汽车零部件环境老化测试中紫外老化测试的操作步骤与要点

汽车零部件在户外使用中，紫外线是导致老化的核心因素之一——它会破坏材料分子结构，引发变色、开裂、性能下降等问题，直接影响零部件使用寿命与安全性。紫外老化测试作为模拟户外紫外线辐照的实验室方法，能快速评估零部件耐候性，是汽车行业质量控制的关键环节。本文结合ISO 4892-3、GB/T 16422.3等标准，详细拆解紫外老化测试的操作步骤与核心要点，为测试人员提供可落地的执行指南。

测试前的样品准备与环境核查

样品选取需具代表性：应从同一批次抽取3-5个样品，覆盖零部件关键部位（如保险杠拐角、车门密封条接口、仪表盘表面），避免选有划痕、气泡的样品——缺陷会成为老化“加速点”，导致结果偏离实际。

样品预处理要彻底：用无水乙醇或异丙醇擦拭表面，去除油污、灰尘或脱模剂——这些杂质会吸收紫外线能量，改变局部温度，甚至与材料反应，干扰老化进程。预处理后需将样品置于25±2℃、相对湿度50±5%的标准环境中24小时，让状态稳定。

测试环境需合规：实验室温度控制在25±2℃，相对湿度50±5%——温度过高加速热老化，湿度过高易引发霉菌，均会干扰紫外线作用效果。测试前需用温湿度计核查参数，确保符合要求。

测试设备的参数校准与调试

确认光源波长范围：常用UVA-340（315-400nm，峰值340nm，模拟晴天紫外线）和UVB-313（280-315nm，峰值313nm，模拟强辐照），需根据零部件使用场景选择——如保险杠用UVA-340，高原地区零部件用UVB-313。

校准紫外线强度：用计量认证的紫外辐照计，测量样品架中心、四角的强度，要求各点差异≤5%——若差异大，需调整光源位置或换灯管。校准周期为每3个月1次，或灯管用500小时后重校。

调试辐照周期与温度：按标准设定循环（如8小时光照+4小时冷凝），光照阶段黑板温度控制在60±3℃（更接近样品表面温度），冷凝阶段温度40±3℃。用热电偶贴样品表面验证温度——若光照时样品温度超65℃，需降光源功率或调通风系统。

样品的安装与摆放规则

无应力固定样品：用耐高温胶带（如聚酰亚胺胶带）或专用夹具固定，避免拉伸或弯曲——应力会破坏分子链，加速裂纹产生。夹具需用惰性材料（如不锈钢），防止与样品反应。

控制摆放间距与朝向：样品间留≥10mm间距，避免遮挡或影响通风；样品需正对光源（夹角≤5°），确保辐照均匀——若样品是曲面（如车灯灯罩），需调样品架角度，让主要受力面正对光源。

放置参比样品：在样品架边角放标准参比样（如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯），其耐候性已知，可验证测试有效性——若测试后参比样性能变化超标准范围，说明过程有误差，需重测。

测试周期的执行与阶段控制

严格遵循循环程序：光照阶段保持强度稳定，若设备报警显示强度低于设定值90%，需查灯管——UVA-340灯管寿命约1500小时，UVB-313约500小时，超寿命需更换。

控制冷凝水质：用去离子水（电导率≤10μS/cm），避免钙镁离子形成水垢——水垢会反射紫外线，减少实际辐照量。每天查冷凝水位，确保水泵正常，冷凝阶段湿度≥95%。

避免中途停顿：测试中尽量不中断，若因故障暂停，需记录时间与原因，恢复前重校设备——停顿超24小时，需重新预处理样品，防止状态变化影响结果。

测试过程中的中间检查与调整

定期查样品外观：每200小时取样品，用GB/T 1766-2008色差值（ΔE）评变色（ΔE≤2轻微，≥5严重），用ISO 4628粉化等级（0级无，5级严重）评粉化。检查时戴手套，避免手汗污染——手汗油脂会附着表面，影响后续测试。

动态监控设备参数：每100小时复测辐照强度，每50小时查黑板温度与冷凝温度——若黑板温度升高，可能是灯管积灰或通风口堵，需清洁或疏通；若冷凝温度降低，需查冷却塔或加热系统。

处理异常情况：若样品出现≥5mm裂纹或粉化等级≥3级，需提前终止该样品测试，记录异常——这说明材料耐候性不足，需反馈研发调整配方。

测试后的样品评估与数据整理

量化外观评估：用数码相机拍前后对比图，标变色区域、裂纹位置与长度；用色差仪测L*（亮度）、a*（红绿色差）、b*（黄蓝色差），算ΔE总色差值。

全面测物理性能：塑料件测拉伸强度（GB/T 1040-2006）、冲击强度（GB/T 1043-2008）；橡胶密封条测硬度（邵氏A，GB/T 531.1-2008）、压缩永久变形（GB/T 7759-2015）。计算性能变化率：（测试后-测试前）/测试前×100%——变化率越大，老化越严重。

规范数据整理：记录每个样品的测试时间、辐照总量（强度×时间）、ΔE、粉化等级、性能变化率；对比参比样结果——若参比样ΔE符合标准（如聚苯乙烯500小时后ΔE=3±1），说明测试有效；若不符合，需排查设备校准、样品预处理或环境参数问题。