降低不良率的實施步驟,我們的建議:
思考:
在生產設備昂貴、原物料上漲趨勢下,使得生產成本往上增加。又產品同質性太高造成同業間的價格競爭,使得產品所獲得的利潤降低。以上的因素,促使產業界必需正視:產品在生產過程中的品質量測的問題。但反觀目前產業界,在生產過程中往往忽視量測的每一步驟。而造成不良率的增加。故我們誠心的建議,利用以下設備,在確實執行的條件下,有助於降低產品的不良率,以達到營利雙收的效益。
比較:
假如公司的營業額是RMB20,000,000,而產品的不良率是6%。
將造成公司RMB 1,200,000的浪費。
假如公司的營業額是RMB20,000,000,而產品的不良率是2%。
將造成公司RMB 400,000的浪費。
第一步驟:Hall金屬粉末流動度 Flow Rate of Metal Powder
粉末流動度的量測:
理論基礎:根據ASTM B213、JISZ 2502、GB/T 1482、ISO4490為標準。
1. 粉末流動度的量測方式和粉末充填於模穴之流動之特性相似。是判定粉末流入模穴各角落之難易度和速率,粉末流動之難易影響粉末進入模穴之快慢,也影響成形壓機的成形速率及壓機的產能。流動性越好、視密度較高、安息角越小。
2. 當內部顆粒摩擦增加時,其流動度將降低。
3. 粉末的濕度和水分含量將影響流動度。微細粉末、潮濕的粉末不可量測。
4. 漏斗的選擇要特別注意漏斗的表面粗糙度,因漏斗的表面粗糙度影響流動度的判定。
5. 此測試使用於粉末製造工廠和零件生產工廠。
所需配備:
1. 碼錶:0.1秒
2. 中國金鋼砂粒度<106μm 50g x 5次 (校正用每六個月校正一次)
3. 天平:50g / 0.1g
4. 烘箱:102℃~ 107℃ ,在乾燥一小時後冷卻至室溫再量測。
5. 連續做5 次 (每次不可超過0.4秒)
6. 漏斗角度:60° ; 漏斗小孔:ψ2.54mm
7. 粉收集容器
8. 補正係數:40.0 / 標準試料的流速平均值
9. 流動度 = 連續測三次所得之平均值 × 補正係數 (以S/ 50g 表示)
10. 若流動度增加到37.0秒時,表示漏斗孔太大需更換
Hall量測為何需要補正係數?
由於流動度計器長期的使用,將造成漏斗的孔變大,秒數變少。當流動的時間
減少3秒以上時此漏斗須淘汰。若流動的時間增加即表面的粗度變粗或阻塞所
致。所以必須加以補正。中國金鋼砂標準試料的流速為(40±0.5)/ 50g 。
流動度計器的廠商會將補正係數值附資料於出廠報告書上。
金屬粉末外觀密度和流動度測定參考表:
特 性 粉末種類 | 外觀密度 g/cm3 | 流動度 S/ 50g | 流動度平均 重複性rS | 流動度平均 再現性RS |
球狀的青銅粉 | 5.04 | 12 | 0.1 | 0.8 |
鐵粉﹟1 | 2.46 | 31 | 0.7 | 2.5 |
鐵粉﹟2 | 3.03 | 26 | 1.0 | 2.1 |
鐵粉含潤滑油 | 3.18 | 26 | 1.3 | 2.2 |
青銅粉含潤滑油 | 3.31 | 31 | 1.7 | 2.6 |
黃銅含潤滑油 | 3.61 | 42 | 4.1 | 8.7 |
第二步驟:粉末外觀密度的量測 分為A:自由流動的金屬粉末 B:非自由流動的金屬粉末 理論基礎: 根據ASTM B212、B329 、JISZ 2504、 GB/T 1479、ISO3921為標準。 在已知容器內填充粉末外觀密度 = 粉末重量 / 已知容積 ρ= m / v 1. 粉末外觀密度又稱為視密度,是將粉末填入已知體積後所得之密度 2. 外觀密度的測定是相似於當零件製造時,粉末填充到固定容積的模穴中粉末重量。 3. 粉末外觀密度測試提供粉末物理特性評定的準則。 4. 粉末外觀密度高表示粉末顆粒間摩擦力小、流動性好。使得成形時粉末容易迅速流入模具的模穴中,而使成形之生胚密度也較高。 量測粉末外觀密度的目的: 粉末之充填量、深度以及胚體尺寸之關係: 填粉的深度H1、生胚胚體之高度H2、ρg生胚密度、ρa粉末之視密度。 公式為:(H1/H2)=( ρg/ρa) 以圓柱體為例: 若H2= 3m m、ρg= 6.8g /cm3、ρa= 2.8g /cm3 則H1= 7.28m m ※注意:測試樣品會受到溫度、水分、油、硬脂酸、硬脂酸鹽、蠟、漏斗表面粗度等而改變其粉末的特性。 A:自由流動的金屬粉末: 所需配備: 1. 密度杯:外徑28mm 容積πd2h / 4 = 25 ±0.03 cm3 2. 漏斗底部到密度杯上緣距離25mm 3. 天平:200g / 0.01g 4. 漏斗角度:60° ; 漏斗小孔:ψ2.5 ±0.08mm 5. 外觀密度:M / V = g/cm3 6. 沒有磁性的刮刀,抹平溢出的粉末 7. 密度取到0.01g/cm3的精度 B:非自由流動的金屬粉末: 根據ASTM B212、 B329 、JISZ 2504、GB/T 1479、 ISO3921為標準。 當粉末太細,粉末間摩擦力太大,無法通過2.54mm之孔徑時,可改用Carney funnel,其孔徑為5.08mm。 在已知容器內填充粉末外觀密度 = 粉末重量 / 已知容積 ρ= m / v 所需配備: 1. 密度杯:外徑28mm 容積πd2h / 4 = 25 cm3 2. 漏斗底部到密度杯上緣距離25mm 3. 天平:200g / 0.01g 4. 一條直徑2.5mm 長150mm 的線 5. 漏斗角度:60° ; 漏斗小孔:ψ5± 0.08mm 6. 外觀密度:M / V=g/cm3 7. 沒有磁性的刮刀,抹平溢出的粉末 8. 密度取到0.01g/cm3的精度
第三步驟:利用實體顯微鏡觀察生胚的均勻度與密度線
成形試模時一定要用顯微鏡 (最好使用30倍率) 觀察您所打出來的生胚的均勻度、密度線、毛邊、魚鱗紋、斷痕、裂縫、崩角等,再適時調整機台。
A. 有些細粉粉末間之摩擦力高,成形的壓力多被抵消,需使用高壓力,但高壓力造成顏重的脫模膨脹使胚體易產生裂痕,魚鰱紋。
B. 有一些粉末為球形且硬度高、不易產生塑性變形,以致粉末間無法以冷焊或以機械糾結的方式結合,導致胚體較易分層、崩角、破損。
C. 若零件的段差明顯時,若採用具有段差之上沖成形,將造成較薄的部分密度太高,而該沖子承受的應力太大,甚至於折斷或破裂。而較厚部分之密度太低,易在較薄不過交接處產生裂痕。
D. 長度/直徑之比值太大時,試片中間部份之密度低、強度弱,當成形結束上沖升起時,胚體所受軸向壓力消失,產生向上之回彈因而產生裂痕。
E. 試片在被頂出離開模穴之剎那,因應力瞬間消失,使得胚體產生彈回膨脹,每頂出一小部份,該部份就因脫模膨脹而產生橫向裂痕。此現像在胚體中段特別明顯,此因雙壓成形時該處之密度最低,且測向壓力最大。
F. 若裂痕是由於上沖升起時胚體產生軸向之彈回所造成時,可藉調整上,下沖之動作使在頂出時上沖還壓住胚體,以減少軸向的回彈,此動作亦可增加胚體向測面彈回時的磨擦阻力,因而減少魚鰱紋的產生。
G. 在製作T形、ㄇ形胚體也常出現缺陷,特別是軸向及橫向之裂痕。因製作此T形、ㄇ形零件時必須使用兩支下沖,在成形結束上沖上移後,由於兩支下沖之長度不同,其回彈之膨脹量不同,使得這兩支下沖將對胚體造成應力而導致裂痕的產生。但這些裂痕不易察覺,經燒結也無法癒合。
H. 中性區N1和N2之位置相差太多使得左右測之密度不連續,故有時會在左右部分相接處產生裂縫。且當左側或右測有芯棒時,此芯棒會因左右密度一致而受到側壓力,導致孔不直或芯棒彎曲等問題
I. 粉末間的摩擦力、結合力不夠。粉的流動性不佳時,也會造成工件之某些部位充填不足,造成此處密度、強度偏低之現象。
J. 在加壓成形之過程中,由於上下沖和中模或與心棒之間的間隙,使的細粉可進入,造成胚體產生毛邊。此毛邊經燒結後附著於胚體上,當客戶使用零件時易與配合件產生干涉現象。
三眼實體顯微鏡專用系統MOTICAM 2000
USB系統專用CCD攝影機系統
MOTICAM 2000軟體
MOTICAM 2000影像系統
備註:在電腦上可截取影像,影像畫素為:1600*1200畫素,專用的軟體同時也可以測量尺寸大小。
三眼實體顯微鏡
WF10X廣角清晰目鏡,大觀察範圍( 21mm )
物鏡為0.7 ~ 4.5倍無段變焦
測量範圍:7 ~ 45倍
實體圖樣 金相圖樣
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