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汽车塑料镀铬层的铜加速盐雾试验 (CASS) 失效因素分析

高低温试验箱 发表于(www.jbmodule.com)发布时间:2019/9/29

1 前言

汽车塑料制品的电镀层不仅可以赋予制品很好的金属质感和装饰效果,更重要的是它能大大提高材料的电性能、热性能及无与伦比的耐腐蚀性能。所以,电镀层对塑料件的使用性能和使用寿命有着举足轻重的影响。

铜加速盐雾试验(CASS)是目前衡量和评估电镀层耐腐蚀性能的最直观和最有效的测试手段。在发达国家,这种试验方法在评估镀层质量方面已经发展成为相当成熟的评价方法和评价体系,甚至是标准方法[1,2]。汽车制造行业内,大多数汽车主机厂均将该方法纳入到管控电镀制品产品质量的方法体系中,如通用[3]、福特[4]等。因此,我们国家也在1997年制定了国标方法[5],并且在2012年重新修订了该试验方法[6]。综上可见,CASS试验对于镀层质量有着极其权威的评价[7]

在长期的检测工作中,发现不同的镀层工艺条件与CASS测试结果有着某种相关性关系,作为权威检测方法CASS的测试结果直接决定了镀层制品改善的成败,所以研究镀层工艺条件与CASS失效之间的相关性意义重大,能够指导优化工艺条件,制备出抗腐蚀性能优异的镀层制品。

JMP软件是由SAS公司开发的专门用于统计学和相关性计算的软件,它是一种交互式可视化统计发现软件,直观性、可视化程度高。

通过对10万多组电镀装饰镀铬层CASS试验数据进行分析归纳,用JMP软件归纳分析镀层厚度、微孔数量、电位差与CASS试验失效的相关性,研究发现装饰镀铬层厚度与CASS有着更大的相关性。

2 试验数据与分析

2.1 检验数据

从嘉兴检测中心EMP中2010~2014年5年100 000多项数据中筛选首次委托或同单号同批次试验数据近2 000组。

2.2 装饰镀铬层厚度与CASS失效之间的相关性

图1、表1、表2所示为装饰镀铬层厚度与CASS失效的JMP模拟散布图,其中图1为装饰镀铬层厚度与CASS失效的列联分析马赛克图,表1、表2为其列联表和检验参数表。

图1 Cr膜厚与CASS失效列联分析的马赛克图

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表1 Cr膜厚与CASS失效列联分析的列联表     下载原表

表1 Cr膜厚与CASS失效列联分析的列联表

表2 Cr膜厚与CASS失效列联分析的校验参数表     下载原表

表2 Cr膜厚与CASS失效列联分析的校验参数表

失效的样品与合格的样品有着明显不同的厚度集中区域。这说明装饰镀铬层的厚度与样品的CASS测试有着相当大的相关性。

图2与图3是合格样品与失效样品的装饰镀铬层厚度分布。

图2 CASS试验OK情况下对应的Cr层平均膜厚分布

图2 CASS试验OK情况下对应的Cr层平均膜厚分布   下载原图

图3 CASS试验NG情况下对应的Cr层平均膜厚分布

图3 CASS试验NG情况下对应的Cr层平均膜厚分布   下载原图

同样的,可以看出对于失效样品和未失效样品而言,装饰镀铬层厚度有着明显不同的集中区域。

2.3 分散电流/微孔/活性点与CASS失效之间的相关性

微孔/微裂纹等分散电流的特性,使得电镀件在局部腐蚀上得到很大缓解。因此,通常认为微孔/微裂纹等分散电流作用的特性必然与CASS存在强相关的对应关系。

如下图表中,图4、表3和表4分别为分散电流与CASS失效的马赛克图、列联表和检验参数表;同样的,图5、表5表6分别为微孔与CASS失效的马赛克图、列联表和检验参数表;图6、表7和表8对应着活性点与CASS失效之间的马赛克图、列联表和检验参数表。

图4 分散电流与CASS失效列联分析的马赛克图

图4 分散电流与CASS失效列联分析的马赛克图   下载原图

表3 分散电流与CASS失效列联分析的列联表     下载原表

表3 分散电流与CASS失效列联分析的列联表

表4 分散电流与CASS失效列联分析的校验参数表     下载原表

表4 分散电流与CASS失效列联分析的校验参数表
图5 微孔与CASS失效列联分析的马赛克图

图5 微孔与CASS失效列联分析的马赛克图   下载原图

表5 微孔与CASS失效列联分析的列联表     下载原表

表5 微孔与CASS失效列联分析的列联表

表6 微孔与CASS失效列联分析的校验参数表     下载原表

表6 微孔与CASS失效列联分析的校验参数表
图6 活性点与CASS失效列联分析的马赛克图

图6 活性点与CASS失效列联分析的马赛克图   下载原图

通过图3、4可以看出,分散电流、微孔与CASS失效有着较明显的相关性,而图6中活性点与CASS失效之间的相关性并不明显。

活性点相当于有效分散电流的微孔点,两者对CASS失效应该有相同的相关程度,即微孔与CASS失效强相关,就没有理由活性点与CASS不强相关。这种情况应该是检测的局限性和局部样本的样品量偏少造成的。

表7 活性点与CASS失效列联分析的列联表     下载原表

表7 活性点与CASS失效列联分析的列联表

表8 活性点与CASS失效列联分析的校验参数表     下载原表

表8 活性点与CASS失效列联分析的校验参数表

2.4 电位差与CASS失效之间的相关性

图7为电位差(STEP)与CASS失效列联分析的马赛克图,表9与表10分别为电位差与CASS失效列联分析的列联表和检验参数表,通过图中可以看出电位差与CASS失效之间相关性不大。

图7 电位差与CASS失效列联分析的马赛克图

图7 电位差与CASS失效列联分析的马赛克图   下载原图

分析电位差与CASS无强相关性的原因分析如下。

电位差限定范围不合理。最好的电位差应该控制在微孔镍与全光镍40~60 mV,全光镍与半光镍100~135 mV之间,而目前实际主机厂电位差标准为微孔镍与全光镍20~90 m V,全光镍与半光镍100~200 m V之间,故电位差实际标准规定或许存在不合理放大,导致电位差与CASS的关系并不如想象中的强相关。

表9 电位差与CASS失效列联分析的列联表     下载原表

表9 电位差与CASS失效列联分析的列联表

表1 0 电位差与CASS失效列联分析的校验参数表     下载原表

表1 0 电位差与CASS失效列联分析的校验参数表

另一方面,数据量不够多也可能是造成电位差与CASS无对应关系的原因之一(常规检测中日系主机厂没有电位差要求)。

2.5 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效之间的相关性

图8为膜厚、微孔等多因子与CASS失效列联分析的马赛克图,表11、表12分别为上述多因子与CASS失效列联分析的列联表和检验参数表。

通过图中可以看出,在装饰镀铬层厚度和微孔都OK的情况下,CASS合格的概率大于CASS失效的概率。同时,装饰镀铬层厚度和微孔OK和NG,会造成CASS试验OK和NG的概率不同。

图8 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效列联分析的马赛克图

图8 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效列联分析的马赛克图   下载原图

表1 1 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效列联分析的列联表     下载原表

表1 1 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效列联分析的列联表

表1 2 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效列联分析的校验参数表     下载原表

表1 2 装饰镀铬层厚度、微孔等多因子与CASS失效列联分析的校验参数表

3 结论

通过分析三个主要影响因素,确定了塑料装饰镀铬层的CASS失效的影响因素。

在上述三个类型的影响因素中,装饰镀铬层厚度有着更为明显的影响。其他因素的影响并不明显。

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