汽车密封条钣金污染问题的研究
作者:陈宗好等
来源:《大众汽车·学术版》2014年第04期
        【摘要】 本文主要研究了汽车门盖密封条对钣金污染的原因及解决方案。结果表明,在保证门盖内间隙及钣金油漆性能的前提条件下,通过优化密封条涂层厚度、耐磨性、耐化学性等性能可以有效改善密封条对钣金的污染问题,并总结出密封条涂层控制的相关方法及标准。
        【关键词】 密封条;钣金;污染;涂层
        密封条是汽车的重要零部件之一,被广泛应用于车门、车窗(含天窗)、车身、发动机舱和后备(行李)箱等存在间隙的部位,具有防雨、防尘、减震、降噪、装饰等功能,常用材料为EPDM。
        在汽车使用过程中,密封条与车身钣金紧密接触,久而久之,车身钣金与密封条接触部位易发生油漆变、磨损、粘结密封条材质等现象,此类现象皆为密封条对钣金的污染。由于该污染现象发生较频繁,并直接影响汽车的感观质量,故已成为众多国内外主机厂及密封条生产企业日益关注且亟待解决的质量问题。
        一、密封条污染的现象及种类
        (一)密封条的常见污染现象
        密封条对钣金的污染主要表现为车身钣金油漆褪、变黄、表面磨损、表面粘结、表面粘性粉末等。
        (二)密封条的常见污染位置
        通过调查大量试验样车,发现易造成密封条污染钣金的部位主要有:1)侧围外板与门框密封条配合处;2)侧门内板与门洞密封条配合处;3)发动机舱盖内板、发动机舱水箱上横梁与发舱密封条配合处;4)后备箱盖内板与后备箱胶条配合处。综合分析,易发生密封条污染的多为门盖开闭件。
        (三)密封条的污染种类
        根据密封条对钣金污染的机理,可将其分为化学反应类污染和物理变化类污染:
        化学反应类污染--橡胶配方体系中活性较高的添加剂(如某些硫化促进剂、防老剂、软化剂等)迁移到油漆上并与油漆发生反应形成的污染,通常钣金污痕呈淡黄。
        物理变化类污染--密封条涂层、橡胶本体、后处理油脂等物质附着在配合钣金表面,或与灰层、雨水混合堆积形成的一种污染,通常污痕呈黑。
        二、密封条污染的诱发原因分析
        在发现密封条污染钣金的问题后,先判断是哪类污染,一般物理类污染通过清洗剂或有机溶液可以擦除,擦除后油漆泽不受影响;化学类污染无法清除。
        (一)化学类污染
        多为密封条制品本身在生产制造过程中对配方及工艺的控制不到位造成的,该类污染可以通过污染试验进行先期DV测试(如图1所示),通过调整配方、工艺进行控制。此类污染较容易识别与解决,在此文中不作重点介绍。
        (二)物理类污染
        物理类污染影响因素较多,主要有:
        1.密封条涂层
        (1)海绵泡管有无涂层的性能对比分析
        分别裁取一段有喷涂海绵泡管和无喷涂海绵泡管样条,将耐甲苯性棉签浸渍甲苯后反复擦拭两段样条各20次,发现擦拭无涂层样条的棉签更黑,有涂层件的表现优于无涂层件。这与振动磨耗对比试验的结果是相同的,强化路试也得出了同样的结论。
        (2)涂层厚度对钣金污染的影响分析
        通过对不同试验样车采集的数据进行分析,带喷涂密封条不同涂层厚度件对钣金的污染程度也有所不同,故对密封条表面涂层进行试验分析:用刀片裁出约1mm厚、1~2cm长的样条并将其放置于HIROX电子显微镜载玻片上,进行对焦;对焦完成后进行截图,对图片进行变处理,测量涂层厚度。
        对比测量结果,发现污染轻微的密封样件比污染严重的密封样件的涂层要厚,反应出涂层厚度小的密封件污染更加严重。
        (3)涂层耐磨性对钣金污染的影响分析
        在试验样车上选取带涂层的密封条污染样件,含污染轻微件和污染严重件。将带喷涂密封条的功能面裁剪成长200±5mm、宽18±1mm的样条;将待测试的样条固定在摩擦牢度仪上,铺平夹紧;用测试棉布包裹摩擦牢度仪的摩擦头,并用弹簧夹夹紧,防止纱布在摩擦过程中脱落;放下摩擦头,加载9.8N,再用水平仪调整砝码放置水平,确保摩擦受力均匀;然后开始耐磨测试,往复摩擦5000次。通过测试对比,发现耐磨性差的样条对钣金的污染更严重。
        (4)涂层耐化学性对钣金污染的影响分析
汽车密封条
        在试验样车上选取带涂层的密封条污染样件,含污染轻微件和污染严重件。将带喷涂密封条的功能面裁剪成长200±5mm、宽18±1mm的样条;将待测试的样条固定在摩擦牢度仪上,用测试棉布包裹摩擦牢度仪的摩擦头,并用弹簧夹夹紧,防止纱布在摩擦过程中脱落;用乙醇:水=1:2浸湿棉布,放下摩擦头,加载9.8N,按照测试标准中的摩擦次数进行测试,湿磨10次。通过测试对比,耐化学性差的样条污染更严重。
        (5)涂层质量控制验证效果
        通过以上对涂层的测试,涂层质量的好坏直接影响密封条对钣金的污染程度,需要严格控制密封条喷涂质量。为了充分验证涂层得到有效控制后的道路试验表现情况,我们对采样的密封条进行了严格的现场喷涂工艺控制,并通过以上测试方法对密封条涂层厚度、耐磨性、附着力、耐化学性的测试评估后进行路试搭载,试验结果表明污染问题得到较大的改善,如图3所示。
        2.钣金油漆对污染问题的影响
        该分析只针对已发生钣金污染的故障车。抽查若干故障车,对钣金漆做以下实验:
        1)烘干性测试:耐二甲苯大于3min,烘干性良好。
        2)硬度测试:硬度为H,达到国标要求。
        3)附着力测试:附着力为0,符合要求。
        测试结果表明故障车的油漆性能良好,出现的污染钣金漆关系不大。但如果油漆性能达不到以上要求,会加重钣金污染的程度。
        3、密封面内间隙对污染问题的影响
        抽选两辆钣金被密封条污染的故障车,测量其后门与侧围的外观间隙及内间隙,测量结果如表2所示:
        经对比测量结果与故障车状态,发现后门与侧围内间隙较小的区域,污染较其它区域严重。故内间隙偏小,会加重污染的程度。图3中所示的轻度污染为内间隙较小处。
        三、结论