FORD BO 127-03 Test pękania naprężeniowego tworzyw sztucznych

Norma „FORD BO 127-03 Badanie pęknięć naprężeniowych w tworzywach sztucznych” opracowana przez Ford Motor Company (FORD) opisuje procedurę określania odporności materiałów termoplastycznych na pękanie naprężeniowe w przypadku bezpośredniego kontaktu z innymi materiałami, takimi jak olej, smar, środki czyszczące, elastyczny PVC i elastomery.

Wszystkie materiały amorficzne należy ocenić pod kątem potencjalnej niezgodności z innymi materiałami, z którymi mogą mieć kontakt. Typowe żywice samochodowe wymieniono w tabeli zawartej w normie. W razie wątpliwości lub jeśli dany materiał nie znajduje się w tabeli, należy skontaktować się z działem inżynierii materiałowej.

Na przykład, w komponencie lub części PC zastosowano nasmarowany metalowy element złączny, dlatego PC musi zostać przetestowany pod kątem pęknięć naprężeniowych za pomocą smaru produkcyjnego. ABS jest testowany ze względu na podłoże podłokietnika formowane z ABS owiniętego PVC (winylem). PVC może powodować migrację plastyfikatora do ABS.

Niezbędnymi urządzeniami używanymi w tych testach są:

• Piec konwekcyjny mechaniczny: Należy stosować piec typu II A zgodnie z normą ASTM E145-19. Piec musi posiadać wymuszoną wentylację i równomierność temperatury z tolerancją plus/minus 1% różnicy między temperaturą pieca a temperaturą otoczenia. Temperatura pieca musi być regulowana z dokładnością plus/minus 2 stopni Celsjusza, chyba że specyfikacja Forda stanowi inaczej.
• Osprzęt testowy: Trzpień wykonany jest z materiałów chemicznie obojętnych, takich jak drewno lub aluminium, o promieniu wymaganym do uzyskania wymaganego odkształcenia procentowego. Próbki należy zamocować na trzpieniu w sposób, który nie wpłynie na wyniki testu.
• Tkanina trzepaczka AATCC (styl 3): gęstość 80 x 84 nitki, czesana bawełna, niezaklejana, wybielana (bez wybielaczy optycznych i materiałów wykończeniowych).
• Substancje chemiczne: Substancje testowe muszą zostać określone i zatwierdzone przez obie strony umowy, odpowiednio Dział Rozwoju Produktów Forda oraz laboratorium badawcze. Substancja testowa musi składać się z substancji chemicznych specyficznych dla środowiska, dla którego produkt jest przeznaczony. Możliwe substancje chemiczne wymieniono w tabeli zawartej w normie.

Procedury opisane w normie FORD BO 127-03 są następujące:

• Metoda A: Formowane próbki do próby rozciągania (badanie materiałów): Przygotować pręty typu 1A i 1B zgodnie z normą ISO 527-2. Należy przygotować co najmniej cztery próbki prętów do próby rozciągania. W przypadku materiałów podejrzewanych o anizotropię, próbki należy pobrać równolegle i prostopadle do przepływu materiału i odpowiednio je zidentyfikować.

Przed każdym testem należy starannie oczyścić przyrządy pomiarowe, aby zapobiec ewentualnym zanieczyszczeniom z poprzednich testów. W przyrządach pomiarowych montuje się pręty rozciągające, a poziom odkształcenia wynosi 1%. Aby uzyskać pożądany poziom odkształcenia, tylna strona próbek musi całkowicie stykać się z przyrządem pomiarowym. W przypadku próbek typu 1A i 1B należy stosować promień gięcia 198 mm (przy grubości 4 mm).

Próbki bada się pod kątem pęknięć na całej długości próbki za pomocą mikroskopu stereoskopowego 20x (po przyłożeniu naprężenia, ale przed podaniem substancji chemicznej). Ma to na celu określenie początkowego stanu naprężenia.

Środek chemiczny nanosi się na co najmniej trzy próbki prętów rozciągających, stosując odpowiednią metodę aplikacji podaną w tabeli, w ciągu 2 godzin od zamontowania pręta badawczego w przyrządzie badawczym.

Próbki poddaje się działaniu temperatury 80°C plus/minus 2°C przez 72 godziny. Próbkę kontrolną poddaje się działaniu temperatury w osobnym piecu, aby zapobiec zanieczyszczeniu.

Po zakończeniu testu usuń substancję chemiczną, przecierając ją lub zeskrobując miękką ściereczką. Nie używaj rozpuszczalników.

Przefiltrowaną próbkę kondycjonuje się przez 1 godzinę w temperaturze 23 stopni plus/minus 2 stopnie i wilgotności względnej 50 procent plus/minus 5 procent.

Za pomocą mikroskopu stereoskopowego bada się próbkę pod kątem pęknięć i szczelin przy powiększeniu 20-krotnym, gdy próbka znajduje się jeszcze w urządzeniu testowym.

Podaje się nazwę substancji chemicznej, jej ilość, częstotliwość stosowania oraz obecność pęknięć lub szczelin.

• Metoda B: Próbki do badań genealogicznych części (badania wydajności): Próbkę o wymiarach 150 mm x 20 mm przygotowuje się z płaskiego fragmentu istniejącej części, metodą strumienia wody lub cięcia gładkiego. Część musi być wolna od zadziorów i ostrych krawędzi, które mogłyby spowodować pęknięcie. Należy przygotować co najmniej cztery próbki. W przypadku materiałów podejrzewanych o anizotropię, próbki należy pobrać z kilku części, uwzględniając ich lokalizację i orientację uzgodnioną z Ford Materials Engineering.

Przed każdym testem należy starannie oczyścić przyrządy pomiarowe, aby zapobiec ewentualnym zanieczyszczeniom pochodzącym z poprzednich testów. Próbki umieszcza się w przyrządach pomiarowych i poddaje naprężeniu do poziomu 1%. Aby uzyskać pożądany poziom naprężenia, tylna strona próbek musi mieć pełny kontakt z przyrządem pomiarowym.

Ze względu na naturalną zmienność części, należy zmierzyć jej średnią grubość (w co najmniej trzech punktach wzdłuż próbki), aby obliczyć promienie gięcia wymagane do uzyskania odkształcenia 1%. Pomiary grubości próbki nie powinny przekraczać plus/minus 0,5 mm, ponieważ wpłynie to na odkształcenie przyłożone do próbki. Jeśli odchylenie grubości przekracza plus/minus 0,5 mm, należy skontaktować się z inżynierem materiałowym.

Próbki bada się pod kątem pęknięć za pomocą mikroskopu stereoskopowego 20x, patrząc przez środek próbki (po przyłożeniu naprężenia, ale przed nałożeniem środka chemicznego). Ma to na celu określenie początkowego stanu naprężenia.

Od tego momentu stosuje się metodę A. Inżynier materiałowy może według własnego uznania testować metodę A zamiast metody B w specyfikacji wydajności.

Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodne z normą „FORD BO 127-03 Test pękania naprężeniowego tworzyw sztucznych”.