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汽车外饰塑料件涂装的测试介绍
发布:2021-11-26

汽车外饰零件是汽车零部件中应用塑料材料最多的零件系统,主要包括保险杠、后视镜、车灯、门把手、进气格栅、天窗等部件,这些零部件作为汽车外饰件一般采用注塑工艺成型后再进行喷漆或皮纹处理。随着汽车工业的飞速发展,使用者对于汽车外饰塑料件的涂装表面质量的要求越来越高,而实际使用中汽车外饰塑料件涂装的主要作用分为以下3点:


1、表面装饰——提高塑料件的光泽度等美观程度,以达到与车身颜色保持一致、降低色差、保持整体协调性等装饰性效果。


2、外观保护——增强塑料件的各种性能,如耐光老化性能、抗化学品性能、耐溶剂性能等。


3、特种功能——提升零部件的抗划伤性能、耐冲击性能等。


基于以上对汽车外饰塑料件涂装的质量要求,现在也有了一系列的测试来进行验证,接下来就为大家来进行相关测试的介绍。


1.技术要求及试样准备


喷涂件组成结构一般分为喷涂基材、前处理、底漆以及表面涂层。测试试样必须是产品零部件或者是从产品零部件上裁切合适的样品,也可以另外打样喷涂做样件来进行测试,样件的选材以及处理工艺等需与零部件保持一致。


试样准备后,需在标准测试环境下{温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%}熟化7天或在60 ℃下放置48 h后再进行试验。试验预处理:试验前应将所有的试样在温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%标准环境中放置24 h以上,并在该条件下进行测试。


2.漆膜的外观及颜色


外饰涂装件的美观、视觉上的舒适是其最基础的外观质量要求,可通过在自然光下以肉眼进行观察判断:漆膜的外观应无因涂料、溶剂等造成的漆膜缺陷,颜色、光泽应均匀。


用满足SAE J1545标准的多角测色仪来测量色差(小L家所用仪器为 BYK 7030多角度测色仪),记录相关的色差数据,观察角度分别为15°、45°以及110°,颜色色差数据应满足标准色板要求。


3.镜面光泽度


镜面光泽度的量测可用满足GB 9754标准的光泽度仪来量测(小L家所用仪器为 BYK 4446多角度测色仪),一般以60°几何条件进行测试,要求镜面光泽度≥90 GU,单块样品上所有测试点均应满足要求。


4.附着力


附着力测试是验证涂装件的涂装是否合适有效的手段之一,通过附着力测试来考察其涂镀层与底层的结合程度是否满足要求。依据标准要求来进行划格试验,即用划格试验刀在样品试验位置上划上一定间距的深至底材的划痕来构成横纵的测试网格。再用透明压敏胶粘带(如3M 610)贴在格子上,以一定的角度在一定的时间内完成胶带剥离操作,随后进行试验后评价,观察试验表面剥离程度。


5.耐温水性


耐温水性考察的依然是涂装附着力,将试样在40 ℃的去离子水中(单位电导率在2 μs/cm以下)浸泡240 h后进行水洗,然后放置2 h后检查涂膜状态以及二次附着性,并用色差仪进行色差测试。要求试验后漆膜表面无起泡、发浑、软化及其他漆膜缺陷,色差ΔE≤1.0,二次附着力(2 mm间隔,25/25)应合格。


6.耐潮性


耐潮性考察的是涂装件在实际使用中经受了一定的自然环境老化后,其外观以及附着力的能力是否依然能满足要求,试样在温度(50±1)℃,湿度95 %RH以上的环境下放置240h,水洗后放置2h后再检查涂膜状态以及二次附着性,并用色差仪进行色差测试。一般要求试验后漆膜表面无起泡、发浑、软化及其他漆膜缺陷,色差ΔE≤1.0,二次附着力(25/25)应合格。


7.耐化学液体


涂装件在实际应用中,因其所处的不同的安装位置会经受不同的化学试剂的作用,为考察涂装件的耐化学试剂能力,可依据标准要求选定适用的化学试剂,采用规定方法(如浸泡、喷洒、涂抹等)将试剂施加到试样上之后在规定温度下进行规定时间的存储处理,试验后按照GB/T 250规定的方法进行变色灰卡评级来评级颜色变化,此外,需采用色差仪量测再度进行定量测试。


8.耐酸性


为考察涂装件在实际应用中受到酸性腐蚀后的耐酸性能,通过下述试验来进行验证:将直径约25 mm的聚乙烯圈放置在漆板两端,并分别将2 ml 0.5 mol/L的盐酸滴入聚乙烯圈内,在聚乙烯圈上盖上玻璃并在(23±2)℃条件下放置4 h(不能暴露在阳光直射条件下),用自来水冲洗并用纸巾擦干。试验后按照GB/T 250规定的方法进行变色灰卡评级,在D65光源下评价试验和未试验区域的颜色变化,此外,需采用色差仪量测再度进行定量测试。



9.耐擦伤性


涂装件在日常应用中会受到不同程度的擦伤,可通过耐擦伤试验设备来模拟实际使用中可能会遇到的刮伤来考察其耐擦伤的性能,将50 mm X 50 mm的3M抛光纸(型号:281Q)背面贴附一个相似大小的毡布,然后固定到擦伤设备(擦头直径16 mm,加载9 N的力,可完成100 mm的直线行程)的刮擦头上,抛光纸有磨料的一面朝外。然后开启设备进行10次擦伤测试(来回算一次),采用20°角度的光泽度计测试试验前后试样的光泽度变化,要求光泽度残存率≥75%。将试验后的试样擦痕情况与标准的各等级擦痕图示相对比来评定耐擦伤擦痕等级,要求擦痕等级≤2,即要求任何角度无可见擦痕或者是仅有轻微擦痕无明显擦痕。


10.耐碎石冲击


 碎石冲击测试是考察外饰件涂装附着力的又一试验方案,即通过碎石冲击模拟试件在遭受不同程度的冲击(多种碎石类型、气压要求、冲击时间、温度处理等)后考察其涂镀层的附着情况,以下就介绍2种碎石冲击试验方法,试验方法A和方法B均需进行

方法A:喷鹅卵石(满足SAE J400要求)。


试验开始前,试样放置在环境箱中达到要求的试验温度后保持至少15min,取出后立即安装到碎石冲击试验机上进行石子冲击,试验机的试验压力应为(483±21)kPa,石子的体积、试验温度、冲击时间如下表。冲击完成后,依据SAE J400评价试样漆膜破损点的面积、深度,并测量破损点直径。


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方法B:喷钢砂。


试样在(23±2)℃和(50±5)%RH的相对湿度环境中预处理至少24 h,并在该环境下进行测试(试验机采用VDA 508型试验仪):步骤1:试验机空气压力设定为2 bar,在30~35秒内将2 kg钢砂冲击完;步骤2:样板浸入温度为40 ℃的水中72 h,随后取出在1 h内重复步骤1。


进行试验后评价,依据SAE J400中的涂层破坏等级图示与试验后的样板表面对比评定涂层破坏(漆膜破损率)等级。


首件:冲击1.4 L石子,冲击后应满足等级5B或97%的涂层保留,漆膜破损点直径<3 mm;冲击2 kg钢砂,冲击后满足等级≥4级,破坏面积小于28.39%。首件+2次在线修补:冲击1.4 L的石子,冲击后满足等级3B或者93%涂层保留,漆膜破损点直径<3 mm。


11.耐高低温循环


为考察温湿度环境老化后的涂装附着力,可依据标准要求中给定的高低温循环试验条件进行试验箱温度循环设定,循环15次,试验后进行变色灰卡评级并测定光泽度,要求颜色等级≥4-5级,光泽度残存率≥75%,漆膜表面应无明显裂纹、起泡和色差变化,试验后进行二次附着力测试,二次附着力(25/25)合格。


12.耐高压水冲击


耐高压水洗模拟的是实际洗车汽车外饰件会受到的高压水冲击情况,测试前,样件划线是为了使样件以最接近实际应用情况的状态进行测试(汽车外饰涂装件被刮伤后进行洗车)。


方法A和方法B均需试验。


方法A:静止喷头,喷头位置垂直于样品,水温为(70±2)℃,样品到喷嘴距离为(50±3)mm,水压为(3000±50)kPa,测试时间为(60±3)s,水流速度至少为420 L/h。


方法B:移动喷头,喷头位置垂直于样品并平行于样品的“X”线(划线方法如下图),水温为(80±4)℃,样品到喷嘴距离为(100±3)mm,水压为(6000±50)kPa,移动范围为自中心往两边移动(30±10)mm,共移动60 mm,移动速率为60次/min,测试时间为(120±3)s,水流速度至少为610 L/h。


要求试验后试样表层脱落面积≤2 mm2。


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13.耐热老化


试验箱设定要求的老化温度,试样在试验箱内放置要求的试验时间进行热老化,试验后进行变色灰卡评级并测定光泽度,要求颜色等级≥4-5级,光泽度残存率≥75%,试验后进行二次附着力测试,二次附着力(25/25)合格。


14.耐冲击性


涂装件使用过程中免不了要受到各种冲击,为考察试件的机械强度,可依据标准要求采用落锤冲击试验装置来进行冲击测试,通常落锤质量为500 g,落下距离为200 mm,重锤落在试板喷漆面上(试板尺寸为70 mm X 150 mm,厚度3 mm),冲击后,试板不可发生裂痕、剥落等缺陷。


15.加速氙灯老化


涂装件在日常条件下必然经受不同程度的太阳光照射老化,为验证其耐光性能,可通过人工老化试验箱来进行加速光老化测试,测试参考SAE J2527,试验设备用旋转氙灯配Boro/Boro滤镜,测试条件如下:辐射强度:0.55 W/m2@340nm;黑板温度:黑暗时即阶段1(38±3)℃,光照时即阶段2、3、4阶段为(70±3)℃;箱体温度:黑暗时即阶段1(38±3)℃,光照时即阶段2、3、4阶段为(47±3)℃;湿度:黑暗时即阶段1(95±5)%RH,光照时即阶段2、3、4阶段为(50±5)%RH。


单个循环组成如下:


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试验需达到要求的辐照总量(比如,DV试验辐照量3950 kJ/m2;PV试验辐照量948 kJ/m2;油漆供应商体系认证辐照量6584 kJ/m2),试验中每500 h需进行1次中间检查(检查光泽度残存率以及灰度等级),试验完成后用清水擦拭表面除尘后再进行测试,评价光泽度残存率、变色灰卡评级以及二次附着力,要求颜色等级≥4级,光泽度残存率≥75%,二次附着力(2 mm间隔,25/25)合格,试样表面无剥落、分层、起泡、破裂或裂纹。试验进行40 ℃的水浸24 h后再次进行附着力测试,要求附着力试验结果合格。


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