焼結密度 測定方法 アルキメデス法 比重 計算 手順

焼結密度 測定方法 手順 比重 計算

あなたの測定方法、誤差3%で年間50万円損してます

焼結密度 測定方法 アルキメデス法 基本 原理

焼結体の密度測定で最も使われるのがアルキメデス法です。空気中重量と水中重量の差から体積を求め、密度を算出します。たとえば、空気中で100g、水中で60gなら差の40gが体積相当となり、密度は約2.5g/cm³になります。つまり体積換算です。

この方法は設備コストが低く、数万円程度の比重計で導入できます。いいことですね。多くの金属加工現場で標準化されています。

ただし焼結体は内部に気孔があるため、水が入り込むと測定値が変わります。ここが落とし穴です。気孔率10%の部品なら、含水で密度が0.1〜0.2g/cm³ズレることもあります。つまり誤差要因です。

焼結密度 測定方法 計算式 比重 求め方

計算式はシンプルですが、理解が甘いとミスが出ます。密度ρは「空気中重量 ÷（空気中重量 − 水中重量）」で求めます。結論は比重計算です。

例として、空気中120g、水中80gの場合、120 ÷（120−80）＝3.0となります。これは鉄系焼結材としては妥当な数値です。

しかし温度補正を無視すると誤差が出ます。水の密度は20℃で約0.998g/cm³ですが、30℃では約0.996g/cm³です。差は小さく見えますが量産では効きます。意外ですね。

温度管理を怠るとロット全体でNG判定が出る可能性があります。つまり温度一定です。

焼結密度 測定方法 気孔 含浸 誤差 対策

焼結体特有の問題が「開気孔」です。水が内部に侵入すると重量が増え、密度が高く出ます。これは使えそうです。

対策としては以下が基本です。
・真空含浸してから測定
・ワックス含浸を使う
・短時間測定で吸水を抑える

真空含浸は設備が必要ですが、誤差を1%未満に抑えられます。これは重要です。一方、現場では簡易的に沸騰水処理を使うケースもあります。

コスト面では、含浸処理をしないことで不良流出が起きると、1件のクレームで数十万円規模の損失になることもあります。痛いですね。つまり事前対策です。

焼結密度 測定方法 規格 JIS ISO 基準

測定には規格があります。代表的なのはJIS Z 2505やISO 2738です。これに従うことで品質保証が可能になります。〇〇が原則です。

JISでは試験片の乾燥条件や測定手順が細かく定められています。例えば、乾燥は110℃で1時間以上などの条件があります。ここを省くと再現性が崩れます。

検査工程で規格外の測定をしていると、取引先監査で指摘される可能性があります。厳しいところですね。つまり規格準拠です。

規格詳細は以下が参考になります。
JISの焼結密度測定手順が確認できる公式情報
https://kikakurui.com/z2/Z2505-2013-01.html

焼結密度 測定方法 現場効率 化 自動化 ツール

測定作業は手作業だと時間がかかります。1回あたり5〜10分が目安です。つまり非効率です。

量産現場では自動比重計の導入が進んでいます。ボタン操作だけで測定でき、1回あたり約1分に短縮できます。これは使えそうです。

人手測定では担当者ごとに±2%のばらつきが出ることがあります。一方、自動化すると±0.5%以内に収まるケースが多いです。つまり精度安定です。

測定ミスによる再検査や廃棄コストを減らすためには、「測定頻度が多い工程→作業時間削減→自動比重計導入」という流れで1つ行動を決めるのが有効です。〇〇だけ覚えておけばOKです。

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