王文高

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 201114）

0 引言

近年來，隨著我國汽車工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，多種新型材料廣泛使用于汽車安全玻璃中，使得我國原有的汽車安全玻璃的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能完全適應(yīng)現(xiàn)有汽車安全玻璃材料的檢測試驗(yàn)。2020年3月31日，發(fā)布了新的GB/T 5137汽車安全玻璃試驗(yàn)方法系列標(biāo)準(zhǔn)。該系列標(biāo)準(zhǔn)是在原有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對檢驗(yàn)試驗(yàn)的方法進(jìn)行了修訂、同時(shí)還新增了一些試驗(yàn)方法。其中GB/T 5137.1《汽車安全玻璃試驗(yàn)方法第1部分：力學(xué)性能試驗(yàn)》的變化較大。新版標(biāo)準(zhǔn)在舊標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在檢驗(yàn)產(chǎn)品類別上增加了有涂層材料和塑料材料，試驗(yàn)方法增加了帶減速測定的人頭模型沖擊試驗(yàn)、劃格試驗(yàn)、柔性和折疊試驗(yàn)，并對試驗(yàn)前試樣存放環(huán)境要求、試驗(yàn)程序等方面作了較多的修訂。以下就GB/T 5137.1新舊標(biāo)準(zhǔn)間試驗(yàn)方法的主要差異進(jìn)行對比分析。

1 抗沖擊性試驗(yàn)（227 g鋼球試驗(yàn)）

新舊標(biāo)準(zhǔn)的抗沖擊性試驗(yàn)（227 g鋼球試驗(yàn)）在試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)裝置和試樣尺寸方面基本相同。其主要差異見表1。

表1 抗沖擊性試驗(yàn)新舊標(biāo)準(zhǔn)的主要差異

由表1可見，不同之處主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）試驗(yàn)前試樣的預(yù)處理要求：舊標(biāo)準(zhǔn)對所有種類的試樣進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定，而新標(biāo)準(zhǔn)則依據(jù)試樣應(yīng)用于汽車不同部位（風(fēng)窗、風(fēng)窗外）、材料的不同種類（鋼化玻璃、夾層玻璃、塑玻復(fù)合材料、剛性塑料、柔性塑料），分別規(guī)定了試樣的預(yù)處理?xiàng)l件。如對于風(fēng)窗用的塑玻復(fù)合材料，在進(jìn)行高低溫試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)分別在40 ℃±2 ℃和-20 ℃±2 ℃的溫度下至少保溫4 h，而對于風(fēng)窗外用的塑玻復(fù)合材料，則應(yīng)在23 ℃±2 ℃，相對濕度45%～55%下至少放置48 h。

（2）試樣離開溫控單元到鋼球釋放的時(shí)間間隔要求：新標(biāo)準(zhǔn)有具體的規(guī)定。如對于高溫或低溫試驗(yàn)，塑料材料、塑玻復(fù)合材料及厚度小于2.5 mm的其他材料，從離開試樣放置條件到鋼球釋放的時(shí)間間隔不應(yīng)超過30 s。

（4）在試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)方面，考慮到試樣材料種類的多樣性，新版標(biāo)準(zhǔn)只是對剝落碎片的質(zhì)量有要求的才稱量和記錄剝落碎片的總質(zhì)量。此外，新標(biāo)準(zhǔn)中對試樣支架中所用橡膠墊圈的厚度、寬度、邵爾硬度的偏差范圍進(jìn)行了規(guī)定，對試驗(yàn)用器具天平的精度要求有所調(diào)整。

2 抗穿透性試驗(yàn)（2 260 g鋼球試驗(yàn)）

新舊標(biāo)準(zhǔn)的抗穿透性試驗(yàn)（2 260 g鋼球試驗(yàn)），在試驗(yàn)?zāi)康?、鋼球質(zhì)量、試驗(yàn)程序要求方面是一致的，在試驗(yàn)裝置、試樣等方面的要求和差別與抗沖擊性（227鋼球試驗(yàn)）基本一致，其不同之處為：

（1）試樣在試驗(yàn)前預(yù)處理要求：舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試樣應(yīng)保存在規(guī)定的溫度下至少4 h，然后立即進(jìn)行試驗(yàn)。而新標(biāo)準(zhǔn)對夾層玻璃和塑玻復(fù)合材料分別進(jìn)行了規(guī)定，如夾層玻璃試樣應(yīng)在溫度20 ℃±5 ℃、相對濕度40%～80%條件下至少放置4 h，與舊標(biāo)準(zhǔn)相同；塑玻復(fù)合材料試樣則應(yīng)在溫度23 ℃±2 ℃、相對濕度45%～55%條件下至少放置48 h，并規(guī)定塑玻復(fù)合材料試樣應(yīng)在離開放置條件30 s內(nèi)開始試驗(yàn)。

（2）新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了抗穿透試驗(yàn)沖擊高度為4 000 mm，允許偏差范圍0～25 mm，并且界定沖擊高度是指鋼球下表面到試樣上表面的距離，沖擊表面為安全玻璃的內(nèi)表面，僅沖擊1次。而舊標(biāo)準(zhǔn)對沖擊高度沒有明確規(guī)定。

3 抗磨性試驗(yàn)

新舊標(biāo)準(zhǔn)的抗磨性試驗(yàn)在試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)裝置、試樣的尺寸、霧度的測量與計(jì)算方面的要求基本一致，不同之處見表2。

表2 抗磨性試驗(yàn)新舊標(biāo)準(zhǔn)的差異

從表2可以看出：

（1）在試驗(yàn)裝置方面，新版標(biāo)準(zhǔn)明確要求應(yīng)有一抽吸系統(tǒng)，可將試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的研磨顆粒及時(shí)吸走，保證試樣的研磨完全是由磨輪起作用，消除因研磨產(chǎn)生的顆粒物對試樣再次研磨的影響；明確規(guī)定了磨輪貯存的環(huán)境條件要求，同時(shí)磨輪硬度也有變化。

（2）試驗(yàn)的環(huán)境條件變更為：溫度23 ℃±2 ℃和相對濕度45%～55%，要求有較大提高。

（3）新舊標(biāo)準(zhǔn)在試樣的清潔處理方面也有差異：新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是考慮到材料的多樣性，所使用的清潔方法可能對試樣表面造成損傷，從而對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

（4）在試驗(yàn)前的存放條件方面有差異：舊版標(biāo)準(zhǔn)對玻璃試樣和塑玻復(fù)合材料試樣的存放要求分別進(jìn)行了規(guī)定，而新版標(biāo)準(zhǔn)則統(tǒng)一要求為在23 ℃±2 ℃的溫度和45%～55%的相對濕度條件下至少放置48 h。

（5）在試驗(yàn)面及研磨轉(zhuǎn)數(shù)方面：舊版標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了深磨表面（外表面）的轉(zhuǎn)數(shù)和淺磨表面（內(nèi)表面）的轉(zhuǎn)數(shù)，而新版標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)用于不同的部位、不同種類的材料的試驗(yàn)面及研磨轉(zhuǎn)數(shù)分別具體進(jìn)行了規(guī)定。如對于風(fēng)窗用的剛性塑料，外表面時(shí)研磨1000轉(zhuǎn)，內(nèi)表面時(shí)研磨100轉(zhuǎn)；如對應(yīng)用于風(fēng)窗以外的剛性塑料，外表面時(shí)研磨500轉(zhuǎn)或1000轉(zhuǎn)，內(nèi)表面時(shí)研磨100轉(zhuǎn)。

4 碎片狀態(tài)試驗(yàn)

新舊標(biāo)準(zhǔn)的碎片狀態(tài)試驗(yàn)在試驗(yàn)?zāi)康?、試樣等方面的要求基本一致，不同之處見?。

表3 碎片狀態(tài)試驗(yàn)新舊標(biāo)準(zhǔn)的差異

由表3可見：

（1）新版標(biāo)準(zhǔn)對沖擊工具尖頭的曲率半徑有明確的要求。

（2）在試驗(yàn)的沖擊點(diǎn)選擇上有較大差異，新標(biāo)準(zhǔn)只有兩個(gè)沖擊點(diǎn)位置，而舊標(biāo)準(zhǔn)可以有四個(gè)沖擊點(diǎn)位置；新標(biāo)準(zhǔn)的沖擊點(diǎn)1、點(diǎn)2的位置大體上與舊標(biāo)準(zhǔn)的沖擊點(diǎn)3、點(diǎn)4對應(yīng)。在相同的技術(shù)要求的情況下，新標(biāo)準(zhǔn)的要求更加嚴(yán)格。

（3）新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了碎片狀態(tài)的具體評價(jià)方法：試樣周邊20 mm和沖擊點(diǎn)周圍半徑75 mm區(qū)域?yàn)榉窃u價(jià)區(qū)。在評價(jià)區(qū)內(nèi)對50 mm×50 mm范圍內(nèi)最小碎片數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，延伸超出計(jì)數(shù)區(qū)域一邊的碎片記作半塊。記錄是否有面積超過3 cm2的碎片及最長的長條形碎片。若碎片超出評價(jià)區(qū)，則碎片面積及長度僅計(jì)量評價(jià)區(qū)內(nèi)部分。對長條形碎片同時(shí)記錄其尖端是否為刀刃狀，若其進(jìn)入試樣邊緣20 mm區(qū)域，其本身或其延長線與試樣邊部夾角是否大于45°。

5 人頭模型沖擊試驗(yàn)

舊標(biāo)準(zhǔn)中的人頭模型沖擊試驗(yàn)和新版標(biāo)準(zhǔn)中的無減速測定的人頭模型沖擊試驗(yàn)在人頭模型沖擊體、下落裝置、試樣支撐裝置，試驗(yàn)程序方面基本相同，差異之處見表4。

表4 新標(biāo)準(zhǔn)無減速測定的人頭模型沖擊試驗(yàn)與舊標(biāo)準(zhǔn)人頭模型沖擊試驗(yàn)的差異

由此可見，新標(biāo)準(zhǔn)無減速測定的人頭模型沖擊試驗(yàn)與舊標(biāo)準(zhǔn)人頭模型沖擊試驗(yàn)的主要不同在于對不同材料的試樣的預(yù)處理?xiàng)l件要求上，以及在試驗(yàn)程序方面的時(shí)間間隔要求和沖擊高度的要求。要滿足“在30 s內(nèi)開始試驗(yàn)”的時(shí)間間隔要求，試樣的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)室與沖擊實(shí)驗(yàn)室必須是在同一實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，且環(huán)境條件符合要求。

6 新增兩種試驗(yàn)方法

新版標(biāo)準(zhǔn)還新增加了兩種試驗(yàn)方法：劃格試驗(yàn)、柔性和折疊試驗(yàn)。

（1）劃格試驗(yàn)的目的是為了確定涂層與基體材料粘接性能。它是用一切割工具，在試樣的涂層表面互相垂直的方向上進(jìn)行切割，形成一個(gè)25個(gè)格子的方陣，評估交叉點(diǎn)脫落且暴露的面積占整個(gè)格子的百分比，來確定材料的切割值等級。切割工具是一帶有6個(gè)間距為1 mm切割刀片的陣列。使用的試樣可以是任何形狀（平型或彎型）。

（2）柔性和折疊試驗(yàn)的目的是判斷塑料材料是屬于剛性塑料還是柔性塑料，以及柔性塑料的耐折疊性能。其試驗(yàn)環(huán)境條件：溫度20 ℃±2 ℃，相對濕度55%～65%。采用的試樣：尺寸300 mm×25 mm的平型試驗(yàn)片。試驗(yàn)結(jié)果是評價(jià)記錄試樣自由端的垂直位移和折疊試驗(yàn)后折疊處是否出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。

7 結(jié)語

由以上比對分析可見，新版標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍更加廣泛，不僅適用于鋼化玻璃、夾層玻璃、塑玻復(fù)合材料，而且還適用于柔性塑料和剛性塑料；與舊標(biāo)準(zhǔn)相比較，對于各種材料的試樣的預(yù)處理要求、試驗(yàn)條件等方面，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的較為詳細(xì)具體，如各種材料在離開存放環(huán)境條件至鋼球下落的時(shí)間間隔要求，沖擊試驗(yàn)時(shí)的沖擊高度及其允許偏差等。因此，新標(biāo)準(zhǔn)可操作性強(qiáng)，不僅可直接依據(jù)新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法對相應(yīng)的汽車安全玻璃材料進(jìn)行檢測，對于其它類似的材料，也可參照新標(biāo)準(zhǔn)對其抗沖擊性能、抗磨性能等進(jìn)行檢測。由于各種不同材料受環(huán)境溫濕度影響的程度不同，特別是對于塑料材料和塑玻復(fù)合材料，其沖擊試驗(yàn)的結(jié)果受溫度的影響較大，因此，在試驗(yàn)的過程中，必須嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)要求，對試樣進(jìn)行預(yù)處理，保障試樣離開放置環(huán)境至鋼球釋放的時(shí)間間隔要求等，才能保證檢測結(jié)果的可靠。