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廈門易仕特儀器有限公司，專業(yè)密度檢測(cè)儀廠家  

吸水陶瓷密度 吸水陶瓷比重  封蠟法  煮沸法陶瓷比重  陶瓷體積密度  陶瓷孔隙率 陶瓷吸水分率 粉末冶金密度檢測(cè)儀 粉末冶金含油率檢測(cè)儀  硬質(zhì)合金密度儀 可滲透性粉末燒結(jié)材料密度儀

粉末冶金類產(chǎn)品大部分屬于多孔性與吸水性的產(chǎn)品，當(dāng)使用阿基米得原理中，一般的不吸水比重計(jì)去測(cè)量時(shí)，樣品放入水中，樣品即會(huì)一直吸水，造成水中的重量一直在變化，使量測(cè)上數(shù)值一直不穩(wěn)定，造成數(shù)值上的誤差。相信這一定是大家在量測(cè)上所遇到的問題。又目前的生產(chǎn)設(shè)備昂貴、原物料又持續(xù)的上漲，使得生產(chǎn)成本增加；又產(chǎn)品的同構(gòu)型太高造成同業(yè)之間的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，使得產(chǎn)品所獲得的利潤(rùn)降低。

假如公司的營(yíng)業(yè)額NT$100,000,000，而產(chǎn)品的不良率是6％，將造成公司NT$6,000,000的浪費(fèi)。

假如公司的營(yíng)業(yè)額NT$100,000,000，而產(chǎn)品的不良率是2％，將造成公司NT$2,000,000的浪費(fèi)。

以上的數(shù)據(jù)得知不良率越高，所支出的費(fèi)用越龐大，把不良率降的越低，所獲得的利潤(rùn)也會(huì)相對(duì)的提高。所以如何改善目前產(chǎn)業(yè)界所面臨的問題，是我們所追求的目標(biāo)。故我們誠心的建議，在測(cè)量多孔性材料的密度、含油率時(shí)，使用根據(jù)規(guī)范所制作而成的設(shè)備，將有助于降低產(chǎn)品的不良率。

本公司為建立正確且符合規(guī)范的生胚密度、燒結(jié)后密度、有效孔隙率的量測(cè)。特別研發(fā)出「全自動(dòng)真空抽取機(jī)」與「可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計(jì)ST-600P」。研發(fā)此兩項(xiàng)產(chǎn)品，期望能協(xié)助業(yè)界能有效降低產(chǎn)品的不良率。

理論基礎(chǔ)：此量測(cè)儀器設(shè)備是根據(jù)ASTM B311、B328、 MPIF 42 、MPIF 57與JIS Z2501、Z2505、Z2506和GB/T 5163、5164、5165和CNS Z8041、Z8042之規(guī)范，加以研究和設(shè)計(jì)而成。

關(guān)鍵詞：生胚密度、燒結(jié)后密度、含油率

1、前言：

一個(gè)任意成形的粉末冶金零件和精密陶瓷組件，其復(fù)雜的物體體積是很難由市場(chǎng)上所謂的標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)與量具給予測(cè)量。如分厘卡(Micrometer)和測(cè)徑規(guī)(Caliper) ....等。那要使用何種精密方法去量測(cè)體積呢？我們可利用阿基米得原理所論述的『水中置換法』去求得物體的體積。但是在復(fù)雜的形狀物體中，牽涉到物體本身是否存在吸水的問題，又是一個(gè)考慮的因素？

如結(jié)構(gòu)性粉末燒結(jié)機(jī)械零件、含油軸承、精密陶瓷被動(dòng)組件...等都是屬于吸水性粉末燒結(jié)

產(chǎn)品或孔隙大之產(chǎn)品；在規(guī)范中提到此類產(chǎn)品的密度求法是以體密度為主要的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。故多孔性產(chǎn)品密度測(cè)量，體密度測(cè)量法才是zui正確測(cè)量方式。

體密度的公式如下：它有三個(gè)變數(shù)Wa，Wb和Ww。  

Wa：樣品在空氣中之重量   

Wb：防水后樣品在空氣中之重量

Ww：防水后樣品在水中之重量

其演算公式為：

在上述的演算公式中，要如何達(dá)到快速又正確的防水處理作業(yè)，又是一個(gè)考慮的因素？

反觀目前產(chǎn)業(yè)界對(duì)于生胚密度、燒結(jié)后密度、有效孔隙率的量測(cè)有下列幾種方法，是否*符合規(guī)范？是否快速、簡(jiǎn)便有待商榷？

A：將試樣拿至現(xiàn)場(chǎng)在大型真空含浸機(jī)做防水處理作業(yè)。

B：利用簡(jiǎn)易酒精燈和燒杯在實(shí)驗(yàn)室中做溫度65℃時(shí)間30分鐘的簡(jiǎn)易含浸防水處理作業(yè)。

C：不做防水處理作業(yè)，直接使用僅有兩個(gè)變量的橡膠密度計(jì)測(cè)量樣品的密度值。

D：使用含有毒性的水銀密度儀量測(cè)密度。

E：只測(cè)量樣品的重量做為判斷產(chǎn)品密度的依據(jù)。

綜合以上，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)界的量測(cè)方法和規(guī)范中有所差異。因此我們根據(jù)各國(guó)規(guī)范加以研究和設(shè)計(jì)兩種創(chuàng)新的產(chǎn)品：

*項(xiàng)：可滲透粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計(jì)ST-600P (圖1)

第二項(xiàng)：全自動(dòng)真空抽取機(jī)MHV-1 (圖2)

提供產(chǎn)業(yè)界正確且符合規(guī)范的生胚密度、燒結(jié)后密度、有效孔隙率的量測(cè)。

*項(xiàng)：可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計(jì)

針對(duì)結(jié)構(gòu)性粉末燒結(jié)機(jī)械零件、含油軸承、精密陶瓷被動(dòng)組件....等吸水性產(chǎn)品或孔隙大之產(chǎn)品加以設(shè)計(jì)制造而成。本機(jī)主要使用于可滲透粉末燒結(jié)產(chǎn)品、精密陶瓷燒結(jié)產(chǎn)品、氧化磁鐵、吸水性材料、氣孔隙大之產(chǎn)品....等產(chǎn)業(yè)。可直接讀出固體、顆粒體、浮體之樣品在空氣中平均重量、水中平均重量以及體密度、含油率、濕密度、開孔體積等。

只需量測(cè)出Wa、Wb、Ww即可立刻計(jì)算出樣品的密度。

Wa：樣品在空氣中之重量

Wb：防水后樣品在空氣中之重量

Ww：防水后樣品在水中之重量

其演算公式為：

第二項(xiàng)：全自動(dòng)真空抽取機(jī) MHV-1  (圖2)

在防水處理的作業(yè)中，針對(duì)規(guī)范中的真空抽取油浸法，我們?cè)O(shè)計(jì)制作一臺(tái)全自動(dòng)的真空抽取機(jī)MHV-1 (L410 x W340 x H430mm)

可依據(jù)不同的規(guī)范，設(shè)定不同的油浸溫度、抽真空時(shí)間；測(cè)量簡(jiǎn)單、快速，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可節(jié)省不少的人力成本與時(shí)間成本。                                            圖2 全自動(dòng)真空抽取機(jī) MHV-1

2、實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)一

一般比重計(jì)與可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計(jì)測(cè)量是否有差異?

實(shí)驗(yàn)樣品條件：

樣品：圓形狀生胚產(chǎn)品     實(shí)驗(yàn)報(bào)告：水溫25℃

1. 數(shù)據(jù)1：

使用設(shè)備：一般比重計(jì)ST-203S   0.001g ~ 200g   0.001g/cm3

干密度測(cè)試法：使用一般的比重計(jì)測(cè)量

演算公式：利用二個(gè)變數(shù)的直讀式比重計(jì)測(cè)量

操作步驟：

• 先測(cè)樣品在空氣中之重量
• 再測(cè)量樣品在水中之重量時(shí)，約有幾種方式：
  1. 先浸泡一下酒精，免除氣泡附著再放入水中。
  2. 在水槽中夾住樣品搖晃以去除氣泡，直接放入水中。

表1  所得數(shù)據(jù)

1. 數(shù)據(jù)2：

使用設(shè)備：體密度測(cè)試法：使用可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計(jì) ST-600P (圖1)

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

2、全自動(dòng)真空抽取機(jī) MHV-1 (圖2)

3、使用規(guī)范：CNS與JIS的防水處理法 (參看表8)

演算公式：利用ASTM三個(gè)變數(shù)的直讀式比重計(jì)測(cè)量

操作步驟：

1. 在室溫中將樣品*浸入含有油的真空干燥器里。
2. 按下抽真空鍵，將容器內(nèi)之壓力降至小于4Kpa，并保持30分鐘。
3. 30分鐘后，慢慢打開泄壓閥泄壓，然后取出樣品。將其附著于表面油輕輕擦去。

表2 所得數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

根據(jù)表1、表2所得數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)，使用一般的密度計(jì)測(cè)量密度會(huì)造成所得到之密度值高于產(chǎn)品實(shí)際的密度值。所以在體密度量測(cè)一定要使用規(guī)范所述的方法量測(cè)，才不會(huì)造成密度的差異。

2.2實(shí)驗(yàn)二

各種規(guī)范中，防水處理作法的差異，所得到的密度值是否有差異?

作法：

使用CNS與JIS的防水處理法、GB/T的防水處理法、ASTM、MPIF的防水處理法(參看表8)

，利用ST-600P計(jì)算出密度值，觀察不同規(guī)范作法密度值是否有差異？

實(shí)驗(yàn)樣品條件：

使用設(shè)備：體密度測(cè)試法：使用可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計(jì) ST-600P (圖1)

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

2、全自動(dòng)真空抽取機(jī) MHV-1 (圖2)

3、樣品：圓形狀生胚產(chǎn)品

4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：水溫25℃

5、演算公式：利用ASTM三個(gè)變數(shù)的直讀式比重計(jì)測(cè)量

作法圖片：

圖3 量測(cè)作法

1. 數(shù)據(jù)1：CNS與JIS的防水處理法(參看表8)：將樣品浸入容器內(nèi)之油中，在室溫下將容器內(nèi)之壓力降至小于4Kpa，并保持30分鐘后 ，回復(fù)到常壓。

表3 所得數(shù)據(jù)

1. 數(shù)據(jù)2：GB/T的防水處理法(參看表8)：將樣品浸入到65±5℃的熱油中，直到不再有氣泡出現(xiàn)，冷卻到室溫后，取出樣品。

表4 所得數(shù)據(jù)

1. 數(shù)據(jù)3：ASTM、MPIF的防水處理法(參看表8)：將樣品浸入在82±5℃的熱油中4個(gè)小時(shí)，然后冷卻到室溫后，取出樣品。

表5 所得數(shù)據(jù)

1. 數(shù)據(jù)4：此作法是我們綜合以上防水處理規(guī)范所研擬出來的作法，縮短時(shí)間只需1分鐘。其數(shù)據(jù)提供各位參考。作法如下：

操作步驟：

1. 將樣品放入真空器里，按下抽真空機(jī)。真空度達(dá)70cmHg時(shí)，抽真空機(jī)自動(dòng)停止抽取。
2. 打開閥門讓已經(jīng)溫控60℃的潤(rùn)滑油進(jìn)入真空器內(nèi)，樣品*浸泡在潤(rùn)滑油中。
3. 再按下抽真空機(jī)繼續(xù)抽真空，到達(dá)所設(shè)定時(shí)間60秒，抽真空機(jī)自動(dòng)停止抽取。
4. 然后慢慢打開泄壓閥泄壓 。
5. 取出樣品并依序?qū)悠繁砻娴挠筒粮伞?/span>

表6 所得數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

綜合以上表3、表4、表5、表6四個(gè)數(shù)據(jù)的量測(cè)，發(fā)現(xiàn)各種規(guī)范作法之間所計(jì)算出來的密度值差異并不大，所以要使用那一種作法zui為合適由使用者自行決定。其中數(shù)據(jù)4的方法，是我們綜合以上的規(guī)范所研究出來的作法，密度值與規(guī)范的值相差不大，提供各位使用者參考，如使用者覺得此方式可以接受，它可讓測(cè)量的時(shí)間大幅的縮短至1分鐘。

2.3實(shí)驗(yàn)三

利用全自動(dòng)真空抽取機(jī)作真空含浸處理，計(jì)算出含油率

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

使用設(shè)備：

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

2、全自動(dòng)真空抽取機(jī) MHV-1 (圖2)

3、樣品：燒結(jié)后含油軸承產(chǎn)品

4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：水溫25℃

5、演算公式：三個(gè)變數(shù)計(jì)數(shù)出含油率

6、使用CNS與JIS規(guī)范作法(參看表8)

作法如下：

1. 將樣品放入容器內(nèi)降低容器內(nèi)部之壓力小于4Kpa保持10分鐘，
2. 將加熱至80℃之油注入到容器內(nèi)，使樣品*浸滿。
3. 繼續(xù)保持在此減壓下之狀態(tài)達(dá)30分鐘，然后回復(fù)常壓。
4. 等油溫回復(fù)到常溫后，取出試料，將附著在試料上之油輕輕擦去。

表7 所得數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

在含油率的作法，可以依據(jù)不同規(guī)范設(shè)定不同的溫度、時(shí)間，快速、準(zhǔn)確的求出含油率。

表8  規(guī)范中所述測(cè)量密度的防水處理方法

3結(jié)論：

感謝 粉末冶金各為*和教授的指導(dǎo)。產(chǎn)品本身在設(shè)計(jì)時(shí)，因考慮多孔性材料體密度的自動(dòng)量測(cè)設(shè)備和儀器還沒有誕生，所以就以【自動(dòng)化多孔性材料的體密度量測(cè)】為主題。歷經(jīng)了5年期間的努力，我們研習(xí)各種材料的密度量測(cè)方法，并且不斷的請(qǐng)教臺(tái)大與興大的教授們和各行業(yè)學(xué)有專精的人士，反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和求證，要求產(chǎn)品的推出能帶給以多孔性材料所生產(chǎn)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中能降低其不良率且得到實(shí)際的質(zhì)量量測(cè)。并也期望能廣泛的應(yīng)用于各行業(yè)。