零件纯洁度测试是提高产物牢固性的急迫权谋之一
德国汽车产业协会在年3月宣布了对于颗粒物纯洁度测试准则的最新版VDA19.1。该文领会了VDA19.1中颗粒物纯洁度测试的各个关键环节,并对VDA19.1中提议的何如提高不同做战之间纯洁度领会事实的可对照性做了先容。
汽车行业中对于纯洁部件的请求,最先是由罗伯特·博世公司(RobertBosch)在年为了提高柴油汽车鼓动机共轨放射系统的临盆品质而提议的,他们在临盆过程中觉察小喷嘴很简略被系统中残留的玷污颗粒梗塞,因而提议了临盆中纯洁部件的品质典范,由此出生了零部件纯洁度测试准则。以后,在汽车系统中不少牢固性题目都被归因于微粒子玷污,即零部件纯洁度不够。
1.VDA19:
零部件纯洁度源于自年,年德国汽车行业协会出书了VDA19准则,因而该准则成为全全国分外有用的文献,也成为国际准则ISO的纯洁度探测的宏图。年版的ISO曾经进展到与VDA19准则齐备兼容。
2.ISO:
ISO包含如下部份,总题目为:公路车辆—有流体轮回的部件的纯洁度:
-第1部份:辞汇
-第2部份:板滞搅拌讨取玷污物的法子
-第3部份:高压水讨取玷污物的法子
-第4部份:超声波手艺讨取玷污物的法子
-第5部份:多功效实验台讨取玷污物的法子
-第6部份:分量领会法断定颗粒品质
-第7部份:显微领会法断定颗粒粒度和计数
-第8部份:显微领会法断定颗粒天性
-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纯洁度的量化实验法子。
VDA19出书的10年后,德国汽车行业提议订正和扩大典范的请求。其紧要宗旨是提高纯洁度测试事实的可对照性,况且增添玷污物萃取和领会的新体例。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,宗旨是将VDA19.1准则的体例迁徙到国际程度。
新的ISO估计于年出书。
当前,这3个准则成为了全全国汽车行业中的零部件纯洁度的领会框架。分外是这3个准则中,提到了不少有用并有详细表明的对于零部件表面玷污物颗粒的萃取和定量领会的最罕用的法子。
2.测试法子
统统零部件纯洁度领会分为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猎取;
2)液体用过滤膜停止过滤;
3)将过滤膜停止领会以断定颗粒的品质、数目、尺寸和范例。
2.1萃取
最罕见的颗粒萃取法子是用压力流体洗濯零部件表面。洗濯不同范例样本的一些模范树模,如图所示。
另一个广泛的法子是用超声波洗刷机来萃取颗粒。即使在实习室中很简略完成,但该法子的行使在往日几年中已缓缓缩小。对于锻造的零部件,超声波的能量会毁坏锻造材料的基体,因而或许形成新的颗粒,形成颗粒领会事实禁止确。对于零部件内表面颗粒的萃取,可采纳内部洗刷和经过摇动来搅拌洗刷。
其它,VDA19.1准则中引入了经过压力空气流来萃取颗粒的新法子。该法子实用于不浸入液体中行使的零部件。不过,空气萃取的法子还没有精深建设起来。含表面活性剂的清洗剂的水基溶液是萃取液的首选,由于其行使后能够用经济的方法处置。但是,假如零件的表面是油性或油腻的,则水机溶液的萃取功效就不是很好。在这类情景下,引荐行使冷洗刷溶剂。常常情景下,冷洗刷溶剂在停止萃取行使后会通精密过滤环节往来收哄骗。
2.2过滤
经过液体的真空过滤,颗粒被吸附在过滤膜上。为了抉择符合的过滤膜,务必思虑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种过滤膜的机关对照。
发泡滤膜的机关像海绵相同,过滤效率高,分外适当于断定总颗粒的品质。其它,由于发泡滤膜的可用孔径能低至亚微米程度,因此可停止最小颗粒的领会。
假如零件上的颗粒以小颗粒为主或萃取液中有碳黑,则过滤后会赢得一个黑色后台的滤膜。在这类情景下,常常不成能停止颗粒的光学领会。对此,准则引荐将一种孔径为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过滤膜分外适当于光学粒度领会。其它,PET膜在很多萃取液下均能够展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,遵循规则,网膜的孔径起码要小于所需过滤颗粒直径的1/5本领灵验把颗粒扣留在滤膜上做下一步领会。因此网膜的光学领会仅限于长度大于25μm的颗粒。在实践行使中,发泡滤膜和网膜能够经过双层滤膜托盘一同行使。
对于萃取和过滤,一种简略而经济的法子是行使一个实习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。此法子对于能够在一个烧杯中停止讨取的中小尺寸的零部件分外实用且很好建设。另一种法子是行使集喷水器、过滤及液体轮回于一体的主动讨取柜。相对于实习室的简略安设,行使讨取柜手动操纵的讨取物会少一些,同时成本会更高。
2.3颗粒领会
2.3.1称重法颗粒领会
经过称重过滤膜可猎取颗粒的总品质。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。为了赢得确切的事实,对过滤膜停止前处置分外急迫。常常将膜浸入萃取液中,而后在烘箱中干枯,末了储蓄在预先配置好工夫的干枯器中。需提防,在手艺上很难量化品质小于3mg的颗粒,对此须要一个高端的天安好一间处境前提恒定的房间才有或许停止。假如品质容差请求很严刻,则创议一多量样本一同测试。
2.3.2粒度式颗粒领会
用于粒度式颗粒领会的探测做战(如光学扫描仪和光学显微镜)都是采纳光学领会道理。.准则曾经认同了能够简化粒子领会的仪器(如光学扫描仪)的进展趋向。在订正经过中,VDA19做事组将Micro-QuickTM颗粒纯洁度扫描仪与多种主动化光学显微镜做战停止了轮回测试对照,宗旨是建设一套仪器参数,可针对事实停止更好的对照。测试事实觉察,经过以一致的方法调动照明程度和颗粒探测阈值,所赢得的定量事实险些一致。对于粒度准则领会,根据VDA19.1创议的运转规程,光学显微镜安乐板扫描仪能够赢得等同的测试事实。其它,扫描仪疾速与简洁的操纵也赢得认同。
为了赢得确切的纯洁度测试事实,VDA19.1准则中指出了光学颗粒领会仪器(扫描仪和光学显微镜做战)理当何如停止配置。首先,务必配置照明程度以保证过滤膜的后台程度在灰度值全程的50%。60%,这一步配置的宗旨是为了保证不管过滤膜上承载的颗粒数目几何,后台程度都能够坚持一致,进而提高衡量事实的反复性。其次,灰度阈值务必分2步配置,宗旨是能够离别探测出过滤膜上分外暗浊(低阈值)的颗粒和分外通亮有金属光辉(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.%的阈值用于探测出通亮的颗粒。这边阈值(如70%或%)是相对于实践的过滤膜后台程度而言的,如设定过滤膜后台程度的照明程度为50%(灰度值全程的50%),则阈值70%,其对应的灰度值为过滤后台程度(50%)的70%。遵循VDA19.1,弱化/避让最小颗粒测试是最近的进展趋向。惟独小量特别案例,其部件空隙容差分外小,会请求领会长度在5~50μm的颗粒,在实践通例案例中,长度在5~50μm的颗粒是没有相干性的,况且对这么小的颗粒停止领会做事量格外庞大,乃至会成为一种做事障碍。因而,目前已将大于50μm的颗粒领会做为准则请求。常常,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)
遵循界说,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,纤维和粒子之间是遵循形态来鉴识分辨的,其它,光学仪器能够探测金属反射。因而,经过调查颗粒上的金属光辉可更简略区域分无光辉和金属光辉粒子。
但是,务必领会领会经过光学法子探测到的“金属”这一界说,它不是一种实践的材料领会。当颗粒表面受侵蚀后,它是没有金属光辉的,即受侵蚀的金属颗粒或许会被归类为非金属颗粒。而其余高亮的塑料和玻璃或许会误判为金属颗粒。假如要齐备牢固地界说出颗粒的材料,能够行使扫描电镜(SEM—EDX)。
2.3.3扩大式颗粒领会
活着界各地的纯洁度实习室中精深行使SEM-EDX(注1)停止VDA19.1准则中形色的扩大式颗粒领会手艺。
由业余仪器创造公司有针对汽车纯洁中颗粒领会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鉴识颗粒的种种材料,颗粒尺寸能够低至1μm乃至更小。
纯洁实习室假如不肯意采办一台高成本的SEM-EDX做战,则可将其实验的领会职责逐案外包给有天资的实习室效劳机构。
3.论断
VDA19.1、ISO和GMW准则先容的纯洁度领会法子科学通盘况且有用,可做为企业自编纯洁度文献准则的雏形也许领会框架。在提高不同做战或仪器之间纯洁度领会事实的可对照性方面,VDA19.1准则将纯洁度准则领会的颗粒定为大于50μm。VDA19委员会提议,对于大部份的纯洁度题目,小于5μm颗粒的领会做事耗力耗财,理当逐案用心评价是不是有须要停止小颗粒领会。
注1:
EDX:EnergyDispersiveX-RaySpectroscopy能量色散X射线光谱仪,也可简写为EDS
EDX是借助于领会试样发出的元素特性X射线波长和强度完成的,遵循波长测定试样所含的元素,遵循强度测定元素的相对含量。
注2:VW精加工纯洁度请求是15μm,粗加工纯洁度请求是50μm。
GM精加工纯洁度请求是10μm,粗加工纯洁度请求是44μm。
(以前对标数据,以目下履行请求为准)
起原:品质司理人讲坛
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