喷漆的保险杠下本体组装时,部分打孔位置出现开裂,而使用产品素材件进行打孔破坏验证却没有开裂问题 。
咨询材料厂家,反馈材料的简支梁缺口冲击满足要求,产品韧性没有问题,给出的建议是排查喷漆过程,查看是否存在可疑过程。
什么是简支梁缺口冲击?晕,这可是材料的专有名词。直接用今日头条app上方的搜索框,输入“简支梁缺口冲击”,就能得到答案啦!我就不啰嗦这些专有名词了,搜索后你会发现,头条搜索真的很强大,很方便,内容丰富,更快更全,没事多用用头条搜索吧。
这可为难了喷漆厂的老师傅,仔仔细细排查一遍也没有找到问题点,嘀嘀临时授命寻找韧性下降的原因,还别说真的找到原因啦!兴奋的我赶紧来给大伙分享一下整个过程吧。
实验目的
- 验证喷涂的油漆是否对产品韧性造成影响;
- 验证喷漆后的烘烤工艺是否对产品韧性造成影响;
实验过程
一:验证油漆方案
为了节省实验费用,简化过程干扰,确保实验数据稳定性,嘀嘀使用材料厂家随货的
标准样条代替保险杠下本体进行模拟实验,测试样条的简支梁缺口指标,表征产品韧性的好坏(啥是韧性,头条搜索一下吧!),验证喷涂的油漆是否是打孔开裂的直接原因。- 取一组标准样条,为表述方便记录为A组,A组样条先进行简支梁缺口冲击的测试;
- 然后,将A样条进行喷漆处理,喷涂油漆后的样条放置在常温下进行自然风干;
- 最后,将喷漆后的A组样条在标准恒温箱中存放72h后,进行简支梁缺口冲击测试;
测试的数据显示,喷漆前后简支梁缺口冲击性能基本一致,产品韧性没有明显的变化,油漆没有改变产品的韧性,油漆不是影响打孔开裂的原因,这锅油漆真的不背呀!
二:
验证烘烤过程方案也是直接使用材料厂家随货的标准样条,且不做喷漆处理,验证烘烤过程与打孔开裂的关系。正常情况下,油漆车间的烘烤温度为80℃,烘烤时间为30min。为了便于寻找问题,样条烘烤30min和60min各取一组进行测试。
- 取一组标准样条,记录为B组,B组样条也是先进行简支梁缺口冲击的测试;
- 然后将B样条进行喷漆处理,油漆后样条放在80℃烘箱中进行烘烤处理,此过程和保险杠喷漆过程一致;
- 最后,在标准恒温箱中存放72h后,进行简支梁缺口冲击测试;
测试的数据显示,在80℃烘烤30min后,样条的简支梁缺口冲击强度数值,出现很大的波动,简支梁缺口冲击强度最低在25,最高在44.7,均值在35.8(烘烤前的冲击强度43.5),极差达19.7,均方差在9.82。
从这个数据上看,烘烤后材料简支梁缺口冲击强度大幅度降低,可以说烘烤是导致材料韧性降低,保险杠下本体打孔开裂的罪魁祸首。
为了更明确结论,我们将烘烤时间延长至60min,简支梁缺口冲击强度的测试结果,仍存在很大的波动,缺口冲击强度最低在16,最高在45.6,均值在27.5,极差达29.6,均方差在11.96,对比烘烤前的冲击强度43.5,
烘烤后材料简支梁冲击也大幅度降低。原因找到了,产品韧性的降低是在烘烤后出现的,烘烤能降低聚丙烯材料的韧性,导致保险杠下本体的打孔开裂。
写在最后
这是为什么呢?细心的嘀嘀君还是找来了一些理论依据。我们知道
聚丙烯是结晶材料,晶区和晶区之间依靠非晶区连接。晶区的聚丙烯分子链排布规则,有规律的冻结在一起,主要提供材料刚性。非晶区聚丙烯分子链排布杂乱,无规律的冻结在一起,
可以提供材料韧性。在烘烤处理的过程中,外界温度升高,冻结的聚丙烯分子链活动能力增强了,无序的分子链通过移动,排布会更加有序化。
温度下降后,有序化的分子链冻结在一起进行结晶,结晶能力增强,结晶度提高,宏观表现在力学性质上,就是拉伸强度和弯曲强度等刚性指标有所提高,对应的韧性指标就降低了。
今天的科普就写到这里,更多关于汽车材料知识和汽车材料测试知识,后续会逐步展开,欢迎留言、收藏、讨论、关注 @嘀嘀侃汽材
参考文献:
祖 维:《热处理条件下聚丙烯专用料晶粒与性能的关系》;
陈 坤:《热处理对抗冲共聚聚丙烯结晶行为和力学性能的影响》;
方展清:《聚丙烯力学性能与等规度及形态的关系》;
卢晓英:《抗冲共聚聚丙烯结构研究进展》;
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