吸水性产品体密度测试论文.doc

自动化多孔性材料的体密度量测 吴松柏 群隆兴业有限公司 摘要 粉末冶金类产品大部分属于多孔性与吸水性的产品，当使用阿基米得原理中，一般的不吸水比重计去测量时，样品放入水中，样品即会一直吸水，造成水中的重量一直在变化，使量测上数值一直不稳定，造成数值上的误差。相信这一定是大家在量测上所遇到的问题。又目前的生产设备昂贵、原物料又持续的上涨，使得生产成本增加；又产品的同构型太高造成同业之间的价格竞争，使得产品所获得的利润降低。 假如公司的营业额NT$100,000,000，而产品的不良率是6，将造成公司NT$6,000,000的浪费。 假如公司的营业额NT$100,000,000而产品的不良率是2将造成公司NT$2,000,000的浪费。以上的数据得知不良率越高，所支出的费用越庞大，把不良率降的越低，所获得的利润也会相对的提高。 MH-600P」。研发此两项产品，期望能协助业界能有效降低产品的不良率。ASTM B311、B328、 MPIF 42 、MPIF 57与JIS Z2501、Z2505、Z2506和GB/T 5163、5164、5165和CNS Z8041、Z8042之规范，加以研究和设计而成。 关键词：生胚密度、烧结后密度、含油率 1、前言： 一个任意成形的粉末冶金零件和精密陶瓷组件，其复杂的物体体积是很难由市场上所谓的标准量规与量具给予精确测量。如分厘卡(Micrometer)和测径规(Caliper) ....等。那要使用何种精密方法去量测体积呢？我们可利用阿基米得原理所论述的『水中置换法』去求得物体的体积。但是在复杂的形状物体中，牵涉到物体本身是否存在吸水的问题，又是一个考虑的因素？ 如结构性粉末烧结机械零件、含油轴承、精密陶瓷被动组件...等都是属于吸水性粉末烧结 产品或孔隙大之产品；在规范中提到此类产品的密度求法是以体密度为主要的认定标准。故多孔性产品密度测量，体密度测量法才是最正确测量方式。 体密度的公式如下：它有三个变数Wa，Wb和Ww。 Wa：样品在空气中之重量 Wb：防水后样品在空气中之重量 Ww：防水后样品在水中之重量 其演算公式为： 在上述的演算公式中，要如何达到快速又正确的防水处理作业，又是一个考虑的因素？ 反观目前产业界对于生胚密度、烧结后密度、有效孔隙率的量测有下列几种方法，是否完全符合规范？是否快速、简便有待商榷？ A：将试样拿至现场在大型真空含浸机做防水处理作业。 B：利用简易酒精灯和烧杯在实验室中做温度65℃时间30分钟的简易含浸防水处理作业。 C：不做防水处理作业，直接使用仅有两个变量的橡胶密度计测量样品的密度值。 D：使用含有毒性的水银密度仪量测密度。 E：只测量样品的重量做为判断产品密度的依据。 综合以上，发现产业界的量测方法和规范中有所差异。因此我们根据各国规范加以研究和设计两种创新的产品： 第一项：可渗透粉末烧结产品专用密度计MH-600P (图1) 第二项：全自动真空抽取机MHV-1 (图2) 提供产业界正确且符合规范的生胚密度、烧结后密度、有效孔隙率的量测。 第一项：可渗透性粉末烧结产品专用密度计MH-200P MH-600P (图1) 针对结构性粉末烧结机械零件、含油轴承、精密陶瓷被动组件....等吸水性产品或孔隙大之产品加以设计制造而成。本机主要使用于可渗透粉末烧结产品、精密陶瓷烧结产品、氧化磁铁、吸水性材料、气孔隙大之产品....等产业。可直接读出固体、颗粒体、浮体之样品在空气中平均重量、水中平均重量以及体密度、含油率、湿密度、开孔体积等。 只需量测出Wa、Wb、Ww即可立刻计算出样品的密度。 Wa：样品在空气中之重量 Wb：防水后样品在空气中之重量 Ww：防水后样品在水中之重量 图1 可渗透性粉末烧结产品专用密度计 MH-600P 其演算公式为： 第二项：全自动真空抽取机 MHV-1 (图2) 在防水处理的作业中，针对规范中的真空抽取油浸法，我们设计制作一台全自动的真空抽取机MHV-1 (L410 x W340 x H430mm) 可依据不同的规范，设定不同的油浸温度、抽真空时间；测量简单、快速，数据准确，可节省不少的人力成本与时间成本。 图2 全自动真空抽取机 MHV-1 2、实验 2.1实验一 一般比重计与可渗透性粉末烧结产品专用密度计测量是否有差异? 实验样品条件： 样品：圆形状生胚产品 实验报告：水温25℃ 数据1： 使用设备：一般比重计MH-203S 0.001g ~ 200g 0.001g/cm3 干密度测试法：使用一般的比重计测量 演算公式：利用二个变数的直读式比重计测量 操作步骤： 先测样品在空气中之重量 再测量样品在水中之