自動車部品の電気めっきコーティングの耐摩耗性をテストするにはどうすればよいですか?

自動車部品の電気めっき皮膜の耐摩耗性の試験方法

I. 電気めっき皮膜の耐摩耗性の概要

自動車部品の電気めっきコーティングの耐摩耗性とは、電気めっきコーティングが摩擦や磨耗条件下でその完全性と機能を維持する能力を指します。電気めっき皮膜の耐摩耗性は、自動車部品の寿命や外観品質に直接影響し、電気めっきプロセスの品質を評価するための重要な指標の1つです。優れた耐摩耗性により、長期使用中にコーティングが剥がれたり、変色したり、劣化したりしません。-

電気めっきコーティングの耐摩耗性は、コーティング材料 (クロム、ニッケル、亜鉛など)、コーティングの厚さ、コーティング構造 (単層または多層)、基材の特性、電気めっきプロセスのパラメーターなど、さまざまな要因によって影響されます。さまざまな種類の電気めっき皮膜やさまざまな用途の自動車部品について、耐摩耗性を評価するには適切な試験方法が必要です。

II.主な試験方法

1. 摩擦摩耗試験

摩擦摩耗試験は、電気めっきコーティングの耐摩耗性を評価する直接的な方法であり、主に以下のものが含まれます。

(1) 往復摩擦摩耗試験

フリクションヘッドを試料表面上で往復直線運動させる往復運動機構を採用しています。荷重、速度、摩擦サイクル数などのパラメータを制御することで、実際の使用状況をシミュレーションします。試験後、質量損失、表面形態の変化、または摩擦係数の変化を測定することにより、耐摩耗性を評価します。

(2) 回転摩擦摩耗試験

試料を固定し、フリクションヘッドを回転させる回転式摩擦試験機を使用します。シャフトなどの回転部品の摩耗をシミュレートします。摩擦トルクや摩耗量の変化を測定することで性能を評価します。

(3) フレッチング摩耗試験

これは、小振幅の往復運動によって引き起こされる摩耗をシミュレートし、振動条件下での電気めっき層の耐摩耗性を評価するのに適しています。{0}テストパラメータには、振幅、周波数、負荷、サイクル数が含まれます。

2. スクラッチテスト

スクラッチテストでは、ダイヤモンド圧子を使用して、一定または増加する負荷の下でコーティング表面を引っ掻いて、コーティングと基材の間の結合強度とその耐傷性を評価します。

(1) 定荷重スクラッチ試験

固定荷重スクラッチを使用します。光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて傷の形態を観察し、傷の幅や深さを測定します。

(2) 段階的負荷スクラッチ試験

負荷はゼロから設定値まで直線的に増加します。臨界荷重 (Lc)、つまりコーティングが破壊され始める荷重は、音響放射信号または摩擦係数の突然の変化によって決まります。

3. 落下摩耗試験

砂などの硬い粒子によるコーティング表面の衝撃摩耗をシミュレートします。

- 標準砂粒子を一定の高さからサンプル表面に自由に滴下します。

- 耐摩耗性は、砂衝撃後の単位面積あたりの質量損失または厚さの​​減少によって評価されます。

- ドアハンドルやトリムストリップなどの露出部分の耐摩耗性の評価に適しています。

4. テーバー摩耗試験

広く使用されている標準化された耐摩耗性試験方法:

- 特殊な砥石車を使用してサンプルの表面を回転させ、こすります。

- 一定数の回転後に質量損失が記録されるか、表面の外観の変化が観察されます。

- さまざまなコーティングの相対的な耐摩耗性を比較できます。

- 平面サンプルの耐摩耗性評価に適しています。

5. サンドブラスト試験

高速粒子の衝撃によって引き起こされる摩耗をシミュレートします。-

- 圧縮空気を使用して研磨粒子をサンプル表面にスプレーします。

- 空気圧、スプレー距離、時間、研磨剤の種類を制御します。

- 表面粗さまたは質量損失の変化は試験後に評価されます。フロントグリルなど飛び石の影響を受けやすい部品の塗装評価に適した規格です。

Ⅲ．試験基準と仕様

電気めっきコーティングの耐摩耗性をテストするための一般的な自動車業界規格には次のものがあります。

1. ASTM B571 - 金属コーティングの密着性に関する標準試験方法

2. ASTM B499 -磁性基板上の非磁性コーティングの厚さを測定するための磁気法-

3. ISO 4524 - 金属コーティングの耐摩耗性試験方法

4. 自動車表面材料の耐傷性に関する SAE J400 - テスト

5. 繊維摩耗試験の DIN 53100 - 規格

6. GM 9508P - ゼネラルモーターズのコーティング耐摩耗性試験仕様

7. Ford FLTM BI 104-01 - フォード自動車コーティング耐摩耗性試験方法

IV.テストパラメータの選択

電気めっきコーティングの耐摩耗性試験を実施する場合、実際の用途シナリオに基づいて適切な試験パラメータを選択する必要があります。

1. 1. 荷重の選択: コンポーネントの実際の応力条件に基づいて、自動車の外部部品の試験荷重は通常 5 ～ 20 N、内部部品の場合は 1 ～ 10 N です。

2. 摩擦サイクル/時間: 長期間の使用をシミュレートするには、通常は 1000- 10000 サイクルに設定します。

3. 摩擦ペア材質: 実際の接触材質に基づいて選択されます。一般的に使用される摩擦材には、ゴム、鋼球、サンドペーパーなどがあります。

4. 環境条件：温度（常温または高温）、湿度、潤滑剤の添加の有無など。

5. 評価指標：質量減少、厚み減少、表面粗さの変化、光反射率の変化、または外観評価。

V. 試験結果の評価

電気めっき層の耐摩耗性試験後の結果は、通常、次の方法を使用して評価されます。

1. 質量法: 試験前後のサンプルの重量を正確に測定し、単位面積あたりの質量損失 (mg/cm2) を計算します。

2. 膜厚法：膜厚計を使用し、摩耗前後のめっき膜厚の変化（μm）を測定します。

3. 形態解析:

- 光学顕微鏡を使用して表面の摩耗形態を観察します。

- 走査型電子顕微鏡 (SEM) による摩耗メカニズム (凝着摩耗、摩耗摩耗など) の分析

- 3D 摩耗深さと表面粗さの形状測定測定

4. 機能評価:

- 摩耗後の耐食性の変化を評価するための耐食性試験（塩水噴霧試験など）

- 接触抵抗測定（導電性コーティングの場合）

- 光学性能試験（装飾コーティング用）

VI.応用例

1. ドアハンドルのクロムメッキ: タルボット摩耗テストを使用すると、5000 回転後の反射率の低下は 20% 未満です。

2. 内装トリムコーティング: 往復摩擦テスト、10,000 サイクル後も明らかな摩耗はありません。

3. ホイールハブコーティング：落下テスト、500gの砂による衝撃後の厚さの減少は5μm以下。

4. ギアシフトレバーコーティング: 模擬指摩擦テスト、5000 サイクル後もコーティング剥離なし。

VII.予防

1. サンプルの準備中に表面がきれいで欠陥がないことを確認します。応力集中を避けるためにエッジを適切に処理する必要があります。

2. 1. 試験前に、サンプルを標準環境 (23±2 度、50±5%RH) で少なくとも 24 時間調整する必要があります。

2. 結果の比較可能性を確保するために、同じバッチからのサンプルを同じ条件下でテストする必要があります。

3. 負荷や速度などのパラメータの精度を確保するために、試験装置を定期的に校正する必要があります。

4. データの信頼性を向上させるために、十分な回数の反復テスト (通常、n は 3 以上) を実行する必要があります。

5. 結果の分析と比較を容易にするために、テストレポートにはすべてのテスト条件を詳細に記録する必要があります。

科学的かつ合理的な耐摩耗性試験を通じて、自動車部品の電気めっき皮膜の耐久性能を正確に評価することができ、製品設計、プロセス改善、品質管理の信頼できる基礎を提供します。さまざまな部品を実際の使用条件に基づいて適切な方法と評価基準を使用してテストし、テスト結果が実用的な参考値であることを確認する必要があります。