→標準狀態(tài),0.5 h以上→49 ℃±1 ℃,98%RH,15.5 h→標準狀態(tài),0.5 h以上進行試驗,共執(zhí)行5 cycles。每個溫度狀態(tài)交替為步進式過程,時間應小于2 h。將零件從標準狀態(tài)下取出,對零件進行外觀檢查、手指觸檢查,有變形時,進行尺寸測量,記錄收縮變形情況。全部循環(huán)結(jié)束后,對零件進行尺寸測量、外觀檢查、手指觸等檢查。
方法B,將零件放置在溫濕度試驗箱中,按照單個循環(huán)為-30 ℃±2 ℃,7.5 h→標準狀態(tài),0.5 h以上→高溫±2 ℃,15.5 h→標準狀態(tài),0.5 h以上進行試驗,共執(zhí)行5 cycles。每個溫度狀態(tài)交替為步進式過程,時間應小于2 h。將零件從標準狀態(tài)下取出,對零件進行外觀檢查、手指觸檢查,有變形時,進行尺寸測量,記錄收縮變形情況。全部循環(huán)結(jié)束后,對零件進行尺寸測量、外觀檢查、手指觸等檢查。
方法C,將零件放置在溫濕度試驗箱中,按照單個循環(huán)為-30 ℃±2 ℃,2 h→標準狀態(tài),0.5 h以上→高溫±2 ℃,3 h→標準狀態(tài),0.5 h以上進行試驗,共執(zhí)行5 cycles。每個溫度狀態(tài)交替為步進式過程,時間應小于2 h。將零件從標準狀態(tài)下取出,對零件進行外觀檢查、手指觸檢查,有變形時,進行尺寸測量,記錄收縮變形情況。全部循環(huán)結(jié)束后,對零件進行尺寸測量、外觀檢查、手指觸等檢查。
05 耐濕、水性試驗
耐濕、水性試驗主要是檢查塑料零件在高濕環(huán)境下的實際性能。一般而言,試驗前需要對零件進行規(guī)定部位的尺寸測量、外觀檢查、松動、硬度等的手觸檢查。尺寸測量需要使用間隙規(guī)、游標卡尺、高度尺、千分尺等,精度精確到0.1 mm。可以分為兩種方法進行試驗。
方法A,將零件放置在49 ℃±2 ℃,濕度98%RH以上,對內(nèi)飾件要求時間48 h,外飾件要求240 h。試驗結(jié)束后,將樣品放置在標準狀態(tài)下儲存24 h后,對零件進行尺寸測量、外觀檢查、手指觸等檢查。
方法B,將零件放置在38 ℃±2 ℃,濕度98%RH以上,對內(nèi)飾件要求時間48 h,外飾件要求240 h。試驗結(jié)束后,將樣品放置在標準狀態(tài)下儲存24 h后,對零件進行尺寸測量、外觀檢查、手指觸等檢查。
06 耐候性試驗
耐候性試驗主要是檢查外飾零件在不同氣候環(huán)境下(包括各種光照、溫度)的實際性能。可以分為四種方法進行試驗。
方法A,大氣暴露自然耐候試驗。主要按照GB 3681標準進行太陽輻射試驗,試驗時間按照不同零件可分為一般零件試驗12個月,較高要求零件試驗18個月,使用惡劣的零件試驗24個月。試驗結(jié)束后,對零件進行外觀檢查,包括零件是否有裂紋、破裂、剝離、脫落、溶脹、釋出、發(fā)白以及色差(褪色)現(xiàn)象。
方法B,開放式陽光碳弧強化耐候試驗。主要按照GB/T 16422.4標準進行陽光碳弧燈試驗,在規(guī)定的試驗時間內(nèi),對樣品噴清水(每60 min內(nèi)噴水12 min)的條件下進行強化耐候試驗。黑板溫度根據(jù)使用條件惡劣程度選擇,惡劣情況83 ℃±3 ℃,一般情況63 ℃±3 ℃;試驗時間根據(jù)使用條件惡劣程度選擇,惡劣情況1500 h,一般情況1000 h。試驗過程中,需要對零件進行目視檢查外觀,目視檢查有異常時,需要記錄零件狀態(tài)和試驗時間。試驗結(jié)束后,對零件進行外觀檢查,包括零件是否有裂紋、破裂、剝離、脫落、溶脹、釋出、發(fā)白以及色差(褪色)現(xiàn)象。外觀及光澤,在不影響試樣試驗結(jié)束時的狀態(tài)及表面質(zhì)量的情況下,簡單用水或中性洗滌劑洗滌后,進行檢查、測量,且與保管的原始件作比較;色差是通過水洗后進行測量的。
方法C,氙弧燈強化耐候試驗。主要按照GB/T 16422.2標準中方法A進行試驗,黑板溫度65 ℃±3 ℃,試驗時間根據(jù)使用條件惡劣程度選擇,惡劣情況2000 h,一般情況1500 h。試驗過程中,需要對零件進行目視檢查外觀,目視檢查有異常時,需要記錄零件狀態(tài)和試驗時間。試驗結(jié)束后,對零件進行外觀檢查,包括零件是否有裂紋、破裂、剝離、脫落、溶脹、釋出、發(fā)白以及色差(褪色)現(xiàn)象。外觀及光澤,在不影響試樣試驗結(jié)束時的狀態(tài)及表面質(zhì)量的情況下,簡單用水或中性洗滌劑洗滌后,進行檢查、測量,且與保管的原始件作比較;色差是通過水洗后進行測量的。
方法D,熒光紫外燈強化耐候試驗。主要按照GB/T 16422.3標準進行UV測試,一般采用UVA 340光源,按照以下幾種方式的其中一種方式進行試驗。
DA法:熒光紫外燈照射,黑板溫度60 ℃±3 ℃,4 h;熒光紫外燈熄滅,黑板溫度40 ℃±3 ℃,濕度98%RH以上,4 h;
DB法:熒光紫外燈照射,黑板溫度70 ℃±3 ℃,8 h;熒光紫外燈熄滅,黑板溫度50 ℃±3 ℃,濕度98%RH以上,4 h;
DC法:熒光紫外燈照射,黑板溫度50 ℃±3 ℃,濕度(10±5)%RH,5 h;熒光紫外燈照射,黑板溫度20 ℃±3 ℃,噴水,1 h。
試驗時間根據(jù)使用條件惡劣程度選擇,使用條件惡劣零件2000 h,使用條件較惡劣零件1500 h,使用條件一般零件1000 h。
試驗過程中,需要對零件進行目視檢查外觀,目視檢查有異常時,需要記錄零件狀態(tài)和試驗時間。試驗結(jié)束后,對零件進行外觀檢查,包括零件是否有裂紋、破裂、剝離、脫落、溶脹、釋出、發(fā)白以及色差(褪色)現(xiàn)象。外觀及光澤,在不影響試樣試驗結(jié)束時的狀態(tài)及表面質(zhì)量的情況下,簡單用水或中性洗滌劑洗滌后,進行檢查、測量,且與保管的原始件作比較;色差是通過水洗后進行測量的。
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