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使用數位顯微鏡觀察、量測燒結零件
燒結零件是一種將金屬或陶瓷粉末以模具成型後,透過比熔點低的溫度進行凝固的加工方式。這種方式具有多種優點,如節能、減少材料損失、省去二次加工等。使用數位顯微鏡觀察燒結零件,可以進一步了解其表面的紋理、孔隙度等細節特徵,並進行精確的量測分析。
![使用數位顯微鏡觀察、量測燒結零件](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_001_2066924.jpg)
燒結加工的優缺點
燒結加工不需熔解材料,因此活用於各式各樣零件的製造。
- 燒結加工的優點
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- 只要能做成粉末,近乎全部的材料都可使用
- 幾乎不需要二次加工
- 材料損失少
- 可以成型複雜形狀
- 自由調合材料
- 具有氣孔,因此可以輕量化
- 亦可加工高熔點的材料
- 燒結加工的缺點
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- 加工成粉末,因此材料費高
- 燒結時會發生收縮
- 相較於鑄造及沖壓,強度等機械性質差
燒結加工的原理
固體粉末的表面有未結合的原子、分子、離子,因此為不穩定的狀態。加熱固體粉末後,會形成稱為頸部的結合部。原子、分子、離子從粉末粒子的表面移動擴散至頸部,頸部變大,表面積減少。頸部隨著燒結的初期、中期及後期變大,密度上升,完成燒結品。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_002_2066925.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_003_2066926.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_004_2066927.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_005_2066928.png)
- A:頸部
- B:開氣孔
- C:閉氣孔
與外氣連接的氣孔稱為開氣孔,於物體內部獨立的氣孔稱為閉氣孔。
燒結加工的流程
- 決定原料粉的調配,使用混合機混合至均勻。
- 將混合好的原料粉倒入模具,以沖壓機成型。
- 使用燒結爐加熱成型品數小時。
以比熔點低的溫度加熱凝固,因此原料粉不會熔化。藉由長時間加熱,原料粉穩固結合,完成燒結品。
燒結爐充滿氣體,因此可以防止燒結品氧化。
視需求,燒結品也會進行為了提高精度的磨削、研磨,以及為了提高硬度的熱處理。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_006_2066929.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_007_2066930.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_008_2066931.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_009_2066932.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_010_2066933.png)
- A:混合機
- B:沖壓機
- C:燒結爐
使用數位顯微鏡觀察、量測燒結零件的案例
以下介紹使用KEYENCE的4K數位顯微鏡「VHX系列」觀察、量測燒結零件的最新案例。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_011_2066934.jpg)
晶界密度小(強度低)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_012_2066935.jpg)
晶界密度大(強度高)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_013_2066936.jpg)
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左:有配件 右:無配件
使用自動升降照明配件,可清楚觀察氣孔。
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_016_2066939.jpg)
以往使用SEM目視計算結晶粒度,現在使用自動面積量測功能,實現自動計算。
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量測前
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_018_2066941.jpg)
自動面積量測影像
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_019_2066942.jpg)
量測前
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_sintered-parts_020_2066943.jpg)
自動面積量測(結晶粒度分析)影像
使用自動面積量測功能分析粒度,實現正確分析並大幅減少工時。