廈門易(yi)仕特儀器有限(xian)公司，專業密度(dù)檢測儀廠家  

吸水陶瓷密(mì)度 吸水陶瓷比(bi)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(cí)吸水分率 粉末(mo)冶金密度檢測(cè)儀 粉末冶金含(han)油率檢測儀  硬(yìng)質⭐合金密度儀(yí) 可滲透性粉末(mò)燒結材料密度(dù)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(xi)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(shu)值上的誤差。相(xiang)信🔱這一定是大(dà)家在量🐇測上所(suo)遇到的問題。又目前的生(shēng)産設備昂貴、原(yuan)物料又持續的(de)上漲，使得生産(chan)成本增加；又産(chan)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(huo)得的利潤降低(di)。

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(yíng)業額NT$100,000,000，而産品的(de)不良率是2％，将造成公(gong)司NT$2,000,000的(de)浪費。

以上(shàng)的數據得知不(bu)良率越高，所支(zhi)出的費用越龐(páng)大，把不良率降(jiàng)的越低，所獲得(de)的利潤也會相(xiàng)對的🔴提高。所以如何改善(shàn)目前産業界所(suǒ)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(yì)，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(zuo)而成的設備，将(jiāng)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(shāo)結後密度、有效(xiào)孔隙率的量測(ce)。特别研發出「全自動真空(kōng)抽取機」與(yǔ)「可滲(shèn)透性粉末燒結(jié)産品密度計ST-600P」。研(yan)發此兩項産品(pin)，期望能協助業(ye)界能有效降低(di)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(yǐ)研究和設計而(er)成。

關鍵詞(ci)：生胚密度(dù)、燒結後密度、含(hán)油率

1、前言(yán)：

一個任意(yì)成形的粉末冶金零件和(hé)精密陶瓷組件(jian)，其複雜的(de)物體體積(jī)是很難由市場(chǎng)上所謂的标準(zhun)量規與量具給(gěi)予測量。如分厘(li)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(li)用阿基米(mǐ)得原理所論述(shu)的『水中置(zhi)換法』去求(qiu)得物體的體積(ji)。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(you)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(yóu)軸承、精密陶瓷(cí)被動組件...等都是屬于吸(xī)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(ci)類産品的密度(dù)求法是以體密(mi)度爲主要的認(rèn)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(rú)下：它有三個變(bian)數Wa，Wb和(he)Ww。  

Wa：樣品(pǐn)在空氣中之重(zhong)量   

Wb：防水後(hòu)樣品在空氣中(zhong)之重量

Ww：防(fáng)水後樣品在水(shui)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(chan)業界對于生胚(pēi)密度、燒結後密(mi)度、有效孔隙率(lü)的量測有下列(lie)幾種方法，是否(fou)*符合規範？是否(fou)快🔞速、簡便有待(dài)商榷？

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

B：利用(yòng)簡易酒精燈和(he)燒杯在實驗室(shì)中做溫度65℃時間30分鍾(zhōng)的簡易含浸防(fáng)水處理作業。

C：不做防水處(chu)理作業，直接使(shi)用僅有兩個變(bian)量的橡膠密度(dù)🈲計測量樣品的(de)密度值。

D：使(shǐ)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(pàn)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(suǒ)差異。因此我們(men)根據各國規範(fan)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(jié)産品密度計ST-600P (圖1)

第二(er)項：全自動真空(kong)抽取機MHV-1 (圖(tú)2)

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

*項：可滲透(tou)性粉末燒結産(chǎn)品密度計

針對結構(gòu)性粉末燒結機(ji)械零件、含油軸(zhóu)承、精密陶瓷被(bèi)動🏃‍♀️組件....等(děng)吸水性産(chǎn)品或孔隙(xi)大之産品加以(yi)設計制造而成(chéng)。本機主要使用(yong)于可🔞滲透粉末(mò)燒結産品、精密(mi)陶瓷燒結産品(pin)、氧化磁鐵(tie)、吸水性材料、氣孔隙大之(zhi)産品....等産(chan)業。可直接讀出(chu)固體、顆粒體、浮(fú)體之樣品在空(kōng)氣中平🈲均重量(liàng)、水中平均重量(liang)以及體密(mì)度、含油率、濕密(mì)度、開孔體積等(deng)。

隻需(xu)量測出Wa、Wb、Ww即可立(lì)刻計算出樣品(pǐn)的密度。

Wa：樣(yàng)品在空氣中之(zhī)重量

Wb：防水(shuǐ)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(shì)爲：

第二項(xiàng)：全自動真空抽(chōu)取機 MHV-1  (圖2)

在防水處理(li)的作業中，針對(dui)規範中的真空(kong)抽取油浸法，我(wǒ)們設計制作一(yi)台全自動的真(zhēn)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(chōu)真空時💞間；測量簡單(dān)、快速，數據準确(que)，可節省不少的(de)人力成本與時(shí)間成✉️本。                                            圖(tú)2 全自動真(zhēn)空抽取機 MHV-1

2、實驗

2.1實驗(yan)一

一般比(bǐ)重計與可(ke)滲透性粉末燒(shao)結産品密度計(ji)測量是否有差(chà)異?

實驗樣(yàng)品條件：

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

1. 數據1：

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

幹密度(dù)測試法：使用一(yi)般的比重計測(ce)量

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

操作步驟(zhou)：

• 先測樣品(pin)在空氣中之重(zhòng)量
• 再測量(liàng)樣品在水中之(zhī)重量時，約有幾(jǐ)種方式：
  1. 先(xiān)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(jia)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(tú)1)

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

2、全(quán)自動真空抽取(qu)機 MHV-1 (圖2)

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

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

操(cāo)作步驟：

1. 在(zài)室溫中将樣品(pǐn)*浸入含有油的(de)真空幹燥器裏(li)。
2. 按下抽真(zhen)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(fá)洩壓，然後(hou)取出樣品。将其(qí)附着于表面油(you)輕輕擦去。

表2 所得數(shu)據

實驗(yan)報告：

根據(jù)表1、表2所得數據我們(men)可以發現，使用(yong)一般的密度計(ji)測量密🈲度會造(zào)成🐕所得到之密(mì)度值高于(yú)産品實際(ji)的密度值。所以(yi)在體密度(dù)量測一定要使(shi)用規範所述的(de)方法量測，才不(bu)會造✂️成密度的(de)差異。

2.2實驗(yan)二

各種規(gui)範中，防水處理(lǐ)作法的差異，所(suo)得到的密度值(zhí)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(guān)察不同規範作(zuò)法密度值是否(fou)有差♋異？

實(shi)驗樣品條件：

使用設備：體(tǐ)密度測試法：使(shǐ)用可滲透(tou)性粉末燒結産(chan)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(gào)：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(ce)作法

1. 數據(ju)1：CNS與JIS的防水處理(li)法(參看表(biǎo)8)：将樣(yang)品浸入容器内(nèi)之油中，在室溫(wēn)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(dé)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(dao)不再有氣泡出(chu)現，冷卻到室溫(wen)後，取出樣品。

表4 所得(dé)數據

1. 數(shu)據3：ASTM、MPIF的防水處理(li)法(參看表(biǎo)8)：将樣(yang)品浸入在82±5℃的熱油中(zhong)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(zong)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(jù)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(du)達70cmHg時，抽真(zhen)空機自動停止(zhi)抽取。
2. 打開(kai)閥門讓已經溫(wēn)控60℃的(de)潤滑油進入真(zhēn)空器内，樣(yang)品*浸泡在潤滑油中(zhong)。
3. 再按下抽(chou)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(dòng)停止抽取。
4. 然後慢慢打開(kai)洩壓閥洩壓 。
5. 取出樣(yang)品并依序将樣(yang)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(si)個數據的(de)量測，發現各種(zhong)規範作法(fǎ)之間所計算出(chu)來的密度值差(cha)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(dù)值與規範的值(zhí)相差不大，提供(gòng)各位使用者💃🏻參(can)考🙇🏻，如使用者覺(jiao)得此方式可以(yi)接受，它可讓測(cè)量🌏的時間❓大幅(fu)的縮短至1分鍾。

2.3實驗(yan)三

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

圖4  SD-200L             提供軟件程(chéng)序             全自動(dong)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(zi)動真空抽取機(ji) MHV-1 (圖2)

3、樣(yàng)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(biǎo)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(ya)力小于4Kpa保(bao)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(yā)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(liao)，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(lü)的作法，可以依(yi)據不同規範設(shè)定不同的溫度(du)、時間，快速、準确(què)的求出含油率(lǜ)。

表8  規(guī)範中所述測量(liàng)密度的防水處(chù)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(she)計時，因考✂️慮多(duō)孔🈲性材料體密(mì)度的自動量測(cè)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(zhǔ)題。曆經了5年期間的努力(li)，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(shòu)們和各行🈲業學(xue)有專精的🤟人士(shi)，反複🚩的實驗和(hé)求證，要求産品(pin)的推出能帶給(gei)以多孔性材料(liao)所生産的産品(pin)，在生産過程中(zhong)能降低其不良(liáng)率且得到實際(ji)的質量量測。并(bing)也期望能廣泛(fan)的應用于各行(háng)業。