廈門易仕特(tè)儀器(qì)有限(xiàn)公司(sī)，專業密度檢測儀廠家  

吸(xī)水陶瓷密度 吸水陶瓷比重  封(fēng)蠟法  煮沸(fèi)法陶(táo)瓷比(bǐ)重  陶瓷體(tǐ)積密(mì)度  陶(táo)瓷孔隙率 陶瓷吸水(shuǐ)分率 粉(fěn)末(mò)冶金密(mì)度(dù)檢測儀 粉(fěn)末冶金(jīn)含(hán)油(yóu)率(lǜ)檢測儀(yí)  硬質合(hé)金密度儀(yí) 可滲透性(xìng)粉末燒結(jié)材料密(mì)度(dù)儀

粉末(mò)冶金類(lèi)産品大部(bù)分屬于多(duō)孔性(xìng)與吸水性的産(chǎn)品，當使用阿基(jī)米得原理中，一(yī)般的不吸(xī)水比(bǐ)重計(jì)去測(cè)量時(shí)，樣品放(fàng)入水中(zhōng)，樣品(pǐn)即會一直(zhí)吸水，造成水中(zhōng)的重量一直在變化，使(shǐ)量(liàng)測上(shàng)數值(zhí)一直(zhí)不穩定，造成數值上(shàng)的誤差。相信這(zhè)一定是大家在(zài)量測上所(suǒ)遇到(dào)的問(wèn)題。又(yòu)目前的生産設(shè)備昂(áng)貴(guì)、原物料(liào)又持續的(de)上漲(zhǎng)，使得(dé)生産成本(běn)增加；又(yòu)産品的(de)同構(gòu)型太高造(zào)成同(tóng)業之(zhī)間的(de)價格(gé)競争(zhēng)，使得(dé)産品所獲(huò)得的(de)利潤(rùn)降(jiàng)低。

假如公(gōng)司(sī)的營(yíng)業額(é)nt$100,000,000，而産品的(de)不良率是6％，将造(zào)成公(gōng)司nt$6,000,000的(de)浪費。

假(jiǎ)如公司的(de)營(yíng)業額(é)nt$100,000,000，而産品的不良(liáng)率是2％，将造(zào)成(chéng)公司nt$2,000,000的浪費(fèi)。

以上的數據得知不(bú)良率(lǜ)越高(gāo)，所支(zhī)出的(de)費用(yòng)越龐(páng)大，把(bǎ)不良(liáng)率(lǜ)降(jiàng)的越(yuè)低，所獲得的利潤也(yě)會(huì)相對的(de)提高(gāo)。所以如何(hé)改善(shàn)目前(qián)産業界所(suǒ)面臨(lín)的問題，是我們(men)所追求的目标。故我們誠(chéng)心的建議，在測量多(duō)孔性材料(liào)的密度、含油率時，使(shǐ)用根據規範所制作(zuò)而成(chéng)的設(shè)備，将有(yǒu)助(zhù)于降低(dī)産(chǎn)品的(de)不良率(lǜ)。

本(běn)公司(sī)爲建立正(zhèng)确且符合(hé)規範的生胚密(mì)度、燒結後密度(dù)、有效孔隙(xì)率的量(liàng)測。特别(bié)研發出「全(quán)自動(dòng)真空(kōng)抽取(qǔ)機」與「可(kě)滲透性粉末(mò)燒結産品密度(dù)計(jì)st-600p」。研(yán)發此(cǐ)兩項産品，期望能協(xié)助(zhù)業(yè)界能(néng)有效降低(dī)産品(pǐn)的(de)不良率(lǜ)。

理論(lùn)基礎：此量(liàng)測儀器(qì)設(shè)備是根據astm b311、b328、 mpif 42 、mpif 57與jis z2501、z2505、z2506和(hé)gb/t 5163、5164、5165和cns z8041、z8042之(zhī)規範，加以研究(jiū)和設(shè)計而(ér)成。

關鍵詞(cí)：生胚密(mì)度、燒結(jié)後密度、含油率

1、前言：

一個任意(yì)成形(xíng)的粉末冶(yě)金零件和(hé)精密(mì)陶瓷組(zǔ)件，其複雜(zá)的物體(tǐ)體積是很難由市(shì)場上所(suǒ)謂的(de)标準量(liàng)規(guī)與量具給予測(cè)量。如分厘卡(micrometer)和測徑(jìng)規(caliper) ....等。那要使用(yòng)何種精密方法去量(liàng)測(cè)體積呢？我們可(kě)利(lì)用阿(ā)基米得原(yuán)理(lǐ)所論述的『水(shuǐ)中置換法(fǎ)』去求(qiú)得物體的體積。但是(shì)在複(fú)雜(zá)的形狀(zhuàng)物體中(zhōng)，牽(qiān)涉到(dào)物體本身是否(fǒu)存在(zài)吸水(shuǐ)的問題，又是一個考(kǎo)慮(lǜ)的因素(sù)？

如結構性(xìng)粉末燒結機械(xiè)零件、含油軸承、精密陶瓷被動(dòng)組件(jiàn)...等都(dōu)是屬于吸(xī)水性(xìng)粉末(mò)燒結(jié)

産品或(huò)孔隙大(dà)之産品；在規範(fàn)中提(tí)到此(cǐ)類産(chǎn)品的(de)密度(dù)求法是以(yǐ)體密度(dù)爲(wèi)主要的(de)認(rèn)定标(biāo)準。故多(duō)孔(kǒng)性産(chǎn)品密(mì)度測(cè)量，體密度(dù)測量法才(cái)是zui正(zhèng)确測(cè)量方式。

體(tǐ)密度(dù)的公式如下：它有三個變數wa，wb和ww。  

wa：樣品在空(kōng)氣中之(zhī)重量   

wb：防水後(hòu)樣品在空氣中之重量

ww：防水後(hòu)樣品(pǐn)在水(shuǐ)中(zhōng)之重量

其演(yǎn)算公式(shì)爲：

在上述的(de)演算公(gōng)式(shì)中，要如何(hé)達到快(kuài)速(sù)又正(zhèng)确的(de)防水(shuǐ)處理作(zuò)業，又是(shì)一個(gè)考慮(lǜ)的因素？

反(fǎn)觀目前産業界(jiè)對于(yú)生(shēng)胚(pēi)密度(dù)、燒結後密度、有效孔(kǒng)隙率的量(liàng)測有(yǒu)下列幾種方法(fǎ)，是否*符合(hé)規範？是否(fǒu)快速、簡便(biàn)有待商榷(què)？

a：将試樣拿至(zhì)現(xiàn)場在大型(xíng)真空(kōng)含浸機(jī)做(zuò)防水(shuǐ)處(chù)理作業(yè)。

b：利(lì)用簡易(yì)酒精(jīng)燈和燒杯(bēi)在實驗室(shì)中做(zuò)溫度65℃時(shí)間30分(fèn)鍾的簡(jiǎn)易含浸防(fáng)水處(chù)理作(zuò)業。

c：不做防水(shuǐ)處理作(zuò)業，直接使(shǐ)用僅有兩(liǎng)個變(biàn)量的(de)橡膠密度計測量樣品的(de)密度(dù)值(zhí)。

d：使(shǐ)用含(hán)有毒性的水銀密度(dù)儀量(liàng)測密度(dù)。

e：隻測量(liàng)樣品的重量做(zuò)爲(wèi)判斷産(chǎn)品密度的依據(jù)。

綜合以上(shàng)，發現産(chǎn)業(yè)界的量測(cè)方法和規(guī)範中(zhōng)有所差異(yì)。因此我們根據(jù)各國(guó)規範加以研究和設計兩(liǎng)種創(chuàng)新的(de)産品(pǐn)：

*項：可滲透(tòu)粉末燒結産(chǎn)品密度計st-600p (圖(tú)1)

第二項：全(quán)自動(dòng)真空(kōng)抽取(qǔ)機mhv-1 (圖2)

提供(gòng)産業界正(zhèng)确且符合(hé)規範的生胚密度、燒結後(hòu)密度(dù)、有(yǒu)效孔隙(xì)率的(de)量測。

*項：可(kě)滲透性粉(fěn)末燒結(jié)産(chǎn)品密(mì)度計

針對(duì)結構性粉(fěn)末燒結機械零(líng)件、含油軸(zhóu)承、精密陶(táo)瓷被動組(zǔ)件....等吸水(shuǐ)性産品或(huò)孔隙(xì)大之(zhī)産品(pǐn)加以(yǐ)設計制造而成。本機(jī)主要(yào)使用于可(kě)滲透(tòu)粉(fěn)末(mò)燒結(jié)産品、精密陶瓷(cí)燒結(jié)産品(pǐn)、氧化磁(cí)鐵、吸水(shuǐ)性材(cái)料(liào)、氣孔隙(xì)大之産品(pǐn)....等産業(yè)。可(kě)直接(jiē)讀(dú)出(chū)固體(tǐ)、顆粒體、浮體之(zhī)樣品(pǐn)在空氣中(zhōng)平均(jun1)重量、水中(zhōng)平均重(zhòng)量以及(jí)體密度、含油率(lǜ)、濕(shī)密度、開(kāi)孔體積(jī)等(děng)。

隻需量測(cè)出wa、wb、ww即可立刻計算出樣品的密(mì)度。

wa：樣(yàng)品在(zài)空氣(qì)中之重量(liàng)

wb：防水後樣(yàng)品在空氣中之(zhī)重量(liàng)

ww：防水(shuǐ)後樣(yàng)品在水中(zhōng)之重量(liàng)

其(qí)演算公(gōng)式(shì)爲(wèi)：

第二(èr)項(xiàng)：全自(zì)動真空抽(chōu)取機(jī) mhv-1  (圖2)

在(zài)防水處理的作(zuò)業中，針對規範(fàn)中的真空抽取油浸法，我們設(shè)計制(zhì)作一台全(quán)自(zì)動的真空抽(chōu)取機mhv-1 (l410 x w340 x h430mm)

可依據不同(tóng)的規範(fàn)，設定不同的油浸溫度、抽真空(kōng)時間；測量(liàng)簡單、快(kuài)速(sù)，數據準确(què)，可節(jiē)省不(bú)少(shǎo)的(de)人力(lì)成本(běn)與時間成(chéng)本(běn)。                                            圖2 全自(zì)動真(zhēn)空(kōng)抽(chōu)取機 mhv-1

2、實驗(yàn)

2.1實驗一

一(yī)般比(bǐ)重計(jì)與可滲透(tòu)性粉末(mò)燒結産(chǎn)品密(mì)度(dù)計測量(liàng)是否(fǒu)有差(chà)異?

實(shí)驗樣(yàng)品條件(jiàn)：

樣(yàng)品：圓形狀生胚産品(pǐn)     實驗(yàn)報告(gào)：水溫(wēn)25℃

1. 數據(jù)1：

使用(yòng)設備：一般比重計st-203s   0.001g ~ 200g   0.001g/cm3

幹密度測試(shì)法：使用一(yī)般的(de)比重計測量

演算(suàn)公(gōng)式：利用二(èr)個變(biàn)數的直讀式比(bǐ)重計(jì)測量

操作步驟：

• 先測(cè)樣品在空(kōng)氣中之(zhī)重量
• 再測量樣品(pǐn)在水中之重量(liàng)時，約(yuē)有幾種方(fāng)式：
  1. 先(xiān)浸泡(pào)一下酒(jiǔ)精，免除(chú)氣泡(pào)附着再放(fàng)入水(shuǐ)中。
  2. 在(zài)水槽中夾住樣(yàng)品搖(yáo)晃以去除(chú)氣泡，直(zhí)接(jiē)放入(rù)水中。

表1  所(suǒ)得數(shù)據

1. 數據(jù)2：

使用(yòng)設備：體密(mì)度測(cè)試法：使(shǐ)用(yòng)可滲透性粉(fěn)末(mò)燒結産品(pǐn)密度(dù)計 st-600p (圖1)

1、廈門易仕(shì)特 st-600p   0.005g ~ 200g    0.001g/cm3

2、全自動(dòng)真空抽取機 mhv-1 (圖2)

3、使用(yòng)規範：cns與jis的(de)防水處理(lǐ)法 (參看表(biǎo)8)

演(yǎn)算公式：利用(yòng)astm三個變數(shù)的直讀式比重計測(cè)量

操(cāo)作步驟：

1. 在室溫(wēn)中将樣品*浸入(rù)含有(yǒu)油的真空(kōng)幹燥器(qì)裏(lǐ)。
2. 按下抽真空鍵(jiàn)，将容器内之壓(yā)力降(jiàng)至小于4kpa，并(bìng)保持30分鍾。
3. 30分鍾(zhōng)後，慢慢打(dǎ)開洩壓閥洩壓(yā)，然(rán)後取出(chū)樣品。将其附着(zhe)于(yú)表面油輕輕(qīng)擦去(qù)。

表2 所得數據

實驗(yàn)報告(gào)：

根(gēn)據表1、表(biǎo)2所得(dé)數(shù)據我們(men)可以(yǐ)發現，使用一(yī)般(bān)的密度計(jì)測量密度(dù)會(huì)造成所(suǒ)得到之密度值(zhí)高于(yú)産品實際(jì)的密(mì)度值。所以在體密(mì)度(dù)量測(cè)一定(dìng)要使用規(guī)範所述的(de)方法(fǎ)量測，才不會造(zào)成密(mì)度(dù)的差異(yì)。

2.2實驗(yàn)二

各(gè)種規(guī)範中，防(fáng)水處理作法(fǎ)的差異，所得到的密度值(zhí)是否(fǒu)有差(chà)異?

作(zuò)法：

使用cns與jis的防(fáng)水處理法、gb/t的防水處理法、astm、mpif的防(fáng)水處理(lǐ)法(fǎ)(參看表8)

，利(lì)用st-600p計算出(chū)密度值，觀(guān)察不(bú)同規範作(zuò)法密度值是否有差(chà)異？

實(shí)驗樣(yàng)品條(tiáo)件：

使(shǐ)用設備(bèi)：體(tǐ)密度測試(shì)法：使用可滲透(tòu)性粉(fěn)末燒(shāo)結産(chǎn)品密(mì)度計 st-600p (圖1)

1、廈(shà)門易(yì)仕特 st-600p  0.005g ~ 200g   0.001g/cm3

2、全自(zì)動真空抽取機(jī) mhv-1 (圖2)

3、樣(yàng)品：圓(yuán)形狀(zhuàng)生胚(pēi)産品

4、實驗報告(gào)：水溫(wēn)25℃

5、演算(suàn)公式：利用astm三個(gè)變數(shù)的直讀(dú)式比重計測(cè)量

作(zuò)法(fǎ)圖片：

圖(tú)3 量測(cè)作法

1. 數據1：cns與(yǔ)jis的(de)防水處理(lǐ)法(參看表(biǎo)8)：将(jiāng)樣品(pǐn)浸入容(róng)器内之油(yóu)中，在室溫下将容器(qì)内之壓力(lì)降至小于(yú)4kpa，并保(bǎo)持30分(fèn)鍾後 ，回複(fú)到常(cháng)壓。

表(biǎo)3 所得數據

1. 數據2：gb/t的防水(shuǐ)處理法(fǎ)(參(cān)看表(biǎo)8)：将樣品(pǐn)浸入到(dào)65±5℃的熱(rè)油中(zhōng)，直到不再(zài)有氣泡出(chū)現，冷(lěng)卻到室溫後，取(qǔ)出樣品。

表4 所得數據(jù)

1. 數(shù)據3：astm、mpif的(de)防水處理法(參看表(biǎo)8)：将樣(yàng)品浸入在82±5℃的熱油中4個小(xiǎo)時，然(rán)後冷卻到室(shì)溫(wēn)後，取出樣品。

表(biǎo)5 所得數據(jù)

1. 數據4：此(cǐ)作法(fǎ)是我們綜合(hé)以(yǐ)上防水處理規範所(suǒ)研拟出來(lái)的作(zuò)法，縮短時間隻(zhī)需1分(fèn)鍾。其數(shù)據提供(gòng)各位(wèi)參考(kǎo)。作法如下：

操作(zuò)步驟(zhòu)：

1. 将樣(yàng)品放入真空器裏，按(àn)下抽(chōu)真空機。真空(kōng)度(dù)達70cmhg時(shí)，抽(chōu)真(zhēn)空機自動停(tíng)止抽取。
2. 打開(kāi)閥門(mén)讓已經溫控60℃的(de)潤滑(huá)油進入真空器内，樣品*浸(jìn)泡在潤滑油中。
3. 再按下抽(chōu)真空(kōng)機繼續抽真空(kōng)，到達所設(shè)定時(shí)間60秒(miǎo)，抽真(zhēn)空機自動(dòng)停止抽取。
4. 然後(hòu)慢慢打開(kāi)洩壓閥洩壓 。
5. 取出樣(yàng)品并(bìng)依序(xù)将樣品(pǐn)表(biǎo)面的油擦(cā)幹。

表(biǎo)6 所得數據

實(shí)驗報告：

綜(zōng)合以上表(biǎo)3、表4、表5、表6四個數(shù)據(jù)的量測(cè)，發現各種規範作法(fǎ)之間(jiān)所計算出來的(de)密度值差異并不大，所(suǒ)以要使(shǐ)用那(nà)一種作法(fǎ)zui爲合适由使用者自行決定。其(qí)中數據4的方法(fǎ)，是(shì)我們綜(zōng)合以上的(de)規範(fàn)所研(yán)究出來的(de)作法，密度(dù)值與規範的(de)值相差(chà)不大(dà)，提供各位使用(yòng)者參考，如(rú)使用者覺(jiào)得此(cǐ)方式(shì)可以(yǐ)接受(shòu)，它可讓測(cè)量的時間(jiān)大幅的縮(suō)短至1分鍾。

2.3實驗三

利用(yòng)全自(zì)動(dòng)真空(kōng)抽取機作(zuò)真空(kōng)含浸處理，計算(suàn)出(chū)含(hán)油率(lǜ)

圖4  sd-200l             提(tí)供軟件程序(xù)             全自動(dòng)真空抽取(qǔ)機(jī) mhv-1

使(shǐ)用設備：

1、日本alfa-mirage   sd-200l  0.0001g ~ 200g   0.0001g/cm3 (圖4)

2、全自(zì)動真(zhēn)空抽取機(jī) mhv-1 (圖2)

3、樣品：燒(shāo)結後(hòu)含油(yóu)軸承(chéng)産品

4、實驗報告(gào)：水溫(wēn)25℃

5、演算(suàn)公式：三個變數(shù)計數出含(hán)油率

6、使用cns與jis規範作法(參看(kàn)表8)

作法如下(xià)：

1. 将樣(yàng)品放(fàng)入容(róng)器内降低(dī)容器内部之(zhī)壓力小(xiǎo)于4kpa保持10分(fèn)鍾，
2. 将(jiāng)加熱至80℃之(zhī)油注(zhù)入到容器(qì)内，使樣品(pǐn)*浸滿(mǎn)。
3. 繼續保持在此(cǐ)減壓(yā)下之(zhī)狀态達30分(fèn)鍾，然後回複常(cháng)壓。
4. 等(děng)油溫(wēn)回複到常溫後，取出(chū)試料(liào)，将附(fù)着在試料上之(zhī)油輕輕擦(cā)去。

表(biǎo)7 所得數據(jù)

實驗(yàn)報(bào)告：

在含油率的作(zuò)法，可(kě)以(yǐ)依據不(bú)同規範(fàn)設(shè)定不(bú)同的溫度(dù)、時間，快速(sù)、準确的求(qiú)出含油率(lǜ)。

表8  規(guī)範中所述測量(liàng)密度(dù)的防水處(chù)理方(fāng)法

3結(jié)論：

感謝 粉末冶(yě)金各(gè)爲*和教(jiāo)授的(de)指導(dǎo)。産(chǎn)品(pǐn)本身在設(shè)計時(shí)，因考慮(lǜ)多(duō)孔性材料(liào)體密度的(de)自動量測設備(bèi)和儀器還沒有(yǒu)誕生(shēng)，所以就以【自動化多(duō)孔性(xìng)材料(liào)的體密度量測(cè)】爲(wèi)主題。曆(lì)經了5年期間的(de)努力(lì)，我們(men)研習(xí)各(gè)種(zhǒng)材料(liào)的密(mì)度(dù)量測方(fāng)法，并且不斷的(de)請教台大與興(xìng)大的教授(shòu)們和(hé)各行(háng)業學有專(zhuān)精的(de)人士(shì)，反複的(de)實(shí)驗和求證(zhèng)，要求(qiú)産品的推(tuī)出能(néng)帶(dài)給(gěi)以多(duō)孔性材料(liào)所生(shēng)産的産品，在生(shēng)産過程中能降(jiàng)低其不良率且得到實際的質量量測。并也期(qī)望能(néng)廣泛(fàn)的應(yīng)用于(yú)各行(háng)業。