廈門易仕特儀器有限公司,專業(yè)密度檢測儀廠家
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 粉末冶金密度檢測儀 粉末冶金含油率檢測儀 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去測量時,樣品放入水中,樣品即會一直吸水,造成水中的重量一直在變化,使量測上數(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)之間的價格競爭,使得產(chǎn)品所獲得的利潤降低。
假如公司的營業(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。
假如公司的營業(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。
以上的數(shù)據(jù)得知不良率越高,所支出的費用越龐大,把不良率降的越低,所獲得的利潤也會相對的提高。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,在測量多孔性材料的密度、含油率時,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。特別研發(fā)出「全自動真空抽取機」與「可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計ST-600P」。研發(fā)此兩項產(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)計而成。
關(guān)鍵詞:生胚密度、燒結(jié)后密度、含油率
1、前言:
一個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上所謂的標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)與量具給予測量。如分厘卡(Micrometer)和測徑規(guī)(Caliper) ....等。那要使用何種精密方法去量測體積呢?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,又是一個考慮的因素?
如結(jié)構(gòu)性粉末燒結(jié)機械零件、含油軸承、精密陶瓷被動組件...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)品密度測量,體密度測量法才是zui正確測量方式。
體密度的公式如下:它有三個變數(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),又是一個考慮的因素?
反觀目前產(chǎn)業(yè)界對于生胚密度、燒結(jié)后密度、有效孔隙率的量測有下列幾種方法,是否*符合規(guī)范?是否快速、簡便有待商榷?
A:將試樣拿至現(xiàn)場在大型真空含浸機做防水處理作業(yè)。
B:利用簡易酒精燈和燒杯在實驗室中做溫度65℃時間30分鐘的簡易含浸防水處理作業(yè)。
C:不做防水處理作業(yè),直接使用僅有兩個變量的橡膠密度計測量樣品的密度值。
D:使用含有毒性的水銀密度儀量測密度。
E:只測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)界的量測方法和規(guī)范中有所差異。因此我們根據(jù)各國規(guī)范加以研究和設(shè)計兩種創(chuàng)新的產(chǎn)品:
*項:可滲透粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計ST-600P (圖1)
第二項:全自動真空抽取機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。
*項:可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計
針對結(jié)構(gòu)性粉末燒結(jié)機械零件、含油軸承、精密陶瓷被動組件....等吸水性產(chǎn)品或孔隙大之產(chǎn)品加以設(shè)計制造而成。本機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)??芍苯幼x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。
只需量測出Wa、Wb、Ww即可立刻計算出樣品的密度。
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:全自動真空抽取機 MHV-1 (圖2)
在防水處理的作業(yè)中,針對規(guī)范中的真空抽取油浸法,我們設(shè)計制作一臺全自動的真空抽取機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、抽真空時間;測量簡單、快速,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,可節(jié)省不少的人力成本與時間成本。 圖2 全自動真空抽取機 MHV-1
2、實驗
2.1實驗一
一般比重計與可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計測量是否有差異?
實驗樣品條件:
樣品:圓形狀生胚產(chǎn)品 實驗報告:水溫25℃
使用設(shè)備:一般比重計ST-203S 0.001g ~ 200g 0.001g/cm3
干密度測試法:使用一般的比重計測量
演算公式:利用二個變數(shù)的直讀式比重計測量
操作步驟:
表1 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 水中重 | 密度 |
8.115 | 6.973 | 7.104 |
8.102 | 6.964 | 7.114 |
8.171 | 7.021 | 7.104 |
8.122 | 6.982 | 7.120 |
8.186 | 7.036 | 7.118 |
使用設(shè)備:體密度測試法:使用可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計 ST-600P (圖1)
1、廈門易仕特 ST-600P 0.005g ~ 200g 0.001g/cm3
2、全自動真空抽取機 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三個變數(shù)的直讀式比重計測量
操作步驟:
表2 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 含油空氣中重 | 含油水中重 | 密度 |
8.112 | 8.128 | 6.960 | 6.942 |
8.179 | 8.196 | 7.024 | 6.974 |
8.160 | 8.179 | 7.006 | 6.956 |
8.135 | 8.136 | 6.967 | 6.956 |
8.155 | 8.153 | 6.981 | 6.952 |
實驗報告:
根據(jù)表1、表2所得數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn),使用一般的密度計測量密度會造成所得到之密度值高于產(chǎn)品實際的密度值。所以在體密度量測一定要使用規(guī)范所述的方法量測,才不會造成密度的差異。
2.2實驗二
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計算出密度值,觀察不同規(guī)范作法密度值是否有差異?
實驗樣品條件:
使用設(shè)備:體密度測試法:使用可滲透性粉末燒結(jié)產(chǎn)品密度計 ST-600P (圖1)
1、廈門易仕特 ST-600P 0.005g ~ 200g 0.001g/cm3
2、全自動真空抽取機 MHV-1 (圖2)
3、樣品:圓形狀生胚產(chǎn)品
4、實驗報告:水溫25℃
5、演算公式:利用ASTM三個變數(shù)的直讀式比重計測量
作法圖片:
圖3 量測作法
表3 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 含油空氣中重 | 含油水中重 | 密度 |
8.112 | 8.128 | 6.960 | 6.942 |
8.179 | 8.196 | 7.024 | 6.974 |
8.160 | 8.179 | 7.006 | 6.956 |
8.135 | 8.136 | 6.967 | 6.956 |
8.155 | 8.153 | 6.981 | 6.952 |
表4 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 含油空氣中重 | 含油水中重 | 密度 |
8.114 | 8.135 | 6.968 | 6.950 |
8.118 | 8.141 | 6.973 | 6.946 |
8.173 | 8.195 | 7.022 | 6.962 |
8.153 | 8.134 | 6.959 | 6.940 |
8.176 | 8.193 | 7.020 | 6.968 |
表5 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 含油空氣中重 | 含油水中重 | 密度 |
8.154 | 8.143 | 6.971 | 6.960 |
8.173 | 8.199 | 7.024 | 6.958 |
8.145 | 8.152 | 6.982 | 6.960 |
8.119 | 8.136 | 6.969 | 6.955 |
8.125 | 8.157 | 6.990 | 6.955 |
操作步驟:
表6 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 含油空氣中重 | 含油水中重 | 密度 |
8.184 | 8.208 | 7.030 | 6.942 |
8.108 | 8.133 | 6.964 | 6.935 |
8.096 | 8.117 | 6.949 | 6.933 |
8.098 | 8.123 | 6.955 | 6.936 |
8.126 | 8.158 | 6.988 | 6.943 |
實驗報告:
綜合以上表3、表4、表5、表6四個數(shù)據(jù)的量測,發(fā)現(xiàn)各種規(guī)范作法之間所計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,它可讓測量的時間大幅的縮短至1分鐘。
2.3實驗三
利用全自動真空抽取機作真空含浸處理,計算出含油率
圖4 SD-200L 提供軟件程序 全自動真空抽取機 MHV-1
使用設(shè)備:
1、日本Alfa-Mirage SD-200L 0.0001g ~ 200g 0.0001g/cm3 (圖4)
2、全自動真空抽取機 MHV-1 (圖2)
3、樣品:燒結(jié)后含油軸承產(chǎn)品
4、實驗報告:水溫25℃
5、演算公式:三個變數(shù)計數(shù)出含油率
6、使用CNS與JIS規(guī)范作法(參看表8)
作法如下:
表7 所得數(shù)據(jù)
空氣中重 | 含油空氣中重 | 含油水中重 | 含油率% |
0.4956 | 0.5074 | 0.4339 | 18.3899 |
0.4971 | 0.5099 | 0.4296 | 18.2591 |
0.4990 | 0.5108 | 0.4376 | 18.4653 |
實驗報告:
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、時間,快速、準(zhǔn)確的求出含油率。
表8 規(guī)范中所述測量密度的防水處理方法
規(guī)范: | 密度的防水處理的方法 | 有效孔隙率的含油作法 |
CNS、JIS | 將樣品浸入容器內(nèi),在室溫下抽取容器內(nèi)之壓力小于4Kpa,并保持30分鐘后 ,回復(fù)到常壓,然后取出樣品,將其附著于表面油輕輕擦去。 | 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,將加熱至80℃之油注入到容器內(nèi),完全浸滿試料。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。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。 備注:潤滑油溫度50℃時動粘度29.1±5.0。 |
GB/T | 將樣品浸入到溫度65±5℃的熱油中,直到?jīng)]有氣泡出現(xiàn),冷卻到室溫后,取出樣品,將其附著于表面的油輕輕擦去。 | 將樣品放入容器內(nèi),降低容器內(nèi)部之壓力小于4Kpa并且保持20分鐘,將已加熱至溫度90±5℃之油,并注入到容器內(nèi)*浸滿樣品。繼續(xù)保持在此減壓下之狀態(tài)達(dá)30分鐘,然后回復(fù)到常壓。當(dāng)油溫回復(fù)到常溫時取出樣品,將附著在樣品上的油輕輕擦去。 |
ASTM、MPIF 方法有二種: |
將樣品浸入在溫度82±5℃的潤滑油中4個小時,然后冷卻到室溫后,取出樣品,將其附著于表面油輕輕擦去。
在室溫下,樣品含浸于潤滑油中,并降低容器的壓力小于7Kpa達(dá)30分鐘;然后將容器加壓到大氣壓力,且樣品繼續(xù)泡浸在潤滑油中10分鐘,然后冷卻到室溫后,將其附著于表面油輕輕擦去。 備注:潤滑油溫度38℃,動粘度為20到65cSt |
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)計時,因考慮多孔性材料體密度的自動量測設(shè)備和儀器還沒有誕生,所以就以【自動化多孔性材料的體密度量測】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方法,并且不斷的請教臺大與興大的教授們和各行業(yè)學(xué)有專精的人士,反復(fù)的實驗和求證,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際的質(zhì)量量測。并也期望能廣泛的應(yīng)用于各行業(yè)。
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