廈門易仕特儀器有限公司，專業密度檢測儀廠家  

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  硬質合金密度儀 可滲透性粉末燒結材料密度儀

粉末冶金類產品大部分屬于多孔性與吸水性的產品，當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，使量測上數值一直不穩定，造成數值上的誤差。相信這一定是大家在量測上所遇到的問題。又目前的生產設備昂貴、原物料又持續的上漲，使得生產成本增加；又產品的同構型太高造成同業之間的價格競爭，使得產品所獲得的利潤降低。

假如公司的營業額NT$100,000,000，而產品的不良率是6％，將造成公司NT$6,000,000的浪費。

假如公司的營業額NT$100,000,000，而產品的不良率是2％，將造成公司NT$2,000,000的浪費。

以上的數據得知不良率越高，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業界所面臨的問題，是我們所追求的目標。故我們誠心的建議，在測量多孔性材料的密度、含油率時，使用根據規范所制作而成的設備，將有助于降低產品的不良率。

本公司為建立正確且符合規范的生胚密度、燒結后密度、有效孔隙率的量測。特別研發出「全自動真空抽取機」與「可滲透性粉末燒結產品密度計ST-600P」。研發此兩項產品，期望能協助業界能有效降低產品的不良率。

理論基礎：此量測儀器設備是根據ASTM B311、B328、 MPIF 42 、MPIF 57與JIS Z2501、Z2505、Z2506和GB/T 5163、5164、5165和CNS Z8041、Z8042之規范，加以研究和設計而成。

關鍵詞：生胚密度、燒結后密度、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，其復雜的物體體積是很難由市場上所謂的標準量規與量具給予測量。如分厘卡(Micrometer)和測徑規(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？

如結構性粉末燒結機械零件、含油軸承、精密陶瓷被動組件...等都是屬于吸水性粉末燒結

產品或孔隙大之產品；在規范中提到此類產品的密度求法是以體密度為主要的認定標準。故多孔性產品密度測量，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，要如何達到快速又正確的防水處理作業，又是一個考慮的因素？

反觀目前產業界對于生胚密度、燒結后密度、有效孔隙率的量測有下列幾種方法，是否*符合規范？是否快速、簡便有待商榷？

A：將試樣拿至現場在大型真空含浸機做防水處理作業。

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。

C：不做防水處理作業，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品密度的依據。

綜合以上，發現產業界的量測方法和規范中有所差異。因此我們根據各國規范加以研究和設計兩種創新的產品：

*項：可滲透粉末燒結產品密度計ST-600P (圖1)

第二項：全自動真空抽取機MHV-1 (圖2)

提供產業界正確且符合規范的生胚密度、燒結后密度、有效孔隙率的量測。

*項：可滲透性粉末燒結產品密度計

針對結構性粉末燒結機械零件、含油軸承、精密陶瓷被動組件....等吸水性產品或孔隙大之產品加以設計制造而成。本機主要使用于可滲透粉末燒結產品、精密陶瓷燒結產品、氧化磁鐵、吸水性材料、氣孔隙大之產品....等產業。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)

在防水處理的作業中，針對規范中的真空抽取油浸法，我們設計制作一臺全自動的真空抽取機MHV-1 (L410 x W340 x H430mm)

可依據不同的規范，設定不同的油浸溫度、抽真空時間；測量簡單、快速，數據準確，可節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產品密度計測量是否有差異?

實驗樣品條件：

樣品：圓形狀生胚產品     實驗報告：水溫25℃

1. 數據1：

使用設備：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：利用二個變數的直讀式比重計測量

操作步驟：

• 先測樣品在空氣中之重量
• 再測量樣品在水中之重量時，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  所得數據

1. 數據2：

使用設備：體密度測試法：使用可滲透性粉末燒結產品密度計 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三個變數的直讀式比重計測量

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 所得數據

實驗報告：

根據表1、表2所得數據我們可以發現，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品實際的密度值。所以在體密度量測一定要使用規范所述的方法量測，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，觀察不同規范作法密度值是否有差異？

實驗樣品條件：

使用設備：體密度測試法：使用可滲透性粉末燒結產品密度計 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：圓形狀生胚產品

4、實驗報告：水溫25℃

5、演算公式：利用ASTM三個變數的直讀式比重計測量

作法圖片：

圖3 量測作法

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

表3 所得數據

1. 數據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，冷卻到室溫后，取出樣品。

表4 所得數據

1. 數據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個小時，然后冷卻到室溫后，取出樣品。

表5 所得數據

1. 數據4：此作法是我們綜合以上防水處理規范所研擬出來的作法，縮短時間只需1分鐘。其數據提供各位參考。作法如下：

操作步驟：

1. 將樣品放入真空器里，按下抽真空機。真空度達70cmHg時，抽真空機自動停止抽取。
2. 打開閥門讓已經溫控60℃的潤滑油進入真空器內，樣品*浸泡在潤滑油中。
3. 再按下抽真空機繼續抽真空，到達所設定時間60秒，抽真空機自動停止抽取。
4. 然后慢慢打開泄壓閥泄壓 。
5. 取出樣品并依序將樣品表面的油擦干。

表6 所得數據

實驗報告：

綜合以上表3、表4、表5、表6四個數據的量測，發現各種規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。其中數據4的方法，是我們綜合以上的規范所研究出來的作法，密度值與規范的值相差不大，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：燒結后含油軸承產品

4、實驗報告：水溫25℃

5、演算公式：三個變數計數出含油率

6、使用CNS與JIS規范作法(參看表8)

作法如下：

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

表7 所得數據

實驗報告：

在含油率的作法，可以依據不同規范設定不同的溫度、時間，快速、準確的求出含油率。

表8  規范中所述測量密度的防水處理方法

3結論：

感謝 粉末冶金各為*和教授的指導。產品本身在設計時，因考慮多孔性材料體密度的自動量測設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。歷經了5年期間的努力，我們研習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學有專精的人士，反復的實驗和求證，要求產品的推出能帶給以多孔性材料所生產的產品，在生產過程中能降低其不良率且得到實際的質量量測。并也期望能廣泛的應用于各行業。