Essai de fissuration sous contrainte pour plastiques FORD BO 127-03

La norme « FORD BO 127-03 Stress crack testing for plastics », développée par Ford Motor Company (FORD), décrit une procédure permettant de déterminer la résistance des matériaux thermoplastiques à la fissuration sous contrainte lorsqu'ils sont utilisés en contact direct avec d'autres matériaux tels que l'huile, la graisse, les nettoyants, le PVC flexible et les élastomères.

Tous les matériaux amorphes doivent être évalués afin de déterminer leur incompatibilité potentielle avec d'autres matériaux avec lesquels ils pourraient entrer en contact. Les résines automobiles courantes sont répertoriées dans le tableau de la norme. En cas de doute ou si le matériau n'apparaît pas dans le tableau, il convient de contacter le service d'ingénierie des matériaux.

Par exemple, si une fixation métallique graissée est utilisée sur un composant ou une pièce en PC, le PC doit être testé pour détecter les fissures sous contrainte avec de la graisse de production. L'ABS est testé grâce à un substrat d'accoudoir moulé en ABS enveloppé de PVC (vinyle). Le PVC peut entraîner la migration de plastifiants dans l'ABS.

Les dispositifs nécessaires utilisés dans ces tests sont :

• Four à convection mécanique : Un four de type II A doit être utilisé conformément à la norme ASTM E145-19. Il doit être doté d'une ventilation forcée et d'une uniformité de température de plus ou moins 1 % de l'écart entre la température ambiante et celle du four. La température du four doit être réglable à plus ou moins 2 °C, sauf indication contraire dans la spécification Ford.
• Dispositifs d'essai : Un mandrin est fabriqué à partir de matériaux chimiquement inertes, tels que le bois ou l'aluminium, et présente le rayon requis pour atteindre le pourcentage de déformation requis. Les éprouvettes doivent être fixées sur le mandrin de manière à ne pas altérer les résultats de l'essai.
• Chiffon de mesure du fouet AATCC (style 3) : 80 x 84 fils au pouce carré, coton peigné, non encollé, blanchi (sans azurants optiques ni matériaux de finition).
• Substances chimiques : Les substances d'essai doivent être déterminées et approuvées respectivement par les deux parties contractantes, le service de développement de produits Ford et le laboratoire d'essai. La substance d'essai doit être composée de substances chimiques spécifiques à l'environnement pour lequel le produit est conçu. Les substances chimiques possibles sont listées dans le tableau de la norme.

Les procédures décrites dans la norme FORD BO 127-03 sont les suivantes :

• Méthode A : Éprouvettes d’essai de traction moulées (essai des matériaux) : Préparer des barres de types 1A et 1B conformément à la norme ISO 527-2. Au moins quatre éprouvettes de barres de traction doivent être préparées. Dans le cas de matériaux suspectés d’anisotropie, les éprouvettes doivent être obtenues parallèlement et perpendiculairement à l’écoulement du matériau et identifiées comme telles.

Les montages d'essai doivent être soigneusement nettoyés avant chaque essai afin d'éviter toute contamination éventuelle liée aux essais précédents. Des barres de traction sont montées sur les montages d'essai et un niveau de déformation de 1 % est atteint. L'arrière des éprouvettes doit être en contact complet avec le montage d'essai pour atteindre le niveau de déformation souhaité. Un rayon de courbure de 198 mm (sur la base d'une épaisseur de 4 mm) doit être utilisé pour les éprouvettes de types 1A et 1B.

Les échantillons sont examinés à la recherche de fissures sur toute la longueur de la jauge à l'aide d'un stéréomicroscope 20X (après application de la contrainte, mais avant l'application du produit chimique). Ceci permet de déterminer l'état de contrainte initial.

L'agent chimique est appliqué sur au moins trois barres de traction d'échantillon par la méthode d'application applicable dans le tableau dans les 2 heures suivant le montage de la barre d'essai dans le dispositif d'essai.

Les échantillons sont exposés à 80 °C ± 2 °C pendant 72 heures. L'échantillon témoin est placé dans un four séparé pour éviter toute contamination.

À la fin du test, retirez le produit chimique en l'essuyant ou en le grattant avec un chiffon doux. Aucun solvant n'est utilisé.

L'échantillon filtré est conditionné pendant 1 heure à une température de 23 degrés plus/moins 2 degrés et une humidité relative de 50 pour cent plus/moins 5 pour cent.

À l'aide d'un microscope stéréo, l'échantillon déformé est examiné à la recherche de fissures et de fissures à un grossissement de 20X pendant que l'échantillon est encore dans le dispositif d'essai.

La substance chimique, sa quantité, sa fréquence d'application et la présence de fissures ou de crevasses sont indiquées.

• Méthode B : Éprouvettes d'essai de généalogie de pièce (essais de performance) : Un échantillon de 150 mm x 20 mm est préparé à partir d'une section plane de la pièce existante, par jet d'eau ou par découpe lisse. La pièce doit être exempte de bavures et d'arêtes vives susceptibles de provoquer une fracture. Au moins quatre éprouvettes doivent être préparées. Pour les matériaux suspectés d'anisotropie, les éprouvettes doivent être prélevées sur plusieurs pièces, à l'emplacement et à l'orientation de la pièce convenus avec Ford Materials Engineering.

Les montages d'essai doivent être soigneusement nettoyés avant chaque essai afin d'éviter toute contamination par les essais précédents. Les échantillons sont placés dans les montages d'essai et soumis à une contrainte de 1 %. L'arrière des échantillons doit être en contact total avec le montage d'essai pour atteindre le niveau de contrainte souhaité.

En raison de la variabilité inhérente à la pièce, il convient de mesurer son épaisseur moyenne (au moins trois points le long de l'échantillon) afin de calculer les rayons de courbure nécessaires pour obtenir une déformation de 1 %. L'épaisseur de l'échantillon ne doit pas dépasser ± 0,5 mm, car cela affecterait la déformation appliquée à l'échantillon. Si la variation d'épaisseur dépasse ± 0,5 mm, contacter le service d'ingénierie des matériaux.

Les échantillons sont examinés à la recherche de fissures à l'aide d'un microscope stéréoscopique 20X, en passant par leur centre (après application de la contrainte, mais avant application du produit chimique). Ceci permet de déterminer l'état de contrainte initial.

À partir de ce point, la méthode A est suivie. La méthode A peut être testée à la place de la méthode B dans une spécification de performance, à la discrétion de l'ingénieur des matériaux.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs grâce à un large éventail d'activités de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluations, dispose d'une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme FORD BO 127-03 « Test de fissuration sous contrainte pour plastiques ».