(高清版)GBT 39494-2020 新能源汽車驅(qū)動電機(jī)用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定

ICS77.120.99新能源汽車驅(qū)動電機(jī)用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T39494—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC229)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、杭州永磁集團(tuán)有限公司、寧波韻升股份有限公司、北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司、京磁材料科技股份有限公司、國合通用測試評價認(rèn)證股電子股份有限公司、包頭希迪瑞科技有限公司、福建省長汀金龍稀土有限公司。1GB/T39494—2020新能源汽車驅(qū)動電機(jī)用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了新能源汽車驅(qū)動電機(jī)用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定方法。共包含四種方本標(biāo)準(zhǔn)適用于新能源汽車驅(qū)動電機(jī)用稀土永磁材料表面的單層或多層涂鍍層結(jié)合力的測定，涂鍍層包括采用電鍍、電泳、噴涂、物理氣相沉積、化學(xué)鍍等技術(shù)的涂鍍層(帶有涂鍍層的稀土永磁材料以下簡稱涂鍍層產(chǎn)品)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3138金屬及其他無機(jī)覆蓋層表面處理術(shù)語GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T12609電沉積金屬覆蓋層和相關(guān)精飾計數(shù)檢驗抽樣程序JJG475—2008電子式萬能試驗機(jī)檢定規(guī)程3術(shù)語和定義GB/T3138界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1基體substrate需要進(jìn)行表面處理的稀土永磁材料工件。使單位表面積的涂鍍層的不同膜層分離所需的力，或使單位表面積的涂鍍層與基體分離所需的力。4拉開法4.1方法原理將試柱用膠黏劑固定在涂鍍層上，利用拉力試驗機(jī)在涂鍍層的法線方向上連續(xù)地施加載荷，當(dāng)該載荷大于涂鍍層的結(jié)合力時，涂鍍層即從基體上分離或涂鍍層的不同膜層分離。用破壞涂鍍層/基體界面間附著所施加的拉力與粘接面積的比值或破壞涂鍍層/基體界面間附著所施加的拉力來表示涂鍍層的2GB/T39494—20204.2試驗設(shè)備與材料用于涂鍍層產(chǎn)品的高低溫交變處理。可使用兩個獨(dú)立的溫度試驗箱或一個快速溫度變化的試驗箱?？刹捎萌斯せ蜃詣愚D(zhuǎn)換方法，試驗箱應(yīng)在3min內(nèi)完成高低溫轉(zhuǎn)換。拉力試驗機(jī)的測力系統(tǒng)及同軸度應(yīng)按照J(rèn)JG475—2008進(jìn)行校準(zhǔn)，其精確度應(yīng)為1級或優(yōu)于1級。拉開法試驗裝置如圖1所示。裝置A適用于上下表面平行的涂鍍層產(chǎn)品。對厚度小于5mm的涂鍍層產(chǎn)品，為避免拉伸過程中因涂鍍層產(chǎn)品強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致斷裂，宜在涂鍍層產(chǎn)品的另一面粘接一塊鋼片，使下夾具的力作用在鋼片上。對于厚度不小于5mm的涂鍍層產(chǎn)品，可不粘接鋼片。裝置B適用于被測面為平面及瓦形的涂鍍層產(chǎn)品，采用該裝置應(yīng)確保上下試柱同軸。裝置A裝置B說明：3——基體表面涂鍍層；圖1拉開法試驗裝置示意圖3GB/T39494—2020試柱由不銹鋼圓柱組成。試柱一端連接拉力試驗機(jī)，另一端利用膠黏劑與涂鍍層粘結(jié)，試柱粘接面應(yīng)與試柱的軸線相垂直(90°±0.5°),且邊緣保持直角不得倒角。表面需進(jìn)行磨光處理，磨光面粗糙度Ra值在0.4μm～12.5μm范圍內(nèi)，可根據(jù)膠黏劑性能做適當(dāng)調(diào)整。試柱粘接面的直徑為10mm~20mm,試柱的長度不低于其直徑。如涂鍍層產(chǎn)品為瓦形等非平面規(guī)格產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)涂鍍層產(chǎn)品的尺寸將試柱粘接面加工出對應(yīng)弧度，以確保試柱的粘接面能與涂鍍層粘接面貼合緊密。鋼片的厚度為5mm,確保在測試過程中不發(fā)生形變。鋼片粘接面的面積應(yīng)大于涂鍍層產(chǎn)品測試面的面積。上下表面應(yīng)平整，粗糙度Ra值在0.4μm～12.5μm4.2.4.1膠黏劑的粘接強(qiáng)度應(yīng)大于被測涂鍍層與基體的結(jié)合力，且不能與涂鍍層發(fā)生反應(yīng)，可采用聚氨酯甲基丙烯酸酯類或環(huán)氧樹脂類的膠黏劑。若不同膠黏劑的測量結(jié)果有差異，應(yīng)采信數(shù)值較低的測量結(jié)果。為減少膠黏劑本身對測量結(jié)果的影響，應(yīng)盡量采用同一種膠黏劑。4.2.4.2膠黏劑的使用和固化應(yīng)按其制造廠商的技術(shù)要求進(jìn)行。由于加熱可能會改變涂鍍層的結(jié)合力，固化溫度不宜高于100℃,加熱時間不宜超過30min。4.3取樣按GB/T12609規(guī)定的抽樣方案抽樣，每一批次產(chǎn)品隨機(jī)抽取5件及以上。4.4試樣涂鍍層產(chǎn)品測試面應(yīng)規(guī)整，不應(yīng)有撓曲、歪斜等變形，且面積應(yīng)大于選取的試柱面積。因稀土永磁材料的特殊性，試樣不得由標(biāo)準(zhǔn)樣板或其他規(guī)格的產(chǎn)品代替。4.5試驗環(huán)境溫度試驗應(yīng)在溫度10℃~30℃,相對濕度30%～70%范圍的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行。4.6試驗步驟參照GB/T2423.22中試驗Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化部分對涂鍍層產(chǎn)品進(jìn)行高低溫交變處理。將涂鍍層產(chǎn)品暴露于(-40±5)℃低溫下，保持30min后將涂鍍層產(chǎn)品轉(zhuǎn)換到(120±5)℃高溫下，繼續(xù)保持30min,轉(zhuǎn)換時間不宜超過3min。經(jīng)多次循環(huán)后肉眼觀察涂鍍層有無鼓泡、剝離。除非相關(guān)規(guī)范另有規(guī)定，優(yōu)先采用的試驗循環(huán)數(shù)為5。用無水乙醇將涂鍍層產(chǎn)品、試柱或鋼片表面的油污擦拭干凈。將膠黏劑盡可能均勻地、薄薄地涂覆在涂鍍層產(chǎn)品表面、試柱或鋼片上，要求能在涂鍍層產(chǎn)品和試柱及鋼片之間產(chǎn)生牢固、連續(xù)的膠結(jié)面。在膠黏劑的固化期內(nèi)把涂有膠黏劑的涂鍍層面近中心處與試柱或鋼片相連，并及時清理粘接過程中壓出來的溢膠。膠黏劑完全固化后，若試柱周圍還殘留膠黏劑，應(yīng)用刀片去除。注：過多的膠黏劑或膠黏劑未涂均勻，容易導(dǎo)致施加的載荷不能垂直于涂鍍層表面，影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。4GB/T39494—20204.6.3測試將試驗裝置固定在拉力試驗機(jī)的上下夾具中，施加拉力使之均勻地作用于測試面上，膠結(jié)面和試柱之間不應(yīng)有任何扭轉(zhuǎn)、滑移。在涂鍍層產(chǎn)品測試面法線方向上施加拉力，拉力試驗機(jī)的橫梁移動速度應(yīng)控制在0.1mm/min～0.5mm/min范圍內(nèi)的某個恒定值，直至涂鍍層產(chǎn)品與試柱之間分離。記錄涂鍍層產(chǎn)品與試柱分離的最大拉力F。4.7試驗結(jié)果4.7.1稀土永磁材料涂鍍層的結(jié)合力σ以MPa計，用式(1)來計算：式中：F——涂鍍層產(chǎn)品與試柱分離的最大力值，單位為牛頓(N);A—-—涂鍍層產(chǎn)品與試柱的粘接面積，單位為平方毫米(mm2)。4.7.2如稀土永磁材料為瓦形等非平面規(guī)格，用最大力值F來代替結(jié)合力σ指標(biāo)(σ=F),同時標(biāo)注試柱粘接面的弧長、曲率半徑等尺寸信息。4.7.3結(jié)合力計算結(jié)果按GB/T8170進(jìn)行修約，精確到一位小數(shù)，同批次樣品的試驗結(jié)果以結(jié)合力的4.7.4通過目視破壞表面來確定破壞性質(zhì)，按表1所示標(biāo)記和破壞類型確定破壞性質(zhì)。對附著破壞，估算破壞面積的百分?jǐn)?shù)，精確至10%。表1破壞性質(zhì)標(biāo)記破壞類型A附著破壞：涂鍍層與基體或涂鍍層界面間破壞B粘膠失?。耗z黏劑與被測涂鍍層完全脫開，且涂鍍層與基體或涂鍍層界面間未破壞C基體破壞：粘接強(qiáng)度大于基體自身強(qiáng)度5剪切法5.1方法原理將試柱用膠黏劑固定在涂鍍層上，利用壓力試驗機(jī)在平行于涂鍍層的方向上連續(xù)地施加載荷，當(dāng)該載荷大于其結(jié)合力時，涂鍍層即從基體上分離或涂鍍層的不同膜層分離。用破壞涂鍍層/基體界面間的壓縮力與粘接面積的比值或破壞涂鍍層/基體界面間的壓縮力來表示涂鍍層的結(jié)合力。5.2試驗設(shè)備與材料5.2.1高低溫沖擊試驗箱高低溫沖擊試驗箱的要求同4.2.1。5.2.2壓力試驗機(jī)壓力試驗機(jī)的要求同4.2.2。因壓力試驗機(jī)壓頭施力于涂鍍層產(chǎn)品的厚度方向，為避免涂鍍層產(chǎn)品在試驗過程中因局部壓力過大而碎裂，壓力試驗機(jī)壓頭部分的面積應(yīng)大于與其接觸的涂鍍層產(chǎn)品部分5GB/T39494—2020剪切法試驗裝置如圖2所示。2-35F裝置側(cè)面裝置正面3——基體表面涂鍍層；圖2剪切法試驗裝置示意圖試柱由不銹鋼組成。試柱的粘接面應(yīng)與底座部分保持垂直(90°±0.5°),且邊緣保持直角不得倒角，粘接面需進(jìn)行磨光處理，磨光面粗糙度Ra值在0.4μm～12.5μm范圍內(nèi)，可根據(jù)膠黏劑性能做適當(dāng)調(diào)整。試柱粘接面的尺寸為10mm×10mm。膠黏劑的要求同4.2.4。用于防止試樣斷裂碎片飛出傷害試驗人員。5.3取樣按GB/T12609規(guī)定的抽樣方案抽樣，每一批次產(chǎn)品隨機(jī)抽取5件及以上。6GB/T39494—2020涂鍍層產(chǎn)品測試面為平面，不應(yīng)有撓曲、歪斜等變形，且面積應(yīng)大于選取的試柱面積。因稀土永磁材料的特殊性，待測試樣不得由標(biāo)準(zhǔn)樣板或其他規(guī)格的產(chǎn)品代替。5.5試驗環(huán)境條件試驗應(yīng)在溫度10℃~30℃、相對濕度30%～70%范圍的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行。5.6試驗步驟5.6.1試樣前處理試樣前處理方法按4.6.1進(jìn)行。5.6.2試驗樣品制備用無水乙醇將涂鍍層產(chǎn)品及試驗裝置粘接面上的油污擦拭干凈。其余同4.6.2。將試驗裝置固定在壓力試驗機(jī)中，采用合適的安全防護(hù)罩進(jìn)行防護(hù)。在與涂鍍層產(chǎn)品被測平面平行的方向上施加壓縮力，壓力試驗機(jī)的橫梁移動速度應(yīng)控制在0.1mm/min～0.5mm/min范圍內(nèi)某個恒定值，直至涂鍍層產(chǎn)品與試柱之間分離。記錄涂鍍層產(chǎn)品與試柱分離的最大壓縮力F。5.7試驗結(jié)果5.7.1稀土永磁材料涂鍍層的結(jié)合力t以MPa計，用式(2)來計算：……(2)式中：F——涂鍍層產(chǎn)品與試柱分離的最大力值，單位為牛頓(N);A——涂鍍層產(chǎn)品與試柱的粘接面積，單位為平方毫米(mm2)。5.7.2如稀土永磁材料為瓦形等非平面規(guī)格，用最大力值F來代替結(jié)合力t指標(biāo)(z=F),同時標(biāo)注試柱粘接面的弧長、曲率半徑等尺寸信息。5.7.3結(jié)合力計算結(jié)果按GB/T8170進(jìn)行修約，精確到一位小數(shù)，同批次樣品的試驗結(jié)果以結(jié)合力的算術(shù)平均值、最高值、最低值來表示。5.7.4通過目視破壞表面來確定破壞性質(zhì)，按表1所示標(biāo)記和破壞類型確定破壞性質(zhì)。對附著破壞，估算破壞面積的百分?jǐn)?shù)，精確至10%。6劃格法參照GB/T9286規(guī)定執(zhí)行，具體方法為用30°銳角刀在涂層表面刻痕成6×6條間距1mm的正交切割線，然后用透明壓敏膠帶(寬25mm、粘著力10N/25mm,或供需雙方商定)粘合到試驗表面上，用手指壓緊按平，排除空氣約10s后，在樣品表面的垂直方向上迅速拉起膠帶，在放大4倍或8倍的放大鏡下，檢查鍍層有無起泡、脫離現(xiàn)象。GB/T39494—20207熱震法參照GB/T5270規(guī)定的熱震