优尔鸿信失效分析实验室分为塑料研发实验室、金属材料实验室、SMT实验室、元素成分分析实验室。为集团各单位解决了在生产过程中出现的各类失效问题,提高了产品的质量、良率,为产品生产制造节约了大量成本,多年来,累计了丰富的失效分析经验,拥有一支失效分析团队,对机械、塑料及电子产品的常见故障情况及分析解决方案有着丰富经验和深入理解。优尔鸿信将以第三方的独立视角,与您分享失效分析的经验和测试能力,为您的产品失效找到较佳的解决方案。
失效分析类型
涉及的失效分析案例主要包括涂/镀层失效分析、电子元器件失效分析、PCB/PCBA失效分析、复合材料失效分析、高分子材料失效分析、金属材料及零部件失效分析等。
失效分析步骤
①背景调查:
失效背景(失效概况、不良率、服役条件(受力状况及环境说明等)、设计寿命及实际寿命(适用于断裂失效)等信息)、工艺流程(生产工艺流程详细说明)、产品材质规格(机械性能,成分及硬度规格等参数)
②提出分析方案:
㈠外观检查:显微组织观察(金相组织、夹杂物分析、碳化物不均匀度、粗晶层、脱碳层及其他缺陷分析);
㈡非破坏性分析:C-SAM超声波扫描、X射线涂镀层厚度分析等;
㈢破坏性分析:切片分析、SEM/EDS成分分析、红墨水试验等技术分析。
③ 初步结论:综合物理、化学等各类分析手段得到初步失效结论;
④验证:设计模拟试验进行失效现象复现,验证初步结论;
⑤:根据测试结果制作综合失效分析,找到失效原因并提出相应改善意见。
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随着汽车的不断普及和机械设备事故的频发,汽车的安全性和可靠性逐渐成为人们关注的焦点。论文通过研究汽车零部件失效的类型,丧失功能的原因、特征和规律,提出相应的改进和预防措施,为汽车制造部门提供便于改进制造工艺和汽车设计的反馈信息,进而提高汽车可靠性、使用寿命和维修质量。
关键词:汽车零部件;失效模式;磨损
1.汽车零部件失效的概述
1.1汽车零部件失效的概念
所谓失效是指汽车零部件失去原设计所规定的功能,导致汽车技术状况变差,包括完全丧失原定功能,功能降低和严重损伤等,如果继续使用将会失去安全性和可靠性。因为汽车零部件的技术状况会随着零部件的使用过程逐渐发生变化,因此通过分析汽车零部件的性能恶化过程,然后有针对性的采取改进措施,对于维持汽车的技术水平具有非常重要的作用。
1.2汽车零部件失效的分类
汽车零部件按失效模式分类可以分为:一是磨损,包括粘着磨损、表面疲劳磨损、磨料磨损、微动磨损、腐蚀磨损,如齿轮表面和滚动轴承便面的麻点、曲轴“抱轴”等。二是疲劳断裂,包括低应力高周疲劳、高应力低疲劳周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳,如齿轮轮齿折断、曲轴断裂等。三是腐蚀,包括化学腐蚀、穴蚀、电化学腐蚀,如湿式汽缸套外壁麻点。四是变形,包括过量弹性变形、过量塑性变形和蠕变,如曲轴弯曲、基础件变形等。五是老化,如橡胶轮胎、塑料器件龟裂、变硬等。
失效模式是研究汽车零部件失效的关键,同一个零件可能同时存在集中失效模式。
2.汽车零部件失效的原因
2.1设计制造方面的原因
汽车零部件的设计制造不合理是造车汽车零部件早期失效的主要原因之一。如汽车零部件的材料选择方面,我国GB5216标准规定的齿轮钢淬透性带宽为12HRC,而美国休斯通用公司为8HRC,日本小松为5HRC,远远不及国外汽车生产企业的标准要求。如汽车零部件的设计方面,轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、尖锐的棱边等造成的应力集中处,都会成为汽车零部件破坏的成因。
2.2工作条件方面的原因
汽车零部件失效工作条件方面的原因主要包括:一是工作环境,由于汽车零件所在环境介质、工作温度、润滑情况、使用状况等因素的影响,较可能会产生磨损或热应力引起的热变形、热膨胀等失效。二是零件受力状况,如齿轮轮齿根部所受的弯曲载荷及表面承受的接触载荷等。
2.3使用维修方面的原因
一是使用方面,如果汽车不重视维修,不能按照规定定期进行检修,汽车长期处于**载、润滑不良,频繁低温冷启动等状态,都会造成汽车零件失效。二是维修方面,主要包括配合情况、汽车维护状况以及零件修理过程中是否出现损伤或缺陷等问题。
3.汽车零部件磨损失效模式
汽车零部件磨损是指汽车在运行过程中,零件与零件之间、周围液体或汽车之间的接触,生产的阻碍运动的效应,它是摩擦效应的一种表现和结果,与零部件所受的应力状态、材料的组织结构、使用与润滑条件等因素相关。磨损的发生往往会使得零件的形状、尺寸以及表面性质等发生变化,从而降低汽车零件的工作性能,但是磨损也有有益的一面,如汽车新零件的磨合,将会增加汽车零件的使用性能。
汽车零部件磨损按表面破坏激励和特征,可以将其分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损等类型。其中,粘着磨损和磨料磨损是汽车零部件磨损的主要形式,其他则是只会出现在某种特定条件下。据相关部门统计有**过3/4的汽车零部件失效或报废都源于磨损,因此论文中将重点阐述的磨损失效模式。
3.1粘着磨损
粘着磨损主要是由于金属表面符
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电子电器生产过程中会遇到多种失效问题,而跌落失效是常见的失效问题。遇到失效问题时,借助第三方分析测试机构(比如725所),可以对失效问题做出高效判断,减少人力物力的浪费,尽快解决问题。
在日常生产生活过程中,很多时候我们希望实现把同种物质或异种物质,通过表面将其紧密结合成一个整体的、可起应力传递作用且能够满足一定物理和化学性能要求的目的,这时候我们就需要用到胶黏剂。
对于胶粘剂粘接的失效分析应该从两方面考虑,一方面是胶粘剂失效,另一方面是胶粘剂粘接的材料失效导致粘接失效。
近年来,随着质量提升的呼声越来越高,电子电器的可靠性、安全性、耐用性要求越来越高,像电子电气的跌落失效已是屡见不鲜的新闻。不究其它原因,仅从脱落问题本身讲,跌落失效的原因是什么?电子元件,粘结剂,
元件易脱落?你的电子元件胶粘剂配方技术需要升级了!只有不断优化配方,具有粘结力强、防水防霉、环保安全、干燥时间短等特点的新产品才能更好适应市场的需求。
电子电器生产过程中会遇到多种失效问题,而跌落失效是常见的失效问题。遇到失效问题时,借助第三方分析测试机构(比如725所),可以对失效问题做出高效判断,减少人力物力的浪费,尽快解决问题。
在日常生产生活过程中,很多时候我们希望实现把同种物质或异种物质,通过表面将其紧密结合成一个整体的、可起应力传递作用且能够满足一定物理和化学性能要求的目的,这时候我们就需要用到胶黏剂。
但胶黏剂并不是的,像聚氨酯胶水,日常遇到的问题胶水固化速率及粘接强度不足,固化条件无法达标,固化要求温度过高,聚氨酯预聚体制备过程中产生气泡。丙烯酸酯胶,丙烯酸酯胶固化速率不能满足要求,丙烯酸酯胶耐温性、耐候性需增强,丙烯酸酯有刺激性气体产生,需调整配方。对于胶粘剂粘接的失效分析应该从两方面考虑,一方面是胶粘剂失效,另一方面是胶粘剂粘接的材料失效导致粘接失效。
725所可以快速解决胶水粘度不足,涂布性能不佳,胶液对被粘物的湿润性差,粘接强度不佳,胶水柔韧性和耐寒性能不佳,白乳胶与韧性和耐久性不佳,白乳胶固化速率不易调整,速率过快,白乳胶分散困难,不均匀等失效问题。
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某载货汽车在实际使用过程中发生了油箱拉带断裂的现象,从而造成油箱脱落,导致严重的车毁人亡交通事故。
利用技术对油箱拉带的断口进行金相分析和宏观断口形貌分析,并结合油箱拉带的制造技术要求,从而得出油箱拉带断裂的原因。油箱拉带在制造过程中经剪切而成,其吊耳处边缘部位粗糙且存有微裂纹,再加上厚度达不到要求,强度明显降低,不断承受作用力使裂纹逐渐扩展导致拉带断裂,油箱拉带断裂属产品制造质量缺陷所致。
通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题:如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响,通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。
随着断裂学科的发展,断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关,互相渗透,互相配合;断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。
失效分析简述
是一门发展中的学科,在提高产品质量,技术开发、改进,产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。是一家以失效分析技术服务为重心的第三方实验室,以其在失效分析领域多年的服务,在行业中树立了良好的口碑。其独立的第三方地位,积累的大量案例和数据库使得我们可以为客户提供公正、独立、准确的失效分析。
开展失效分析的意义:
对产品的生产和使用都具有重要的意义,失效可能发生在产品寿命周期的各个阶段,涉及产品的研发设计、来料检验、加工组装、测试筛选、客户端使用等各个环节,通过分析工艺废次品、早期失效、试验失效、中试失效以及现场失效的样品,确认失效模式、分析失效机理,明确失效原因,较终给出预防对策,减少或避免失效的再次发生。
失效分析流程:
(1)失效背景调查:产品失效现象?失效环境?失效阶段(设计调试、中试、早期失效、中期失效等等)?失效比例?失效历史数据?
(2)非破坏分析:X射线透视检查、超声扫描检查、电性能测试、形貌检查、局部成分分析等。
(3)破坏性分析:检查、剖面分析、探针测试、聚焦离子束分析、热性能测试、体成分测试、机械性能测试等。
(4)使用条件分析:结构分析、力学分析、热学分析、环境条件、约束条件等综合分析。
(5)模拟验证实验:根据分析所得失效机理设计模拟实验,对失效机理进行验证。
注:失效发生时的现场和样品务必进行细致保护,避免力、热、电等方面因素的二次伤害。
失效分析
失效分析是一门发展中的学科,近年开始从**向普通企业普及,它一般根据失效模式和现象,通过分析和验证,模拟重现失效的现象,找出失效的原因,挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量,技术开发、改进,产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。
v失效:产品失去规定的功能。
v失效分析:为确定和分析失效器件的失效模式,失效机理,失效原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。
v失效模式:失效的表现形式。
v失效机理:导致器件失效的物理,化学变化过程。
v失效原因:导致发生失效的直接原因,它包括设计,制造,使用和管理等方面的问题。
v失效分析的目的:失效分析是对失效器件的事后检查,通过失效分析可以验证器件是否失效,识别失效模式,确定失效机理和失效原因,根据失效分析结论提出相应对策,它包括器件生产工艺,设计,材料,使用和管理等方面的有关改进,以便消除失效分析中所涉及到的失效模式或机理,防止类似失效的再次发生。
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由中国机械和装备制造业技术培训中心主办的2018年全国失效分析及材料疲劳、断裂、损伤、残余应力研讨会(简称“2018年全国失效分析等研讨会”)在召开,来自全国高校、研究院所、企业的70多名代表参会。研讨会特邀专题十二篇,其中我所就有两篇。
此次特邀专题中,内容涉及材料失效分析新诠释及其重*程案例分析、材料失效分析基础与应用、金属构件失效的普遍性与裂纹扩展机理、无损探伤新技术及其应用等多个方面。
我所725研究所的高灵清研究员和张亚军高工分别作了“失效分析引发的舰船设备中关注的材料问题”和“材料的疲劳问题与对策”两篇专题。针对舰船设备中的构件失效分析现状及国内外失效构件中所涉及的大量疲劳问题,结合我所近年来在相关领域取得的系列研究成果,提出了舰船设备在设计应用时的选材方向及避免发生疲劳失效的有效对策,引起了强烈反响。