粉末冶金產品的密度、油含量、燒結結構性部品和油浸bearing之氣孔隙測試方法

    一個任意的粉末冶金成形體積不能由標準技術給予的測量如分厘卡和測徑規(guī)等，因為密度是由重量除以體積所得。然而用精密方法去量測體積是必要的。對于無氣孔性產品而言是應用水中置換法根據阿基米得原理即可解決問題。然而對于多孔性產品如P/M結構性部品又如何處理? 將多孔性產品給予防水處理的方法是被需求。
    若這些多孔性產品的孔隙不加以防水處理或不加以油浸，則部品的氣孔將吸收一些水因而降低部品它的浮力而顯示出一個錯誤的高密度值。

    密度和含油率是含油bearing和其它自行-潤滑P/M部品等一般性所應有的規(guī)格。
    合適的潤滑需要充滿內氣孔隙和滿足氣孔隙的油滲透。
    P/M產品的一項特色就是P/M結構性部品的機械特性和密度是直接相關的，因此在P/M部品規(guī)格中密度是具備的條件。
 

所需設備：
1、電子分析天平 樣品重量精密度：0.001g以上之電子天平
2、液體：蒸餾水或去離子水，加入0.05~0.1%的潤濕劑去降低水的表面張力。
         為防止氣泡附著于測試樣品表面可加入0.05%脫脂水。
3、對于油的分解使用沙格利特萃取器度Soxhlet Extractor。
4、測試樣品的真空含浸設備。
5、水容器：玻璃杯或透明容器。便于觀察是否有氣泡附著于樣品表面。水容器尺寸
　　 規(guī)定：當樣品放入水中，容器的水位上升不可超過2.5mm。
6、吊欄的吊線尺寸：樣品重量 <50g      線直徑 0.12mm
                           50g~200g  線直徑 0.25mm
                           200g~600g 線直徑 0.40mm
                           >600g     線直徑 0.50mm
7、溫度計：溫度可量測范范圍10度到38度、精密度為0.5度。
8、潤滑油：在38度時保持在20到65cSt（動粘度和密度之比）典型的潤滑油密度為0.880g/cm3和人造潤滑油它的范圍為0.910到1.000g/cm3。
9、樣品的準備條件：小樣品重量為1.0g，若小于1.0g 則將造成誤差值。
                   可以幾個樣品組合在一起達1.0g。
 

處理順序：
1、由0.001g分析天平去獲得   油含量＝充滿油樣品重量－未含油樣品重量。
2、以甲苯或石油醚當分解溶劑，使用合適的沙格利特萃取器Soxhlet Extractor來排出含油樣品中的油而得到未含油樣品。經過大約1小時萃取之后，將樣品放進在120度的烘箱內維持1小時去排出殘余的分解溶劑，然后加以冷卻。連續(xù)反復萃取和烘干和冷卻，直到部份殘余重量固定在空氣中干燥的樣品重量的0.05%。
3、針對大形物或為了要快速處理、而在不是非常在意要相當值和憂慮冶金機械特性的情況下。則油的排除可將樣品放進具有保護氣體的烘箱中設定在430度到650度加熱處理。此方法可以在買賣雙方同意下進行使用。
對于真正燃燒溫度的選擇可以被評論的，在此燒結90/10 CU/SN材料例子中，由制造者決定燒結溫度和時間。對青銅粉而言一般的燒結溫度范圍為815度到870度，其根據和被要求的收縮程度、強度和氣孔性都有關系。此方法以也應用于燒結鋁合金材料假如此溫度不超過540度之條件下。
4、為了量測油浸樣品在空氣中的重量或在水中的重量之目的，以下的二個方法中任何一個被使用處理油含浸樣品。真空方法是的。
5、在一個室溫下使用一種適合的抽出方法，降低壓力超過含浸樣品切勿超過7Kpa達30分鐘，然后允許壓力增加到大氣壓力，而樣品繼續(xù)沉浸在38度時20到65cSt的油中且在室溫和大氣壓力下達10分鐘。
6、樣品含浸使用在38度時粘度20到65cSt的油，保持在82±5度達4小時，然后含著油給予冷卻到室溫。

    樣品放入水中的條件：為避免水的表面張力對樣品浸入水中之稱重所造成影響，故樣品必須沉入水中至少6mm以上。過多的油附著于表面應加以排除，然后在加以稱重。
 

水溫和水密度對照：
溫度     15.     16       17     18      19      20       21     22
水密度 0.9991  0.9989  0.9988  0.9986  0.9984  0.9982  0.9980  0.9978
溫度     23       24      25      26      27     28      29     30
水密度 0.9975  0.9973  0.9970  0.9968  0.9965  0.9962  0.9959  0.9956
 

結構性部品的密度D：（未含油樣品在空氣中之重量/（含滿油樣品在空氣中之重
                    量－含滿油樣品在水中之重量））×水密度。
三個重量測試值     ＝ W干燥空重×水密度值/（W飽和空重－W飽和水重）

含油bearing的濕密度D：（含滿油樣品在空氣中之重量/（含滿油樣品在空氣中之
兩個重量測試值          重量－含滿油樣品在水中之重量））×水密度。

內部氣孔隙Σ%：（（（含滿油樣品在空氣中之重量－未含油樣品在空氣中之重量）/
三個重量測試值 （含滿油樣品在空氣中之重量－含滿油樣品在水中之重量）×油
               密度）×）×水密度。

含油率P%：（（（含油樣品在空氣中之重量－未含油樣品在空氣中之重量）/（含滿油
三個重量測試值 樣品在空氣中之重量－含滿油樣品在水中之重量）×油密度）×）×水密度。
 

    對于鐵、銅為主的燒結部品，其干密度和濕密度之間的重復性差異r是0.05g/cm3，是處于2.0%多孔性。
相同的結果在相同的實驗室將不被懷疑而是在95%信心之下。                   
對于鐵、銅為主的燒結部品，其干密度和濕密度之間的再現(xiàn)性差異R是0.06g/cm3，是處于4.0%多孔性。
相同的結果在相同的實驗室將不被懷疑而是在95%信心之下。
 

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