汽車電控結(jié)構(gòu)CIPG/FIPG密封技術(shù)研究

隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，根據(jù)國(guó)家大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加強(qiáng)節(jié)能減排工作的總體部署和要求，純電動(dòng)、混合動(dòng)力等新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生。深圳比亞迪、中國(guó)一汽、眾泰、上汽、廣汽等車企紛紛推出新能源車型。針對(duì)各車企車型的空間布置特殊性，市場(chǎng)上常規(guī)連接器結(jié)構(gòu)、性能和安裝方式等方面不能完全滿足新車型布局和使用要求。

雖然國(guó)外汽車起步早，發(fā)展快，汽車連接器開(kāi)發(fā)技術(shù)也相對(duì)比較成熟，例如 TE、DELPHI、LS、AMPHENOL、PHOENIX 等汽車連接器企業(yè)，但對(duì)國(guó)內(nèi)車企而言，市場(chǎng)現(xiàn)存的該類連接器存在體積較大、價(jià)格昂貴、供貨周期長(zhǎng)等問(wèn)題，并且新能源車型的特殊要求不能得到有效滿足。

面對(duì)目前汽車行業(yè)的精密性、氣密性及集成化的要求，設(shè)計(jì)研發(fā)一款基于 CIPG 工藝的、適用于汽車電機(jī)、電控、油泵控制器和 EHPS 轉(zhuǎn)向泵上的新型汽車密封連接器。同時(shí)該密封產(chǎn)品具有耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐高濕的性能，結(jié)構(gòu)精巧，是汽車密封連接器未來(lái)發(fā)展應(yīng)用的主流方向。

CIPG（Cured-In-Place Gasket）為固化型現(xiàn)場(chǎng)硫化成型密封圈的縮寫[1] ，指先在法蘭面上涂布液態(tài)密封劑，固化后再進(jìn)行組裝實(shí)現(xiàn)密封作用的工藝。CIPG 工藝的實(shí)現(xiàn)需要借助自動(dòng)注膠機(jī)完成，注好膠的產(chǎn)品通過(guò)加熱固化成型，硅膠與法蘭面板粘接牢靠形成一個(gè)一體式的密封結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品為后裝式應(yīng)用，密封連接器就是較為常見(jiàn)的一種，與 CIPG 工藝比較類似的注膠工藝還有 FIPG工藝，F(xiàn)IPG（Formed-In-Place Gasket） 是在法蘭面上涂布液態(tài)密封劑后，在密封劑未固化的狀態(tài)下進(jìn)行產(chǎn)品組裝，之后需要放置一段時(shí)間使密封劑完全固化，與上下相接觸的面板均實(shí)現(xiàn)良好粘接，達(dá)到密封效果的工藝。該工藝一般用于總成裝配的密封[3] ，如控制器、電機(jī)和變速箱等端蓋的密封，即提前在法蘭面上注膠，蓋蓋后螺釘固定即可。

傳統(tǒng)的法蘭密封一般需要在法蘭面板上開(kāi)槽，裝配通過(guò)模具成型的密封圈。這種方法容易導(dǎo)致法蘭厚度增加，尺寸偏大，固定密封圈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了成本。而 CIPG 工藝相比傳統(tǒng)法蘭應(yīng)

用密封圈有以下優(yōu)勢(shì) ：

a.密封圈無(wú)需開(kāi)模，節(jié)約模具成本；

b.密封圈無(wú)庫(kù)存壓力；

c.可以通過(guò)調(diào)節(jié)注膠針頭大小，使膠條形狀、尺寸多樣化；

d.法蘭能做的更薄，尺寸更小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本降低；

e.降低了人工成本，裝配成本，管理成本；

f.自動(dòng)化生產(chǎn)，流水線作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。

鑒于 CIPG 工藝的諸多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)考慮到汽車工業(yè)特別是新能源汽車降成本的迫切需求以及對(duì)車型設(shè)計(jì)集成化、一體化、小型化的要求，CIPG 工藝不論是在前期的方案設(shè)計(jì)，還是后期成功選型

應(yīng)用等方面均受到客戶的青睞。

CIPG工藝膠水的選擇

CIPG 工藝起源于西方國(guó)家，其應(yīng)用也比較成熟，能夠提供相適應(yīng)的膠水的廠家也大多是歐美企業(yè)，主要有漢高樂(lè)泰、道康寧、瓦克等。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煙臺(tái)德邦等企業(yè)也推出了自己的產(chǎn)品。接下來(lái)選擇一款煙臺(tái)德邦具有代表性的膠水90486介紹其性能特點(diǎn)。

CIPG 工藝所選用的膠水是一種不流掛、熱固化、加成型的單組份有機(jī)硅密封膠，具有以下特點(diǎn)：

a.單組份觸變性；

b.快速熱固化；

c.耐高溫；

d.高粘接強(qiáng)度；

e.粘接材料多樣；

f.高彈性（低應(yīng)力）。

選擇熱固化型硅膠相比常溫固化硅膠有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闊峁袒枘z常溫下不能固化或者很難固化，不會(huì)使供膠系統(tǒng)的管道、點(diǎn)膠閥以及針頭因?yàn)楣枘z的固化堵塞而報(bào)廢，供膠系統(tǒng)可以重復(fù)使用而不影響點(diǎn)膠性能。硅膠具有良好的物理性能和可觸變性，方便注膠，硫化后，硅膠邵氏（A）硬度為 35 A，具有良好的受壓回彈密封性能。絕緣性能好，體積電阻率為 1015 Ω·cm，電痕化指數(shù) CTI＞600，膠水粘接性能良好，經(jīng)測(cè)試，分別與鋁合金、不銹鋼等金屬板粘接良好，并且與 PBT、PET、PPA等高分子材料粘接效果良好。產(chǎn)品的最佳固化溫度取決于材料的尺寸和產(chǎn)品熱接受能力大小，在熱接受能力最大條件下，選擇較高溫度，減少固化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

膠水是否能滿足使用要求，需要經(jīng)過(guò)一系列的環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，特別是實(shí)驗(yàn)后密封圈是否能夠保持基本的壓縮形變性能和一定的壓縮回彈性、能耐水性能。試驗(yàn)溫度按照汽車連接器標(biāo)準(zhǔn)-40～150 ℃范圍考核，參考汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T 1067.1—2017《汽車電線束和電氣設(shè)備用連接器第1部分：定義、試驗(yàn)方法和一般性能要求》和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SAE/US?CAR-2-2004《機(jī)動(dòng)車電氣連接器系統(tǒng)的性能規(guī)范》，高溫老化條件是150 ℃，1 008 h。

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審核編輯 黃宇