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解析汽车行业颗粒物清洁度测试标准及测

来源:清洁 时间:2022/7/26
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德国汽车产业协会在年3月公布了对于颗粒物洁净度测试准则的最新版VDA19.1。该文分析了VDA19.1中颗粒物洁净度测试的各个关键环节,并对VDA19.1中提议的何如提升不同装备之间洁净度剖析事实的可相比性做了先容。

汽车行业中对于洁净部件的请求,最先是由罗伯特·博世公司(RobertBosch)在年为了提升柴油汽车带动机共轨放射系统的临盆品质而提议的,他们在临盆过程中发觉小喷嘴很简洁被系统中残留的玷污颗粒阻塞,因而提议了临盆中洁净部件的品质典范,由此出生了零部件洁净度测试准则。往后,在汽车系统中良多靠得住性题目都被归因于微粒子玷污,即零部件洁净度不够。

准则

1、VDA19

零部件洁净度源于自年,年德国汽车行业协会出书了VDA19准则,因而该准则成为全宇宙尤其有效的文献,也成为国际准则ISO的洁净度探测的宏图。年版的ISO曾经进展到与VDA19准则完整兼容。

2、ISO

ISO囊括如下部份,总题目为:公路车辆—有流体轮回的部件的洁净度:

-第1部份:辞汇

-第2部份:板滞搅拌讨取玷污物的办法

-第3部份:高压水讨取玷污物的办法

-第4部份:超声波技艺讨取玷污物的办法

-第5部份:多成效实验台讨取玷污物的办法

-第6部份:分量剖析法断定颗粒品质

-第7部份:显微剖析法断定颗粒粒度和计数

-第8部份:显微剖析法断定颗粒天性

-第9部份:用主动消光颗粒计数器断定颗粒粒度和计数

-第10部份:事实的表述

3.通用GMW-

寰球汽车工程准则动力总成零部件洁净度的量化实验办法。

VDA19出书的10年后,德国汽车行业提议订正和平添典范的请求。其重要方针是提升洁净度测试事实的可相比性,况且增长玷污物萃取和剖析的新实质。基于VDA19的新准则(VDA19.1)于年3月出书,ISO订正委员会也响应配置,方针是将VDA19.1准则的实质转变到国际水准。

此刻,这3个准则成为了全宇宙汽车行业中的零部件洁净度的剖析框架。尤其是这3个准则中,提到了良多有用并有详细解释的对于零部件表面玷污物颗粒的萃取和定量剖析的最罕用的办法。

测试办法

总共零部件洁净度剖析分为3个环节:

1)从零部件表面洗掉的玷污物颗粒经过萃取液来获得;

2)液体用过滤膜停止过滤;

3)将过滤膜停止剖析以断定颗粒的品质、数目、尺寸和类别。

1、萃取

最罕见的颗粒萃取办法是用压力流体冲刷零部件表面。冲刷不同类别样本的一些榜样演示,如图所示。

另一个广泛的办法是用超声波清洗机来萃取颗粒。固然在熟练室中很简洁完结,但该办法的运用在往时几年中已缓缓裁减。对于锻造的零部件,超声波的能量会毁坏锻造材料的基体,因而大概形成新的颗粒,形成颗粒剖析事实不许确。对于零部件内表面颗粒的萃取,可采取内部清洗和经过动摇来搅拌清洗。

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其余,VDA19.1准则中引入了经过压力空气流来萃取颗粒的新办法。该办法实用于不浸入液体中运用的零部件。不过,空气萃取的办法还没有宽泛树立起来。含表面活性剂的清洗剂的水基溶液是萃取液的首选,由于其运用后能够用经济的方法解决。但是,即使零件的表面是油性或油腻的,则水机溶液的萃取成绩就不是很好。在这类情景下,推举运用僻静洗溶剂。时常情景下,僻静洗溶剂在停止萃取运用后会通精密过滤环节往返收欺诈。

2、过滤

经过液体的真空过滤,颗粒被吸附在过滤膜上。为了筛选符合的过滤膜,必需思量过滤膜对立液体的化学安定性和滤膜孔的尺寸。图2示出2种过滤膜的机关相比。

发泡滤膜的机关像海绵相同,过滤效率高,尤其适当于断定总颗粒的品质。其余,由于发泡滤膜的可用孔径能低至亚微米水准,是以可停止最小颗粒的剖析。

即使零件上的颗粒以小颗粒为主或萃取液中有碳黑,则过滤后会得到一个黑色后台的滤膜。在这类情景下,通常不成能停止颗粒的光学剖析。对此,准则推举将一种孔径为5μm的聚乙烯(PET)网膜做为准则膜。由于网膜不会呈现黑色的后台,因而,5μm的PET过滤膜尤其适当于光学粒度剖析。其它,PET膜在很多萃取液下均能够体现出很好的化学安定性。但是,市情上最小的网格滤膜孔径为5μm,按照规则,网膜的孔径起码要小于所需过滤颗粒直径的1/5才略有效把颗粒拘押在滤膜上做下一步剖析。是以网膜的光学剖析仅限于长度大于25μm的颗粒。在现实运用中,发泡滤膜和网膜能够经过双层滤膜托盘一同运用。

对于萃取和过滤,一种简洁而经济的办法是运用一个熟练室喷水器用于粒子讨取和一个玻璃真空过滤器用于过滤制备滤膜。此办法对于能够在一个烧杯中停止讨取的中小尺寸的零部件尤其实用且很好树立。另一种办法是运用集喷水器、过滤及液体轮回于一体的主动讨取柜。相对于熟练室的简洁安装,运用讨取柜手动职掌的讨取物会少一些,同时成本会更高。

3、颗粒剖析

称重法颗粒剖析

经过称重过滤膜可获得颗粒的总品质。即只要称出过滤膜在过滤前和过滤后的品质,两者之间的差值就即是颗粒的总品质。为了得到明确的事实,对过滤膜停止前解决尤其要害。时常将膜浸入萃取液中,而后在烘箱中干枯,末了积聚在预先配置好时光的干枯器中。需注重,在技艺上很难量化品质小于3mg的颗粒,对此需求一个高端的天温和一间处境前提恒定的房间才有大概停止。即使品质容差请求很矜重,则意见一大宗样本一同测试。

粒度式颗粒剖析

用于粒度式颗粒剖析的探测装备(如光学扫描仪和光学显微镜)都是采取光学剖析旨趣。.准则曾经认同了能够简化粒子剖析的仪器(如光学扫描仪)的进展趋向。在订正经过中,VDA19办事组将Micro-QuickTM颗粒洁净度扫描仪与多种主动化光学显微镜装备停止了轮回测试相比,方针是树立一套仪器参数,可针对事实停止更好的相比。测试事实发觉,经过以一致的方法调理照明水准和颗粒探测阈值,所得到的定量事实险些一致。对于粒度准则剖析,根据VDA19.1意见的运转规程,光学显微镜温和板扫描仪能够得到平等的测试事实。其余,扫描仪赶快与简洁的职掌也得到认同。

为了得到明确的洁净度测试事实,VDA19.1准则中指出了光学颗粒剖析仪器(扫描仪和光学显微镜装备)应当何如停止配置。首先,必需配置照明水准以保证过滤膜的后台水准在灰度值全程的50%~60%,这一步配置的方针是为了保证不管过滤膜上承载的颗粒数目几许,后台水准都能够维持一致,进而提升丈量事实的反复性。其次,灰度阈值必需分2步配置,方针是能够离别探测出过滤膜上尤其暗浊(低阈值)的颗粒和尤其光明有金属光亮(高阈值)的颗粒,因而VDA19.1中指出,需设一个70%的阈值用于探测出暗浊的颗粒,再设一个.%的阈值用于探测出光明的颗粒。这边阈值(如70%或%)是相对于现实的过滤膜后台水准而言的,如设定过滤膜后台水准的照明水准为50%(灰度值全程的50%),则阈值70%,其对应的灰度值为过滤后台水准(50%)的70%。按照VDA19.1,弱化/避让最小颗粒测试是最近的进展趋向。惟有小量特别案例,其部件空隙容差尤其小,会请求剖析长度在5~50μm的颗粒,在现实常例案例中,长度在5~50μm的颗粒是没有关连性的,况且对这么小的颗粒停止剖析办事量特地庞大,以至会成为一种办事拦阻。因而,目前已将大于50μm的颗粒剖析做为准则请求。时常,颗粒巨细散布以不同粒级以及对应可包含的颗粒数目停止示意,如表所示。

表VDA19.1中对于颗粒物尺寸散布的表述(例)

按照界说,在过滤膜上探测到的任何物状都称为颗粒。在这些颗粒中,有软纤维和硬粒子。在职何的光学系统中,纤维和粒子之间是按照形态来区别分辨的,其余,光学仪器能够探测金属反射。因而,经过观测颗粒上的金属光亮可更简洁地域分无光亮和金属光亮粒子。

但是,必需明了明白经过光学办法探测到的“金属”这一界说,它不是一种现实的材料剖析。当颗粒表面受腐化后,它是没有金属光亮的,即受腐化的金属颗粒大概会被归类为非金属颗粒。而其余高亮的塑料和玻璃大概会误判为金属颗粒。即使要完整靠得住地界说出颗粒的材料,能够运用扫描电镜(SEM—EDX)。

平添式颗粒剖析

活着界各地的洁净度熟练室中宽泛运用SEM-EDX(注1)停止VDA19.1准则中描画的平添式颗粒剖析技艺。

由专科仪器缔造公司有针对汽车洁净中颗粒剖析的特别须要而定制的仪器。系统能够以惊人的速率全主动地区别颗粒的种种材料,颗粒尺寸能够低至1μm以至更小。

洁净熟练室即使不肯意采办一台高成本的SEM-EDX装备,则可将其实验的剖析职责逐案外包给有天性的熟练室效劳机构。

论断

VDA19.1、ISO和GMW准则先容的洁净度剖析办法科学总共况且有用,可做为企业自编洁净度文献准则的雏形或许剖析框架。在提升不同装备或仪器之间洁净度剖析事实的可相比性方面,VDA19.1准则将洁净度准则剖析的颗粒定为大于50μm。VDA19委员会提议,对于大部份的洁净度题目,小于5μm颗粒的剖析办事耗力耗财,应当逐案详尽评价是不是有须要停止小颗粒剖析。

注1:

EDX:EnergyDispersiveX-RaySpectroscopy能量色散X射线光谱仪,也可简写为EDS   

EDX是借助于剖析试样发出的元素特性X射线波长和强度完结的,按照波长测定试样所含的元素,按照强度测定元素的相对含量。

注2:

VW精加工洁净度请求是15μm,粗加工洁净度请求是50μm。

GM精加工洁净度请求是10μm,粗加工洁净度请求是44μm。

(以前对标数据,以今朝实行请求为准)

——本文起因:品质司理人讲坛

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