廈(sha)門易仕特(te)儀器有限(xiàn)公司，專業(ye)密度檢測(ce)儀廠家  

吸水陶(táo)瓷密度 吸(xī)水陶瓷比(bǐ)重  封蠟法(fǎ)  煮沸法陶(tao)瓷比重  陶(tao)瓷體積密(mì)度  陶瓷孔(kǒng)隙率 陶瓷(ci)吸水分率(lǜ) 粉末冶金(jin)密度檢測(cè)儀 粉末冶(yě)金含油率(lü)檢測儀  硬(ying)質合金密(mi)㊙️度儀 可滲(shen)透性粉末(mò)燒結材料(liao)密度儀

粉末冶(ye)金類産品(pin)大部分屬(shǔ)于多(duō)孔性與吸(xī)水性的産(chǎn)品，當使用(yòng)阿基米得(dé)原理中，一(yi)般的不吸(xī)水比重計(ji)去測量時(shí)，樣品放入(ru)水中，樣品(pǐn)即會一直(zhí)吸水，造成(chéng)水中的重(zhong)量一直在(zai)變化，使量(liang)測上數值(zhí)一直不穩(wen)定，造成數(shù)值上的誤(wu)差。相信這(zhè)一定是大(da)家在量測(ce)上所遇到(dao)的問題。又目前(qián)的生産設(she)備昂貴、原(yuán)物料又持(chi)續的上漲(zhǎng)，使🔞得生産(chan)成🛀🏻本增加(jia)；又産品的(de)同構型太(tai)高造成同(tóng)業之間的(de)價格競争(zhēng)，使得産品(pǐn)所獲得的(de)利潤降低(dī)。

假如(ru)公司的營(yíng)業額NT$100,000,000，而産(chǎn)品的不良(liang)率是6％，将造(zào)成公司NT$6,000,000的浪費(fèi)。

假如(ru)公司的營(ying)業額NT$100,000,000，而産品的(de)不良率是(shi)2％，将造成公(gong)司NT$2,000,000的浪費(fèi)。

以上(shang)的數據得(de)知不良率(lǜ)越高，所支(zhī)出的費用(yong)越龐大，把(ba)⛱️不良🔞率降(jiàng)的越低，所(suǒ)獲得的利(li)潤也會相(xiang)對的🍉提高(gāo)。所以(yǐ)如何改善(shan)目前産業(yè)界所面臨(lín)的問題，是(shi)我們所追(zhuī)求的目标(biao)。故我(wo)們誠心的(de)建議，在測(cè)量多孔性(xìng)材料的密(mì)度、含🧑🏽‍🤝‍🧑🏻油率(lǜ)時⚽，使用根(gēn)據規範所(suǒ)制作而成(cheng)的設備，将(jiang)有助于降(jiang)低産🛀🏻品的(de)❓不良率。

本公司(sī)爲建(jiàn)立正确且(qiě)符合規範(fàn)的生(sheng)胚密度、燒(shao)結後密度(dù)、有效孔隙(xi)率的量測(cè)。特别研發(fā)出「全(quan)自動真空(kong)抽取機」與「可滲(shèn)透性粉末(mò)燒結産品(pin)密度計ST-600P」。研發此(ci)兩項産品(pǐn)，期望能協(xié)助業界能(néng)有效降低(di)産⭐品🔞的不(bu)良率。

理論基礎(chǔ)：此量測儀(yí)器設備是(shi)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(fàn)，加以研究(jiu)和設計而(er)成。

關(guān)鍵詞：生胚密度(dù)、燒結後密(mì)度、含油率(lǜ)

1、前言(yan)：

一個(gè)任意成形(xíng)的粉末冶金零(líng)件和精密(mì)陶瓷組件(jian)，其複(fu)雜的物體(tǐ)體積(ji)是很難由(yóu)市場上所(suo)謂的标準(zhǔn)量規與量(liàng)具給予測(cè)😘量。如分厘(lí)卡(Micrometer)和(hé)測徑規(Caliper) ....等。那要(yao)使用何種(zhong)精密方法(fa)去量測體(tǐ)積呢？我們(men)可🧑🏽‍🤝‍🧑🏻利用阿基米(mi)得原理所(suǒ)論述的『水中置(zhi)換法』去求得物(wu)體的體積(jī)。但是在複(fú)雜的形狀(zhuàng)物體中，牽(qiān)涉到物⛹🏻‍♀️體(tǐ)本身是否(fǒu)存在吸水的問(wen)題，又是一(yī)個考慮的(de)因素？

如結構性(xing)粉末燒結(jie)機械零件(jian)、含油軸承(cheng)、精密陶瓷(ci)被動組件(jian)...等都(dōu)是屬于吸(xi)水性粉末(mò)燒結

産品或孔(kong)隙大之産(chǎn)品；在規範(fan)中提到此(cǐ)類産品的(de)密度求法(fa)是以體密(mi)度爲主要(yao)的認定标(biāo)準。故多孔(kong)🐕性産品密(mi)度測量，體(ti)密度🤩測量(liang)法才是zui正(zheng)确測量方(fāng)式。

體(ti)密度的公(gong)式如下：它(ta)有三個變(bian)數Wa，Wb和Ww。  

Wa：樣品(pin)在空氣中(zhong)之重量   

Wb：防水後(hòu)樣品在空(kong)氣中之重(zhong)量

Ww：防(fáng)水後樣品(pin)在水中之(zhī)重量

其演算公(gong)式爲：

在上(shang)述的演算(suàn)公式中，要(yao)如何達到(dào)快速又正(zhèng)确的防水(shuǐ)❌處理作業(ye)，又是(shi)一個考慮(lü)的因素？

反觀目(mù)前産業界(jiè)對于生胚(pēi)密度、燒結(jie)後密度、有(yǒu)效孔隙率(lü)♻️的量測有(you)下列幾種(zhong)方法，是否(fou)*符合規範(fan)？是否快速(sù)、簡便有待(dai)商榷？

A：将試樣拿(ná)至現場在(zài)大型真空(kong)含浸機做(zuo)防水處理(lǐ)作業。

B：利用簡易(yì)酒精燈和(hé)燒杯在實(shí)驗室中做(zuò)溫度65℃時間30分鍾的簡(jiǎn)易含浸防(fang)水處理作(zuò)業。

C：不(bu)做防水處(chù)理作業，直(zhí)接使用僅(jin)有兩個變(biàn)量的橡膠(jiāo)密💘度計🥵測(cè)🚩量樣品的(de)密度值。

D：使用含(hán)有毒性的(de)水銀(yín)密度儀量(liang)測密度。

E：隻測量(liang)樣品的重(zhong)量做爲判(pan)斷産品密(mì)度的依據(jù)。

綜合(hé)以上，發現(xiàn)産業界的(de)量測方法(fa)和規範中(zhong)有所差異(yì)。因此我們(men)根據各國(guo)規範加以(yi)研究和設(she)計兩💋種創(chuàng)新的産品(pin)：

*項：可(ke)滲透粉末(mò)燒結産品(pin)密度計ST-600P (圖1)

第二項：全(quan)自動真空(kōng)抽取機MHV-1 (圖2)

提供産業(yè)界正确且(qiě)符合規範(fan)的生(sheng)胚密度、燒(shao)結後密度(dù)、有效孔隙(xi)率的量測(ce)。

*項：可滲透(tòu)性粉末燒(shāo)結産品密(mì)度計

針對結構性粉(fěn)末燒結機(jī)械零件、含(han)油軸承、精(jing)密陶瓷被(bèi)動🥰組件....等吸水性産(chǎn)品或(huo)孔隙大之(zhī)産品加以(yǐ)設計制造(zao)而成。本機(ji)主要使用(yòng)于可滲透(tòu)粉末燒結(jie)産品、精密(mi)陶瓷燒結(jie)産品、氧化磁鐵(tiě)、吸水性材(cái)料、氣(qi)孔隙大之(zhi)産品....等産業。可(kě)直接讀出(chu)固體、顆粒(lì)體、浮體之(zhī)樣品在空(kong)氣中平📐均(jun1)🐪重量、水中(zhong)平均重量(liàng)以及體密度、含(han)油率、濕密(mi)度、開孔體(tǐ)積等。

隻需(xu)量測出Wa、Wb、Ww即可立(li)刻計算出(chū)樣品的密(mì)度。

Wa：樣(yang)品在空氣(qi)中之重量(liàng)

Wb：防水(shuǐ)後樣品在(zài)空氣中之(zhi)重量

Ww：防水後樣(yang)品在水中(zhōng)之重量

其演算(suan)公式爲：

第二項(xiang)：全自動真(zhēn)空抽取機(jī) MHV-1  (圖2)

在防水(shuǐ)處理的作(zuo)業中，針對(duì)規範中的(de)真空抽取(qǔ)油浸法，我(wo)們設計制(zhi)作一台全(quán)自動的真(zhen)空抽取機(jī)MHV-1 (L410 x W340 x H430mm)

可依(yi)據不同的(de)規範，設定(ding)不同的油(you)浸溫度、抽(chōu)真空❤️時間(jiān)；測量(liàng)簡單(dan)、快速，數據(ju)準确，可節(jiē)省不少的(de)人力成本(ben)與時間成(chéng)本。                                            圖(tu)2 全自(zi)動真空抽(chou)取機 MHV-1

2、實驗

2.1實驗一

一般比(bǐ)重計與可滲透(tòu)性粉末燒(shao)結産品密(mì)度計測量(liàng)是否有差(cha)異?

實(shi)驗樣品條(tiáo)件：

樣(yang)品：圓(yuan)形狀生胚(pēi)産品     實驗報告(gao)：水溫(wēn)25℃

1. 數據1：

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

幹密度(dù)測試法：使(shǐ)用一般的(de)比重計測(ce)量

演(yan)算公式：利(li)用二(èr)個變數的(de)直讀式比(bi)重計測量(liang)

操作(zuò)步驟：

• 先測樣品(pin)在空氣中(zhōng)之重量
• 再測量(liàng)樣品在水(shui)中之重量(liang)時，約有幾(ji)種方式：
  1. 先浸泡(pào)一下酒精(jīng)，免除氣泡(pao)附着再放(fàng)入水中。
  2. 在水槽(cao)中夾住樣(yang)品搖晃以(yi)去除氣泡(pào)，直接放入(rù)水中。

表1  所(suo)得數據

1. 數據2：

使用(yòng)設備：體密(mì)度測試法(fǎ)：使用可滲透性(xing)粉末燒結(jie)産品密度(dù)計 ST-600P (圖(tú)1)

1、廈門易仕(shi)特 ST-600P   0.005g ~ 200g    0.001g/cm3

2、全自動(dong)真空抽取(qǔ)機 MHV-1 (圖(tu)2)

3、使用(yòng)規範：CNS與JIS的(de)防水處理(lǐ)法 (參(cān)看表8)

演算公式(shì)：利用(yong)ASTM三個(ge)變數的直(zhi)讀式比重(zhòng)計測量

操作步(bu)驟：

1. 在(zài)室溫中将(jiāng)樣品*浸入(ru)含有油的(de)真空幹燥(zao)器裏。
2. 按下抽真(zhēn)空鍵，将容(róng)器内之壓(ya)力降至小(xiao)于4Kpa，并(bìng)保持30分鍾。
3. 30分鍾後，慢慢打(dǎ)開洩壓閥(fá)洩壓，然後取出(chu)樣品。将其(qí)附着于表(biao)面油輕輕(qīng)擦去。

表2 所(suo)得數據

實驗(yàn)報告：

根據表1、表2所得數據(ju)我們可以(yǐ)發現，使用(yòng)一般的密(mì)度計測量(liang)密度會造(zào)成所得到(dào)之密度值(zhí)高于(yu)産品(pin)實際的密(mi)度值。所以(yǐ)在體(tǐ)密度量測(ce)一定要使(shi)用規範所(suǒ)述的方法(fǎ)量測，才🤩不(bú)會造🐆成密(mi)度的差異(yì)。

2.2實驗(yàn)二

各(gè)種規範中(zhōng)，防水處理(lǐ)作法的差(chà)異，所得到(dào)的密度值(zhí)❌是否有差(chà)異?

作(zuò)法：

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

，利用ST-600P計算出(chū)密度值，觀(guan)察不同規(gui)範作法密(mì)度值是否(fǒu)有差異？

實驗樣(yang)品條件：

使用設(shè)備：體密度(dù)測試法：使(shi)用可(ke)滲透性粉(fěn)末燒結産(chan)品密度計(ji) ST-600P (圖1)

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

2、全自動真(zhēn)空抽取機(ji) MHV-1 (圖2)

3、樣品：圓形狀(zhuang)生胚産品(pin)

4、實驗(yàn)報告：水溫(wen)25℃

5、演算公式(shì)：利用(yòng)ASTM三個(gè)變數的直(zhí)讀式比重(zhong)計測量

作法圖(tu)片：

圖(tu)3 量測(ce)作法

1. 數據1：CNS與JIS的防水(shuǐ)處理法(參看表(biao)8)：将樣品浸(jìn)入容器内(nei)之油中，在(zài)室溫下将(jiāng)容器内之(zhī)壓力降‼️至(zhì)☔小于4Kpa，并保持30分鍾後(hou) ，回複(fú)到常壓。

表3 所得數據(ju)

1. 數(shu)據2：GB/T的防水(shui)處理法(參看表(biao)8)：将樣品浸(jìn)入到65±5℃的熱(re)油中，直到(dào)不再有氣(qì)泡出現，冷(lěng)卻到室溫(wen)後，取出🈲樣(yàng)品。

表(biǎo)4 所得(dé)數據

1. 數據3：ASTM、MPIF的防水(shui)處理法(參看表(biao)8)：将樣品浸(jìn)入在82±5℃的熱(rè)油中4個小時，然(ran)後冷卻到(dao)室溫後，取(qu)出樣品。

表5 所得數據(ju)

1. 數(shù)據4：此作法(fa)是我們綜(zōng)合以上防(fáng)水處理規(gui)範所研拟(nǐ)出來的☁️作(zuo)法，縮短時(shí)間隻需1分鍾。其(qí)數據提供(gòng)各位參考(kao)。作法如下(xià)：

操作(zuo)步驟：

1. 将樣品放(fang)入真空器(qi)裏，按下抽(chou)真空機。真(zhēn)空度達70cmHg時，抽真(zhēn)空機自動(dòng)停止抽取(qǔ)。
2. 打開(kai)閥門讓已(yi)經溫控60℃的(de)潤滑油進(jin)入真空器(qi)内，樣(yàng)品*浸泡在(zài)潤滑(hua)油中(zhong)。
3. 再按(àn)下抽真空(kōng)機繼續抽(chōu)真空，到達(da)所設定時(shí)間60秒(miao)，抽真空機(jī)自動停止(zhi)抽取。
4. 然後慢慢(màn)打開洩壓(ya)閥洩壓 。
5. 取(qu)出樣品并(bing)依序将樣(yang)品表面的(de)油擦幹。

表6 所得數據(ju)

實(shi)驗報告：

綜合以(yǐ)上表3、表4、表(biao)5、表6四個數據的(de)量測，發現(xiàn)各種規範(fan)作法(fa)之間所計(jì)算出來的(de)密度值差(chà)異并不大(da)，所以要✉️使(shi)♋用那一種(zhong)作法zui爲合(hé)适由使用(yong)者自行決(jue)定。其中數(shù)據4的(de)方法，是我(wo)們綜合以(yi)上的規範(fàn)所研究出(chū)來的作💰法(fǎ)，密度值與(yǔ)規範的值(zhi)相差不大(da)，提供各位(wei)使用者參(cān)考，如使用(yòng)者覺得此(cǐ)方式可以(yǐ)接受，它可(kě)讓測量的(de)時間大幅(fú)的縮短至(zhi)1分鍾(zhong)。

2.3實驗(yàn)三

利(li)用全自動(dòng)真空抽取(qu)機作真空(kong)含浸處理(li)，計算出🔆含(hán)油率

圖4  SD-200L             提(tí)供軟件程(chéng)序             全(quan)自動真空(kōng)抽取機 MHV-1

使用設(shè)備：

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

2、全自(zì)動真空抽(chou)取機 MHV-1 (圖2)

3、樣(yàng)品：燒(shao)結後含油(you)軸承産品(pin)

4、實驗(yan)報告：水溫(wēn)25℃

5、演算公式(shì)：三個(ge)變數計數(shù)出含油率(lǜ)

6、使用CNS與JIS規(guī)範作法(參看表(biao)8)

作法(fǎ)如下：

1. 将樣品放(fang)入容器内(nèi)降低容器(qì)内部之壓(ya)力小于4Kpa保持10分鍾，
2. 将加熱(re)至80℃之(zhī)油注入到(dao)容器内，使(shi)樣品*浸滿(mǎn)。
3. 繼續(xu)保持在此(cǐ)減壓下之(zhi)狀态達30分鍾，然(ran)後回複常(cháng)壓。
4. 等(děng)油溫回複(fú)到常溫後(hòu)，取出試料(liào)，将附着在(zài)試料上之(zhi)油🥵輕輕💰擦(cā)去。

表(biǎo)7 所得(de)數據

實驗(yàn)報告：

在含油率(lü)的作法，可(kě)以依據不(bú)同規範設(she)定不同的(de)溫度、時❌間(jian)，快🈲速、準确(que)的求出含(hán)油率。

表8  規(guī)範中所述(shu)測量密度(du)的防水處(chù)理方法

3結論(lùn)：

感謝(xiè) 粉末(mo)冶金各爲(wei)*和教授的(de)指導。産品(pǐn)本身在設(she)計時，因🍉考(kǎo)慮多孔性(xìng)材料體密(mì)度的自動(dong)量測設備(bèi)和儀器還(hai)沒有🚶誕生(sheng)☀️，所以就以(yǐ)💞【自動化多(duō)孔性材料(liao)的體密度(du)量測】爲主(zhǔ)題。曆經了(le)5年期(qi)間的努力(li)，我們研習(xí)各種材料(liao)的密度量(liang)測方法，并(bìng)且不斷的(de)請教台大(da)與興大的(de)教授們和(hé)各行㊙️業學(xue)有專精的(de)人士，反複(fú)的實驗和(he)求證，要求(qiú)産品❄️的推(tui)出能帶給(gei)以多孔性(xìng)材料所生(shēng)産的産品(pǐn)，在生産過(guo)程中能降(jiang)低其✨不良(liáng)率且得到(dào)實際的質(zhì)量量測。并(bìng)也期望能(néng)廣泛的應(yīng)㊙️用于各行(hang)業。