客車涂裝對橡膠鉸鏈膠條性能的影響

張 黎Zhang Li

客車涂裝對橡膠鉸鏈膠條性能的影響

張 黎
Zhang Li

（比亞迪汽車工業(yè)有限公司，廣東 深圳 518118 ）

通過試驗的方法考察客車涂裝用料和高溫對橡膠鉸鏈膠條材料性能及耐久性能的影響，試驗結(jié)果顯示：清潔劑對材料本身性能影響最大，現(xiàn)有涂裝過程帶來的材料性能改變不足以引起使用壽命降低。

橡膠鉸鏈；涂裝；材料性能

0 引 言

客車作為一種運送人員和行李的交通工具，為滿足載運和自身檢修需求，一般具有多種型式的艙門，艙門通過各種鉸鏈連接于車身且通過鉸鏈做開閉運動。其中，橡膠鉸鏈結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、性能可靠，尤其防水性能好，在公交車中得到廣泛應(yīng)用[1]。橡膠鉸鏈由上下兩頁型材及中間起連接和轉(zhuǎn)軸作用的橡膠連接條構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 橡膠鉸鏈安裝結(jié)構(gòu)[2]

橡膠鉸鏈膠條的材料一般為三元乙丙橡膠，橡膠條性能的好壞直接影響整個鉸鏈的使用性能，耐久性是其性能的最重要指標(biāo)，耐久性能降低一般伴隨著橡膠老化和物理損傷，其老化失效通常表現(xiàn)為變硬、變脆、軟化、粉化、發(fā)粘、變色、開裂等；導(dǎo)致橡膠老化的原因很多，氧、臭氧、水汽、酸、堿、鹽、熱、電、光、機(jī)械力、輻射、微生物等，其中物理損傷一般表現(xiàn)為各種劃傷和割裂。

客車生產(chǎn)中，橡膠鉸鏈膠條一般在涂裝工序前已隨艙門裝上白車身，之后隨白車身一起進(jìn)涂裝噴涂和高溫烘烤。通過試驗的方法，重點考察橡膠條性能在涂裝過程中受到的影響，包括材料本身性能和其耐久性能。

1 材料性能

1.1 材料性能指標(biāo)

按照GB/T 21282—2007《乘用車用橡塑密封條》[3]和QC/T 639—2004《汽車用橡膠密封條》[4]的要求，設(shè)定材料合格性能見表1。

表1 橡膠條材料性能要求

續(xù)表1

對采購原件進(jìn)行檢測，查看是否符合要求，每項參數(shù)的檢測樣件為3件，其最終結(jié)果取3個檢測結(jié)果的平均值（之后每項參數(shù)的檢測均按此安排樣件數(shù)量和取值），檢測結(jié)果見表1。由結(jié)果可知，原件性能符合要求。

1.2 涂裝影響

涂裝過程分為水性漆和油性漆2種方式，用料及烘烤時間見表2、表3（時間為用料在整個涂裝過程中停留時間，整個涂裝時間為底漆所經(jīng)過的時間），生產(chǎn)中根據(jù)需要選擇水性漆或油性漆中的一種進(jìn)行涂裝處理。

表2 水性漆處理

表3 油性漆處理

續(xù)表3

首先將2組樣件分別經(jīng)過水性漆和油性漆的涂裝生產(chǎn)全過程，然后對這2組樣件進(jìn)行材料性能檢測，其中每組樣件含33件樣件，為檢測所有參數(shù)所需的樣件，檢測結(jié)果見表4。

表4 全過程處理材料性能檢測結(jié)果

從檢測結(jié)果可知，水性漆處理過的樣件沒有超出指標(biāo)范圍，油性漆處理過的樣件其拉斷伸長率為487%，低于指標(biāo)范圍（≥500%）。

進(jìn)一步分析，按涂裝不同工序分別處理樣件，分別考察不同用料及高溫對材料性能的影響，檢測結(jié)果見表5、表6。

表5 水性漆部分高溫烘烤件材料性能檢測結(jié)果

續(xù)表5

表6 油性漆部分高溫烘烤件材料性能檢測結(jié)果

另外設(shè)置一組純烘烤樣件進(jìn)行對比分析，即樣件單純經(jīng)過最長烘烤時間240 min，既不含水性漆也不含油性漆。檢測結(jié)果為：硬度66度，拉伸強(qiáng)度10.7 MPa，拉斷伸長率588%，撕裂強(qiáng)度40 kN/m，熱空氣老化硬度變化3度，熱空氣老化拉伸強(qiáng)度變化率7.5%，熱空氣老化拉斷伸長率變化率-13%，熱空氣老化撕裂強(qiáng)度變化率1.5%，耐臭氧老化無龜裂，壓縮永久變形37.7%，脆性溫度符合要求。

從檢測結(jié)果可知，水性漆中清潔劑_D837影響下的熱空氣老化硬度變化（13度）和熱空氣老化拉伸強(qiáng)度變化率（19.2%）超出指標(biāo)范圍（0～5度、-15%～15%）；油性漆中清潔劑_D845影響下的拉斷伸長率（484%）低于指標(biāo)要求（≥500%）；純烘烤樣件符合指標(biāo)要求。

1.3 材料性能檢測結(jié)果

（1）經(jīng)過整個涂裝過程，油性漆處理的樣件在拉斷伸長率上比指標(biāo)范圍低2.6%；

（2）經(jīng)過單項工序處理，水性漆中，清潔劑_D837影響下的熱空氣老化硬度變化比指標(biāo)范圍高160%，熱空氣老化拉伸強(qiáng)度變化率比指標(biāo)范圍高28%；

（3）經(jīng)過單項工序處理，油性漆中，清潔劑_D845影響下的拉斷伸長率比指標(biāo)范圍低3.2%，其中油性漆單項工序處理的結(jié)論與整個涂裝過程處理的結(jié)論相一致且數(shù)值相近（487%與484%）；

（4）綜合上述單項工序處理的結(jié)果可以看出，清潔劑對材料性能的影響最大。

2 耐久性能

根據(jù)材料分析結(jié)果，設(shè)置3組樣件（每組樣件數(shù)量3件）進(jìn)行耐久性能檢測，其中一組是未經(jīng)過任何處理的樣件，另兩組是性能超出指標(biāo)要求的樣件；這兩組樣件分別為按涂裝過程經(jīng)清潔劑_D837處理的樣件和按涂裝過程經(jīng)清潔劑_D845處理的樣件（兼顧經(jīng)整個油性漆涂裝過程的樣件）。將3組樣件裝上試驗臺架，分別模擬艙門啟閉耐久試驗，以15萬次作為試驗?zāi)繕?biāo)（15萬次使用壽命遠(yuǎn)超整車壽命內(nèi)的實際使用次數(shù)），檢測壽命差異，試驗結(jié)果見表7。

表7 耐久試驗結(jié)果

從試驗結(jié)果來看，3種樣件均符合性能要求。

3 結(jié) 論

經(jīng)過試驗對比可知：

（1）橡膠條在涂裝用料及高溫的影響下，各項指標(biāo)均有不同程度的變化，特別是清潔劑的影響，在生產(chǎn)應(yīng)用中，改善清潔劑的影響有利于橡膠條保持其原有性能；

（2）經(jīng)過涂裝后，橡膠條的材料性能變化不會引起使用壽命的改變。

[1]劉開春.客車車身設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2012.

[2]陳永軍.客車側(cè)艙門鉸鏈淺識[J].客車技術(shù)與研究，2004（4）:25-27.

[3]全國橡膠與橡膠制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.乘用車用橡塑密封條：GB/T 21282—2007[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[4]全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.汽車用橡膠密封條：QC/T 639—2004[S]. 北京：中國計劃出版社，2004.

2021-05-08

U468.2+1

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.04.013

1002-4581（2021）04-0051-04