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汽车应用系列:确保成型就地垫圈(FIPG)应用的成功

控制FIPG应用中的表面状况

FIPG工艺正在越来越多地取代各种汽车应用中的传统垫圈,如空气过滤器、机油过滤器、车门面板和外部发动机部件。其优势包括更便宜的材料成本,更高的生产能力,在供应商组装的能力,和更大的控制密封过程。这些优点,然而,伴随而来的处理挑战,制造商必须考虑;也就是被密封部件的表面。

在汽车工业中,常见的FIPG应用是RTV(室温硫化)。在应用RTV硅酮密封胶之前确定和控制表面条件对成功密封至关重要。如不充分的清洁,过度使用的清洗液,过量的油污染,和糟糕的处理可以对RTV应用过程造成严重破坏。这可能导致客户购买产品后的返工、客户投诉和保修要求。那么,OEM或供应商如何设计和控制合适的FIPG流程,从而获得成功呢?

定义表面清洁

首先,从机械密封系统(如传统的垫圈)过渡到FIPG或化学紧固系统(粘合剂)时,我们定义和思考“清洁”的方式是很重要的。洁净的定义是在分子尺度上,而不是你在密封面上看到或感觉到的东西。在洗衣机系统中,用pH值或微粒水平来定义清洁是不够的。组装人员必须明白,“干净”到足以产生成功的粘附,表明密封面上有一个非常特殊的分子状态,以保证成功。

第二件要理解的事情是,当密封到脆性或玻璃材料(如铝,钢,陶瓷,玻璃)时,粘合剂必须在开始工作之前处理表面的分子污染物。图1显示,一旦通过加工、清洗、等离子体或阳极氧化产生一个新的表面,就会有一段有限的时间,直到环境污染物通过大气或接触重新沉积在该表面上。

图1

表面层
一旦一个新的表面产生了结果,在环境污染物重新沉积到该表面之前,存在一个有限的时间。这些污染物可能会干扰FIPG的应用。


这告诉我们,在应用RTV之前,有两个变量需要关注:洁净度或表面能的水平,以及处理和应用粘合剂之间的时间。通过测量接触角,可以很容易地确定这两个参数。

可以通过各种在线方法如化学处理,手擦拭(用对照),大气压等离子体或高度受控的洗涤系统来实现适当的分子状态。诸如联合设计,键合线和特定RTV之类的变量将在确定哪种处理方法适当时发挥作用。利用表面测量方法,如nba直播欧宝 是帮助选择合适的处理方法的好方法,并保证在产品计划的整个寿命期间进行该处理的有效性。BTG LabsSurface Analyst™是一种快速,简便,准确,无损仪器,在制造地板上几秒钟内提供这些接触角测量。

通过保质期监控维护地面控制

在实现了合适的处理方法之后,必须理解表面过程后材料的保质期。参见图2,有关使用表面分析师创建的保质期研究的一个例子。

图2

接触角与等离子体后的时间
这一货架寿命研究显示了对喷砂和等离子处理钛随时间的测量。注意当表面能量减少时,可变性和接触角在表面上是如何增加的。这是由于氧化、水蒸气和环境污染。将FIPG过程的胶粘剂性能与材料的保质期研究联系起来是很重要的。

测试以确保成功绑定

一旦建立了一组条件,就可以进行粘结测试,将粘附失效模式(内聚、粘结或混合)的结果与适当的接触角范围联系起来。相关曲线示例如图3所示。

图3

相关曲线
对于这种材料系统和工艺,接触角以上30度以上的表面不应通过键合过程。

协助表面工艺开发

一旦加工参数(方法,保质期,组装的所需性能),并与所需的性能规格(粘合强度,故障模式,热封测试等相关),制造商可以开始为将具有的FIPG设计粘合过程成功的很好机会。用表面分析师测量表面上的接触角允许产品设计工程师学习和保证表面效果并与性能相关。表面分析师允许扩展到制造中,具有客观,易于使用的测量系统,以保证实验室中所显示的相同质量和可靠性。如今,表面分析师是最简单且最快的方式,可在故障分析期间确认或否认表面清洁度。

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