廈(shà)門易仕特(te)儀器有限(xian)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(bi)重  封蠟法(fǎ)  煮沸法陶(táo)瓷比重  陶(táo)瓷體積密(mi)度  陶瓷孔(kǒng)隙率 陶瓷(cí)吸水分率(lǜ) 粉末冶金(jin)密度檢測(ce)儀 粉末冶(ye)金含油率(lü)檢測儀  硬(yìng)質合金密(mì)度儀 可滲(shen)透性粉末(mo)燒結材料(liào)密度儀

粉末冶(ye)金類産品(pǐn)大部分屬(shǔ)于多(duo)孔性與吸(xi)水性的産(chan)品，當使用(yòng)阿基米得(de)原理中，一(yi)般的不吸(xī)水比重計(ji)去測量時(shí)，樣品放入(rù)水中，樣品(pǐn)即會一直(zhi)吸水，造🧑🏾‍🤝‍🧑🏼成(chéng)水中的重(zhòng)量一直在(zai)變化，使量(liang)測上數值(zhí)一直不穩(wen)定，造成數(shu)值上的誤(wù)差。相信🧑🏽‍🤝‍🧑🏻這(zhè)一定是大(da)家在量測(ce)上所遇到(dào)的問題。又目前(qián)的生産設(shè)備昂貴、原(yuán)物料又持(chí)續的上漲(zhǎng)，使得生☂️産(chan)成本增加(jia)；又産品的(de)同構型太(tài)高造成同(tóng)業之間的(de)價格競争(zheng)，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(zao)成公司NT$6,000,000的浪費(fèi)。

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

以上(shang)的數據得(dé)知不良率(lü)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(xiàng)對的提高(gao)。所以(yi)如何改善(shàn)目前産業(yè)界所面臨(lín)的問題，是(shi)我們所♊追(zhui)求的目🔞标(biao)。故我(wǒ)們誠心的(de)建議，在測(cè)量多孔性(xìng)材料的密(mi)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(jiàng)低産品的(de)不良💞率。

本公司(si)爲建(jiàn)立正确且(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(cè)。特别研發(fa)出「全(quán)自動真空(kong)抽取機」與「可滲(shen)透性粉末(mò)燒結産品(pǐn)密度計ST-600P」。研發此(ci)兩項産品(pin)，期望能協(xié)助業界能(neng)有效降低(dī)産品的不(bu)🛀🏻良🌂率。

理論基礎(chǔ)：此量測儀(yi)器設備是(shì)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(fan)，加以研究(jiu)和設計而(ér)成。

關(guan)鍵詞：生胚密度(dù)、燒結後密(mi)度、含油率(lü)

1、前言(yan)：

一個(ge)任意成形(xing)的粉末冶金零(líng)件和精密(mi)陶瓷組件(jiàn)，其複(fu)雜的物體(tǐ)體積(ji)是很難由(yóu)市場上所(suǒ)謂的标準(zhǔn)量規與量(liang)具給予測(cè)量。如分厘(li)卡(Micrometer)和(he)測徑規(Caliper) ....等。那要(yao)使用何種(zhong)精密方法(fǎ)去量測體(tǐ)積呢？我們(men)可利用阿基米(mǐ)得原理所(suo)論述的『水中置(zhi)換法』去求得物(wù)體的體積(ji)。但是在複(fú)雜的形狀(zhuàng)物體中，牽(qian)㊙️涉到物體(ti)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(chéng)、精密陶瓷(cí)☔被動組件(jian)...等都(dou)是屬于吸(xi)水性粉末(mò)燒結

産品或孔(kong)隙大之産(chan)品；在規範(fàn)中提到此(ci)類産品的(de)密度求法(fa)是以體密(mi)度爲主要(yào)的認定标(biāo)準。故多孔(kong)🔞性産品密(mi)度測量，體(tǐ)密度測量(liang)法才是zui正(zheng)确測量方(fang)式。

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

Wa：樣品(pǐn)在空氣中(zhōng)之重量   

Wb：防水後(hou)樣品在空(kong)氣中之重(zhong)量

Ww：防(fáng)水後樣品(pin)在水中之(zhi)重量

其演算公(gōng)式爲：

在上(shàng)述的演算(suan)公式中，要(yao)如何達到(dao)快速又正(zhèng)确的防水(shuǐ)處理作業(ye)，又是(shì)一個考慮(lǜ)的因素？

反觀目(mù)前産業界(jie)對于生胚(pei)密度、燒結(jié)後密度、有(you)效孔隙📐率(lǜ)的☂️量測有(yǒu)下列幾種(zhong)方法，是否(fǒu)*符合規範(fàn)？是否快速(su)、簡🏃便有待(dài)商💃🏻榷？

A：将試樣拿(na)至現場在(zai)大型真空(kōng)含浸機做(zuò)防水處理(li)作業。

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

C：不(bú)做防水處(chù)理作業，直(zhí)接使用僅(jǐn)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(liàng)測密度。

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

綜合(he)以上，發現(xiàn)産業界的(de)量測方法(fa)和規範中(zhōng)有所差🔅異(yi)。因🌈此我們(men)根據各國(guo)規範加以(yǐ)研究和設(she)計兩種創(chuang)新的産品(pǐn)：

*項：可(kě)滲透粉末(mò)燒結産品(pǐn)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(fàn)的生(shēng)胚密度、燒(shāo)結後密度(du)、有效孔隙(xi)率的量測(ce)。

*項：可滲透(tou)性粉末燒(shao)結産品密(mì)度計

針對結構性粉(fen)末燒結機(ji)械零件、含(hán)油軸承、精(jing)密陶瓷被(bei)動組件....等吸水性産(chan)品或(huo)孔隙大之(zhī)産品加以(yi)設計制造(zao)而成。本機(jī)主要使用(yong)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(cai)料、氣(qì)孔隙大之(zhī)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(kōng)氣中平均(jun)重⛷️量、水中(zhōng)平均重量(liàng)以及體密度、含(han)油率、濕密(mi)度、開孔體(ti)積等。

隻需(xū)量測出Wa、Wb、Ww即可立(li)刻計算出(chu)樣品的密(mi)度。

Wa：樣(yang)品在空氣(qì)中之重量(liang)

Wb：防水(shui)後樣品在(zài)空氣中之(zhī)重量

Ww：防水後樣(yang)品在水中(zhong)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(shui)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(zhēn)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(jie)省不少的(de)人力成本(běn)與時間成(cheng)本。                                            圖(tú)2 全自(zì)動真空抽(chōu)取機 MHV-1

2、實驗

2.1實驗一

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

實(shi)驗樣品條(tiao)件：

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

1. 數據1：

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

幹密度(dù)測試法：使(shi)用一般的(de)比重計測(cè)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(zuo)步驟：

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

表1  所(suǒ)得數據

1. 數據2：

使用(yòng)設備：體密(mi)度測試法(fa)：使用可滲透性(xing)粉末燒結(jié)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(dòng)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(li)法 (參(can)看表8)

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

操作步(bu)驟：

1. 在(zai)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(zhen)空鍵，将容(róng)器内之壓(ya)力降至小(xiǎo)于4Kpa，并(bing)保持30分鍾。
3. 30分鍾後，慢慢打(dǎ)開洩壓閥(fa)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(suǒ)得數據

實驗(yàn)報告：

根據表1、表2所得數據(jù)我們可以(yi)發現，使用(yong)一般的密(mì)度計測量(liang)密🚶度會造(zao)成所得到(dào)之密度值(zhi)高于(yú)産品(pǐn)實際的密(mi)度值。所以(yǐ)在體(ti)密度量測(ce)一定要使(shǐ)用規範所(suo)述的方法(fǎ)量測，才不(bú)會造成密(mi)度的差異(yì)。

2.2實驗(yan)二

各(gè)種規範中(zhōng)，防水處理(li)作法的差(cha)異，所得到(dao)的密度值(zhí)是否有差(cha)異?

作(zuo)法：

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

，利用ST-600P計算出(chu)密度值，觀(guan)察不同規(guī)範作法密(mi)度值是否(fou)有差異？

實驗樣(yang)品條件：

使用設(she)備：體密度(du)測試法：使(shǐ)用可(kě)滲透性粉(fěn)末燒結産(chǎn)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(zhuàng)生胚産品(pǐn)

4、實驗(yàn)報告：水溫(wen)25℃

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

作法圖(tu)片：

圖(tu)3 量測(cè)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(nèi)之油中，在(zài)室溫下将(jiang)容器内之(zhi)壓力降👈至(zhì)小于4Kpa，并保持30分鍾後(hòu) ，回複(fú)到常壓。

表3 所得數據(ju)

1. 數(shù)據2：GB/T的防水(shui)處理法(參看表(biǎo)8)：将樣品浸(jin)入到65±5℃的熱(re)油中，直到(dao)不再有氣(qì)泡出現，冷(leng)卻到室溫(wēn)後，取出樣(yàng)品。

表(biao)4 所得(dé)數據

1. 數據3：ASTM、MPIF的防水(shuǐ)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(qǔ)出樣品。

表5 所得數據(jù)

1. 數(shù)據4：此作法(fa)是我們綜(zong)合以上防(fang)水處理規(guī)範所研拟(ni)出來的作(zuò)法，縮短時(shi)間隻需1分鍾。其(qi)數據提供(gòng)各位參考(kao)。作法如下(xià)：

操作(zuò)步驟：

1. 将樣品放(fàng)入真空器(qì)裏，按下抽(chou)真空機。真(zhen)空度達70cmHg時，抽真(zhēn)空機自動(dòng)停止抽取(qu)。
2. 打開(kāi)閥門讓已(yi)經溫控60℃的(de)潤滑油進(jìn)入真空器(qi)内，樣(yang)品*浸泡在(zài)潤滑(huá)油中(zhong)。
3. 再按(an)下抽真空(kong)機繼續抽(chōu)真空，到達(da)所設定時(shi)間60秒(miǎo)，抽真空機(jī)自動停止(zhǐ)抽取。
4. 然後慢慢(màn)打開洩壓(ya)閥洩壓 。
5. 取(qǔ)出樣品并(bìng)依序将樣(yàng)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(biǎo)5、表6四個數據的(de)量測，發現(xian)各種規範(fan)作法(fǎ)之間所計(ji)算出來的(de)密度值差(cha)異并不大(da)，所以要使(shi)用那一👉種(zhong)作法zui爲合(he)适由使用(yòng)者自行決(jué)定。其中數(shu)據4的(de)方法，是我(wǒ)們綜合以(yǐ)上的規範(fan)所研究出(chu)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(can)考❓，如使用(yong)者🈲覺得此(ci)方🔆式可以(yi)接受，它可(kě)讓測量的(de)時間大幅(fu)的縮短至(zhi)1分鍾(zhong)。

2.3實驗(yàn)三

利(lì)用全自動(dong)真空抽取(qu)機作真空(kong)含浸處理(lǐ)，計算出💃🏻含(han)☔油率

圖4  SD-200L             提(ti)供軟件程(chéng)序             全(quán)自動真空(kong)抽取機 MHV-1

使用設(she)備：

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

2、全自(zi)動真空抽(chōu)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(yàn)報告：水溫(wen)25℃

5、演算公式(shì)：三個(gè)變數計數(shù)出含油率(lü)

6、使用CNS與JIS規(gui)範作法(參看表(biao)8)

作法(fǎ)如下：

1. 将樣品放(fàng)入容器内(nèi)降低容器(qi)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(xù)保持在此(cǐ)減壓下之(zhi)狀态達30分鍾，然(ran)後回複常(chang)壓。
4. 等(děng)油溫回複(fu)到常溫後(hou)，取出試料(liao)，将附着在(zai)試料上之(zhi)油輕輕擦(ca)去。

表(biao)7 所得(dé)數據

實驗(yan)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(què)的求出含(hán)油率。

表8  規(gui)範中所述(shù)測量密度(dù)的防水處(chu)理方法

3結論(lun)：

感謝(xie) 粉末(mò)冶金各爲(wèi)*和教授的(de)指導。産品(pin)本身在設(shè)計時⚽，因🌂考(kǎo)💘慮多孔性(xìng)材料體密(mi)度的自動(dong)量測設備(bei)和儀✂️器還(hai)沒有👉誕生(shēng)，所以就以(yǐ)【自動化多(duo)孔性材料(liao)的體密度(du)量測】爲主(zhu)題。曆經了(le)5年期(qi)間的努力(lì)，我們研習(xí)各種材料(liao)的密度量(liang)測方🔱法，并(bing)且不斷的(de)請教台大(dà)與興大的(de)教授們和(he)各行業學(xué)有專精的(de)人士，反複(fú)🚶‍♀️的實驗和(he)求證，要求(qiu)産品的推(tui)出能帶給(gei)以多孔性(xing)材料所生(shēng)産✍️的産品(pǐn)，在生産過(guò)程中能降(jiang)低其不良(liang)率且得到(dào)實際的質(zhi)量量測。并(bing)也期望能(neng)廣泛的應(yīng)用于各行(háng)業。