廈門易(yì)仕特儀器有限(xiàn)公司，專業密度(dù)檢測儀廠家  

吸水陶瓷密(mì)度 吸水陶瓷比(bǐ)重  封蠟法  煮沸(fèi)法陶瓷比重  陶(tao)瓷體積密度  陶(táo)瓷孔隙率 陶瓷(ci)吸水分率 粉末(mò)冶金密度檢測(cè)儀 粉末冶金含(hán)油率檢測儀  硬(ying)質合金密度💚儀(yí) 可滲透性粉末(mo)燒結材料密度(du)儀

粉末冶(ye)金類産品大部(bù)分屬于多(duō)孔性與吸水性(xìng)的産品，當使用(yong)阿基米得原理(lǐ)中，一般的不吸(xī)水比重計去測(ce)量時，樣品放入(rù)水中，樣品即會(hui)一🏃直吸水，造成(chéng)水中的重量一(yi)直在變化，使量(liàng)測上數值一直(zhi)不穩定，造成數(shù)值上的誤差。相(xiàng)信這一定是大(dà)家在量測上所(suǒ)遇到的問題。又目前的生(sheng)産設備昂貴、原(yuán)物料又持續的(de)上漲，使得生産(chǎn)成本增加；又産(chǎn)品的同構型太(tai)高造成同業之(zhī)間的價格競争(zheng)，使得産品所獲(huò)得的利潤降低(dī)。

假如公司(sī)的營業額NT$100,000,000，而産品的(de)不良率是6％，将造成公(gōng)司NT$6,000,000的浪費。

假如公司的營(ying)業額NT$100,000,000，而産品的(de)不良率是2％，将造成公(gōng)司NT$2,000,000的(de)浪費。

以上(shàng)的數據得知不(bú)良率越高，所支(zhi)出的費用越龐(páng)大，把不良率降(jiang)的越低，所獲得(dé)的利潤也會相(xiang)對的⭐提高。所以如何改善(shàn)目前産業界所(suo)面臨的問題，是(shi)我們所追✂️求㊙️的(de)目标。故我(wǒ)們誠心的建議(yi)，在測量多孔性(xing)材料的密度、含(hán)油率時，使用根(gēn)據規範所制作(zuò)而成的設備，将(jiang)有助于降低産(chǎn)品的😍不良率。

本公司爲建立正确且(qie)符合規範的生胚密度、燒(shao)結後密度、有效(xiao)孔隙率的量測(cè)。特别研發出「全自動真空(kōng)抽取機」與(yu)「可滲(shen)透性粉末燒結(jie)産品密度計ST-600P」。研(yan)發此兩項産品(pǐn)，期望能協助業(yè)界能有效降低(dī)産品🍓的不良率(lü)。

理論基礎(chu)：此量測儀器設(she)備是根據ASTM B311、B328、 MPIF 42 、MPIF 57與JIS Z2501、Z2505、Z2506和GB/T 5163、5164、5165和CNS Z8041、Z8042之規範，加以(yi)研究和設計而(ér)成。

關鍵詞(ci)：生胚密度(dù)、燒結後密度、含(han)油率

1、前言(yán)：

一個任意(yì)成形的粉末冶金零件和(he)精密陶瓷組件(jiàn)，其複雜的(de)物體體積(ji)是很難由市場(chǎng)上所謂的标準(zhun)量規與量具給(gei)🎯予測量。如分厘(lí)卡(Micrometer)和測徑(jing)規(Caliper) ....等。那要(yao)使用何種精密(mi)方法去量測體(ti)積呢？我們可利(lì)用阿基米(mǐ)得原理所論述(shu)的『水中置(zhi)換法』去求(qiú)得物體的體積(jī)。但是在複雜的(de)形狀物體中，牽(qiān)涉到物🌈體本身(shen)是否存在吸水的問題，又(yòu)是一個考慮的(de)因素？

如結(jié)構性粉末燒結(jié)機械零件、含油(you)軸承、精密陶瓷(cí)被動✔️組件...等都是屬于吸(xi)水性粉末燒結(jié)

産品或孔(kǒng)隙大之産品；在(zai)規範中提到此(cǐ)類産品的密♍度(dù)求🚶‍♀️法是以體密(mì)度爲主要的認(ren)定标準。故多孔(kong)性産🧡品密度測(ce)🏃🏻量，體密度測量(liàng)法才是zui正确測(ce)量方式。

體(ti)密度的公式如(ru)下：它有三個變(biàn)數Wa，Wb和(he)Ww。  

Wa：樣品(pǐn)在空氣中之重(zhòng)量   

Wb：防水後(hou)樣品在空氣中(zhong)之重量

Ww：防(fáng)水後樣品在水(shuǐ)中之重量

其演算公式爲(wèi)：

在上(shàng)述的演算公式(shi)中，要如何達到(dào)快速又正确的(de)防水處理作業(ye)，又是一個(ge)考慮的因素？

反觀目前産(chǎn)業界對于生胚(pēi)密度、燒結後密(mi)度、有效孔隙率(lǜ)的量測有下列(lie)幾種方法，是否(fǒu)*符合規範？是否(fou)快速、簡便有待(dai)商榷？

A：将試(shì)樣拿至現場在(zai)大型真空含浸(jìn)機做防水處理(lǐ)作業。

B：利用(yong)簡易酒精燈和(hé)燒杯在實驗室(shi)中做溫度65℃時間30分鍾(zhong)的簡易含浸防(fang)水處理作業。

C：不做防水處(chu)理作業，直接使(shǐ)用僅有兩個變(bian)量的橡膠密度(du)㊙️計⚽測量樣品的(de)密度值。

D：使(shi)用含有毒性的(de)水銀密度(dù)儀量測密度。

E：隻測量樣品(pin)的重量做爲判(pan)斷産品密度的(de)依據。

綜合(hé)以上，發現産業(ye)界的量測方法(fa)和規範中有所(suo)差異。因此我們(men)根據各國規範(fàn)加以研究和設(she)計兩種創新的(de)産品：

*項：可(ke)滲透粉末燒結(jie)産品密度計ST-600P (圖1)

第二(er)項：全自動真空(kōng)抽取機MHV-1 (圖(tú)2)

提供産業(ye)界正确且符合(hé)規範的生(sheng)胚密度、燒結後(hou)密度、有效孔隙(xi)率的量測。

*項：可滲透(tòu)性粉末燒結産(chan)品密度計

針對結構(gòu)性粉末燒結機(ji)械零件、含油軸(zhou)承、精密陶瓷被(bèi)動組件....等(deng)吸水性産(chan)品或孔隙(xi)大之産品加以(yǐ)設計制造而成(chéng)。本機主要使用(yong)于可滲透粉末(mo)燒結産品、精密(mi)陶瓷燒結産品(pǐn)、氧化磁鐵(tie)、吸水性材料、氣孔隙大之(zhī)産品....等産(chan)業。可直接讀出(chū)固體、顆粒體、浮(fu)體之樣品在空(kong)氣中平均重💃量(liàng)、水中平均重量(liang)以及體密(mi)度、含油率、濕密(mì)度、開孔體積等(děng)。

隻需(xū)量測出Wa、Wb、Ww即可立(li)刻計算出樣品(pin)的密度。

Wa：樣(yàng)品在空氣中之(zhi)重量

Wb：防水(shui)後樣品在空氣(qi)中之重量

Ww：防水後樣品在(zài)水中之重量

其演算公式(shi)爲：

第二項(xiang)：全自動真空抽(chōu)取機 MHV-1  (圖2)

在防水處理(lǐ)的作業中，針對(duì)規範中的真空(kong)抽取油☂️浸法，我(wo)們設計制作一(yī)台全自動的真(zhen)空抽取機MHV-1 (L410 x W340 x H430mm)

可依據不同的(de)規範，設定不同(tóng)的油浸溫度、抽(chou)真空時間；測量簡單(dan)、快速，數據準确(què)，可節省不少的(de)人力成本與時(shi)間成⛱️本。                                            圖(tú)2 全自動真(zhen)空抽取機 MHV-1

2、實驗

2.1實驗(yàn)一

一般比(bi)重計與可(kě)滲透性粉末燒(shāo)結産品密度計(jì)測量是否有差(cha)異?

實驗樣(yang)品條件：

樣(yàng)品：圓形狀(zhuàng)生胚産品     實驗報告：水溫25℃

1. 數據1：

使用設備：一般(bān)比重計ST-203S   0.001g ~ 200g   0.001g/cm3

幹密度(dù)測試法：使用一(yī)般的比重計測(cè)量

演算公(gōng)式：利用二(er)個變數的直讀(du)式比重計測量(liang)

操作步驟(zhou)：

• 先測樣品(pǐn)在空氣中之重(zhòng)量
• 再測量(liang)樣品在水中之(zhi)重量時，約有幾(ji)種方式：
  1. 先(xian)浸泡一下酒精(jīng)，免除氣泡附着(zhe)再放入水中。
  2. 在水槽中夾(jiá)住樣品搖晃以(yi)去除氣泡，直接(jiē)放入水中。

表1  所得數(shu)據

1. 數據2：

使用設備：體密(mi)度測試法：使用(yong)可滲透性(xing)粉末燒結産品(pǐn)密度計 ST-600P (圖(tu)1)

1、廈門(men)易仕特 ST-600P   0.005g ~ 200g    0.001g/cm3

2、全(quan)自動真空抽取(qǔ)機 MHV-1 (圖2)

3、使用規範：CNS與JIS的防水(shui)處理法 (參(cān)看表8)

演算(suan)公式：利用(yòng)ASTM三個變數(shù)的直讀式比重(zhong)計測量

操(cāo)作步驟：

1. 在(zai)室溫中将樣品(pin)*浸入含有油的(de)真空幹燥器裏(lǐ)。
2. 按下抽真(zhēn)空鍵，将容器内(nei)之壓力降至小(xiǎo)于4Kpa，并保持(chí)30分鍾。
3. 30分鍾後，慢(man)慢打開洩壓閥(fa)洩壓，然後(hòu)取出樣品。将其(qi)附着于表面油(yóu)輕輕擦去。

表2 所得數(shù)據

實驗(yàn)報告：

根據(ju)表1、表2所得數據我們(men)可以發現，使用(yòng)一般的密度計(jì)測量👄密度會造(zào)成所得到之密(mi)度值高于(yu)産品實際(jì)的密度值。所以(yi)在體密度(du)量測一定要使(shi)用規範所述的(de)方法量測，才不(bú)會♻️造成🔱密度的(de)差異。

2.2實驗(yàn)二

各種規(gui)範中，防水處理(lǐ)作法的差異，所(suǒ)得到的密度⛱️值(zhi)是否有差異?

作法：

使(shi)用CNS與JIS的防水處理法(fǎ)、GB/T的防水處(chu)理法、ASTM、MPIF的防水處理法(fǎ)(參看表8)

，利用ST-600P計(jì)算出密度值，觀(guan)察不同規範作(zuò)法密度值是否(fou)有差異？

實(shí)驗樣品條件：

使用設備：體(ti)密度測試法：使(shǐ)用可滲透(tou)性粉末燒結産(chǎn)品密度計 ST-600P (圖1)

1、廈(shà)門易仕特 ST-600P  0.005g ~ 200g   0.001g/cm3

2、全自動真空抽(chōu)取機 MHV-1 (圖2)

3、樣品：圓(yuán)形狀生胚産品(pǐn)

4、實驗報告(gao)：水溫25℃

5、演算公式：利用ASTM三個(ge)變數的直讀式(shi)比重計測量

作法圖片：

圖3 量測(cè)作法

1. 數據(ju)1：CNS與JIS的防水處理(lǐ)法(參看表(biǎo)8)：将樣(yàng)品浸入容器内(nei)之油中，在室溫(wen)下将容器内之(zhi)壓力降至小于(yú)4Kpa，并保持30分鍾後 ，回複到常壓。

表3 所得(de)數據

1. 數(shu)據2：GB/T的(de)防水處理法(參看表8)：将樣品浸(jìn)入到65±5℃的熱油中，直到(dào)不再有氣泡出(chu)現，冷卻到室溫(wēn)後，取出😄樣品。

表4 所得(de)數據

1. 數(shù)據3：ASTM、MPIF的防水處理(lǐ)法(參看表(biǎo)8)：将樣(yang)品浸入在82±5℃的熱油中(zhōng)4個小時，然(rán)後冷卻到室溫(wēn)後，取出樣品。

表5 所得(de)數據

1. 數(shù)據4：此(ci)作法是我們綜(zōng)合以上防水處(chu)理規範所研拟(nǐ)出來的作法，縮(suo)短時間隻需1分鍾。其數據(ju)提供各位參考(kǎo)。作法如下：

操作步驟：

1. 将樣品放入真(zhēn)空器裏，按下抽(chōu)真空機。真空度(dù)達70cmHg時，抽真(zhēn)空機自動停止(zhi)抽取。
2. 打開(kāi)閥門讓已經溫(wen)控60℃的(de)潤滑油進入真(zhēn)空器内，樣(yàng)品*浸泡在潤滑油中(zhōng)。
3. 再按下抽(chōu)真空機繼續抽(chōu)真空，到達所設(shè)定時間60秒(miǎo)，抽真空機自動(dong)停止抽取。
4. 然後慢慢打開(kai)洩壓閥洩壓 。
5. 取出樣(yàng)品并依序将樣(yàng)品表面的油擦(ca)幹。

表6 所得數據

實驗報告：

綜合以上表(biǎo)3、表4、表(biao)5、表6四(sì)個數據的(de)量測，發現各種(zhǒng)規範作法(fa)之間所計算出(chū)來的密度值差(chà)異并不大，所以(yǐ)要使💔用那📱一種(zhong)作法zui爲合适由(you)使用者自行決(jué)定。其中♋數據4的方法，是我(wo)們綜合以上的(de)規範所研究出(chū)來的作✍️法，密🔅度(du)值與規範的值(zhí)相差不大，提供(gòng)各位使用者📱參(cān)考，如使🈲用者覺(jiao)得此方式可以(yǐ)接受，它可讓測(cè)量的時間大幅(fú)的🔱縮短至1分鍾。

2.3實驗(yàn)三

利用全(quán)自動真空抽取(qu)機作真空含浸(jin)處理，計算出🚶含(hán)油率

圖4  SD-200L             提供軟件程(chéng)序             全自動(dòng)真空抽取機 MHV-1

使用設備：

1、日本Alfa-Mirage   SD-200L  0.0001g ~ 200g   0.0001g/cm3 (圖(tu)4)

2、全自(zì)動真空抽取機(jī) MHV-1 (圖2)

3、樣(yang)品：燒結後(hòu)含油軸承産品(pǐn)

4、實驗報告(gao)：水溫25℃

5、演算公式：三個變數計數(shu)出含油率

6、使用CNS與JIS規範作(zuo)法(參看表(biao)8)

作法如下(xià)：

1. 将樣品放(fang)入容器内降低(dī)容器内部之壓(yā)力小于4Kpa保(bǎo)持10分鍾，
2. 将加熱至80℃之油注入到(dao)容器内，使樣品(pǐn)*浸滿。
3. 繼續(xù)保持在此減壓(ya)下之狀态達30分鍾，然後回(huí)複常壓。
4. 等(deng)油溫回複到常(chang)溫後，取出試料(liào)，将附着在試料(liao)上之油輕輕✉️擦(ca)去。

表7 所得數據

實驗報告(gao)：

在含油率(lǜ)的作法，可以依(yī)據不同規範設(shè)定不同的溫度(dù)、時間，快💜速、準确(què)的求出含油率(lǜ)。

表8  規(guī)範中所述測量(liang)密度的防水處(chu)理方法

3結論(lùn)：

感謝 粉末冶金各爲(wei)*和教授的指導(dǎo)。産品本身在設(shè)計時，因考慮多(duo)孔性材料體密(mì)度的自動量測(ce)設備和儀器還(hái)沒有誕生，所以(yi)就以【自動化多(duō)孔性材料的體(tǐ)密度量測】爲主(zhu)題。曆經了5年期間的努力(lì)，我們研習各種(zhong)材料的密度量(liàng)測方法，并且❗不(bú)💯斷的請教台大(da)與興大的教授(shou)們和各行業學(xué)有專精的人士(shi)，反複的實驗和(he)求證，要求産品(pin)的推出能帶給(gěi)以多孔性材料(liào)所生産♻️的産品(pǐn)，在生🈚産過程中(zhong)能降低其不良(liáng)率且得到實際(jì)的質量量測。并(bing)也期望能廣泛(fan)的應用于各行(hang)業。