JIS D0205《汽车零部件耐气候性能检验方法》是日本工业标准中针对汽车零部件(如塑料、合成皮革、硫化橡胶等)耐候性测试的重要规范,其中碳弧灯试验是加速检验的核心方法之一。以下是对该标准中碳弧灯试验方法的详细解读:
一、标准适用范围
材料类型:塑料、合成皮革、织物、硫化橡胶等制成的汽车零部件。
测试目的:评估材料在自然环境(日光、温度、湿度、臭氧等)下的耐候性,尤其是耐光性和耐气候性能。
应用场景:
汽车外部零件(如灯具、外饰件)需通过直接暴露检验(WON-S/WANJS)。
汽车内部零件(如仪表盘、内饰件)需通过玻璃罩下暴露检验(WOL-S/WALJS)。
二、碳弧灯试验的核心内容
1. 试验类型与标志
检验类型 | 标志 | 适用场景 |
---|---|---|
加速耐光性能检验 | WALJS/WALJH | 通过碳弧灯模拟日光照射,评估材料耐光性。 |
加速耐气候性能检验 | WANJS/WANJH | 模拟自然气候(光、温、湿),评估综合耐候性。 |
2. 试验条件
光源类型:
开放式碳弧灯(阳光型或紫外型),光谱范围 300-700 nm(接近自然光)。
封闭式碳弧灯(可选,用于特定材料测试)。
温度控制:
黑板温度(BPT):63℃ 或 83℃(根据材料耐温性选择)。
黑标准温度(BST):可选,用于更精确的温度监测。
湿度控制:
通常为 50% RH(相对湿度),模拟自然环境下的湿度条件。
辐照强度:
需符合 JIS X2381 标准规定的辐射能量测量要求。
3. 试件要求
试件形状与尺寸:
塑料、合成皮革、织物:按实际零件形状裁剪,或使用哑铃形试件(No.5型)。
硫化橡胶:哑铃形试件(宽度12.7 mm,总长254 mm)。
试件数量:
每次检验至少 3件 试件(用于重复性和对比分析)。
安装方式:
试件安装面应与光线接收面角度一致。
背面需覆盖防尘层(如涂漆或绝缘材料),避免灰尘沉积干扰测试。
4. 试验步骤
试件准备:
按材料类型和检验类型制备试件,确保厚度与实际零件一致。
对于表面处理材料(如涂漆件),需保留涂层完整性。
安装设备:
使用符合 JIS X2381 的暴露装置(直接暴露或黑箱暴露)。
安装积分光度计,确保辐射能量测量准确。
开始试验:
设置黑板温度(63℃/83℃)和湿度(50% RH)。
根据标准要求运行碳弧灯,记录辐照时间和环境参数。
周期性观察:
定期检查试件的变色、裂纹、粉化、脆化等老化现象。
使用色差计或目视法评估颜色变化(ΔE值)。
5. 结果评价
性能指标:
耐光性:通过色差(ΔE)、黄变指数(YI)或光泽度变化评估。
耐气候性:观察材料表面开裂、剥落、硬化等机械性能退化。
耐臭氧性:若涉及臭氧老化,需补充臭氧浓度测试(参考 ISO 1431)。
判定依据:
与保留样件(未测试样品)对比,判断是否符合验收标准。
若无具体指标,需根据行业经验或合同约定判定合格性。
三、与其他标准的对比
标准 | 适用对象 | 核心差异 |
---|---|---|
JIS D0205 | 汽车零部件 | 专为汽车材料设计,强调黑板温度和试件安装方式。 |
ASTM G152 | 非金属材料 | 允许更多温度和湿度组合,适用于更广泛材料。 |
ISO 4892-4 | 塑料材料 | 光谱范围与JIS D0205相似,但更通用。 |
GB/T 16422.4 | 塑料材料 | 等效采用ISO 4892-4,适合中国本土测试需求。 |
四、注意事项
设备校准:
碳弧灯需定期维护(如清洁积分光度计),确保辐照强度稳定。
试件代表性:
试件应从实际零件上取样,避免边缘效应或局部缺陷干扰结果。
环境控制:
实验室需保持通风良好,避免外部温湿度波动影响测试。
数据记录:
详细记录辐照时间、温度、湿度及试件变化情况,便于后续分析。
五、典型应用场景
汽车外饰件(如保险杠、尾灯):通过 WANJS(63℃ BPT)模拟长期日晒,验证材料褪色和开裂风险。
汽车内饰件(如仪表盘、门板):通过 WALJS(83℃ BPT)加速测试,评估高温高光环境下的老化性能。
橡胶密封条:结合 JIS D0205 和 ISO 1431,同时测试耐光性和耐臭氧性。
六、参考资料
JIS D0205-1987《汽车零部件耐气候性能检验方法》
JIS X2381《非金属材料曝露试验装置》
ISO 1431-1:2012《硫化橡胶耐臭氧龟裂测试》
ASTM G152《非金属材料碳弧灯曝露试验》
如需进一步了解具体操作细节或获取标准原文,可联系专业检测机构或查阅日本工业标准协会(JSA)官网。