Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8189:2009 quy định phương pháp xác định khối lượng riêng, hàm lượng dầu và độ xốp hở của vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu. Tiêu chuẩn này áp dụng đặc biệt cho ổ trục kim loại xốp và chi tiết kết cấu được chế tạo bằng ép và thiêu kết bột kim loại.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8189 : 2009 ISO 2738 : 1999 VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT, TRỪ HỢP KIM CỨNG - VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT THẨM THẤU - XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG, HÀM LƯỢNG DẦU VÀ ĐỘ XỐP HỞ Sintered metal materials, excluding hardmetals - Permeable sintered metal materials Determination of density, oil content and open porosity Lời nói đầu TCVN 8189 : 2009 hồn toàn tương đương với ISO 2738 : 1999 TCVN 8189 : 2009 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 17 Thử lý kim loại biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT, TRỪ HỢP KIM CỨNG - VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT THẨM THẤU - XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG, HÀM LƯỢNG DẦU VÀ ĐỘ XỐP HỞ Sintered metal materials, excluding hardmetals - Permeable sintered metal materials Determination of density, oil content and open porosity Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định khối lượng riêng, hàm lượng dầu độ xốp hở vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu Tiêu chuẩn áp dụng đặc biệt cho ổ trục kim loại xốp chi tiết kết cấu chế tạo ép thiêu kết bột kim loại Tài liệu viện dẫn Các tài liệu cần thiết việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu có ghi năm cơng bố, áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng phiên (bao gồm sửa đổi) ISO 758, Liquid chemical products for industrial use - Determination of density at 20 °C (Sản phẩm hóa học lỏng dùng cơng nghiệp - Xác định khối lượng riêng 20 °C) ISO 13944, Lubricated metal - powder mixes - Determination of lubricant content - Modified Soxhlet extraction method (Hỗn hợp bột kim loại bôi trơn - Xác định thành phần chất bôi trơn - Phương pháp triết Soxhlet cải tiến) Ký hiệu tên gọi Bảng - Ký hiệu tên gọi Ký hiệu Tên gọi Đơn vị m1 Khối lượng ban đầu mẫu thử g m2 Khối lượng mẫu thử sau loại bỏ dầu làm khô g m3 Khối lượng mẫu thử sau tẩm toàn g ma Khối lượng mẫu thử sau tẩm toàn phần cộng với khối lượng thiết bị đỡ (ví dụ dây treo) cân khơng khí g mw Khối lượng mẫu thử sau tẩm toàn phần cộng với khối lượng thiết bị đỡ (ví dụ dây treo) cân g nước V cm3 Thể tích mẫu thử w Khối lượng riêng nước sử dụng Khối lượng riêng dầu ban đầu có mẫu thử Khối lượng riêng dầu tẩm sử dụng a g/cm3 a g/cm3 g/cm3 a Khối lượng riêng dầu giả thiết biết xác định phù hợp với ISO 758 Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 4.1 Khối lượng riêng (density) Khối lượng riêng mẫu thử biểu thị theo hai cách: 4.1.1 Khối lượng riêng khô (dry density) Khối lượng sau sấy chia cho thể tích 4.1.2 Khối lượng riêng sau tẩm tồn (khối lượng riêng ướt) (fully impregnated density (wet density)) Khối lượng sau tẩm tồn chia cho thể tích 4.2 Hàm lượng dầu (oil content) Hàm lượng dầu mẫu thử biểu thị theo hai cách: 4.2.1 Phần trăm theo thể tích (percentage by volume) Thể tích dầu chia cho thể tích mẫu thử nhân với 100 4.2.2 Phần trăm thể tích độ xốp hở (percentage of the volume of the open porosity) Thể tích dầu chia cho thể tích độ xốp hở nhân với 100 4.3 Độ xốp hở (của mẫu thử) (open porosity (of the test piece)) Hàm lượng dầu sau tẩm tồn chia cho thể tích mẫu thử nhân với 100 biểu thị giống tỷ lệ phần trăm theo thể tích 4.4 Thể tích (của mẫu thử) (volume (of the test piece)) Thể tích tồn bao gồm lỗ xốp Quy trình thử Tùy thuộc vào đặc tính xác định, tiến hành vài tất quy trình thử Điều Bảng thể quy trình thử tiến hành cho tính chất xác định Các giá trị thu cho thông số khác suy từ công thức tương ứng Điều Bảng - Quy trình thử Quy trình thử Khối lượng ban đầu mẫu thử (xem 8.1) Ký hiệu Đặc tính xác định cho kết đạt Khối lượng riêng Hàm lượng dầu Độ xốp hở Khô Sau tẩm % (thể % độ xốp tồn tích) hở m1 x x Tách dầu lỗ xốp mẫu thử (xem 8.2) Xác định khối lượng mẫu thử sau tách dầu làm khô (xem 8.3) m2 x x x x x x x x x x x x x x Tẩm toàn mẫu với dầu biết khối lượng riêng (xem 8.4) Xác định khối lượng mẫu sau tẩm toàn (xem 8.5) m3 Xác định thể tích mẫu thử (xem 8.6) V x x x x Thiết bị, dụng cụ 6.1 Cân phân tích, đủ khả độ xác tới 0,01 % 6.2 Bình chiết Soxhlet, với dung mơi dầu 6.3 Thiết bị cân mẫu thử khơng khí chất lỏng CHÚ THÍCH: Chất lỏng thường sử dụng nước (Xem Hình 1, Hình Hình 3) 6.4 Bình chứa, đủ rộng để chứa mẫu thử thiết bị cho việc cân, chứa chất chưng cất chất khử ion hóa tốt nước loại khí pha thêm hóa chất ẩm từ 0,05 % (thể tích) đến 0,10 % (thể tích) 6.5 Thiết bị tẩm dầu cho mẫu thử chân không 6.6 Dầu tẩm, biết khối lượng riêng (xem ISO 758 việc xác định khối lượng riêng chất lỏng) 6.7 Nhiệt kế, độ xác tới ± 0,5 °C Mẫu thử 7.1 Thông thường, mẫu thử miếng ngun Trường hợp khơng thể, mẫu thử cắt đập thành mẫu nhỏ để dễ dàng cho cơng đoạn khác Thích hợp kiểm tra phần giới hạn phận 7.2 Nếu mẫu thử có khối lượng nhỏ g, mẫu thử phải kiểm tra theo nhóm để nhận giá trị trung bình 7.3 Bề mặt mẫu thử không bị bám bụi, mỡ loại vật liệu khác 7.3 Bề mặt mẫu thử khơng có dầu dư thừa Khi loại bỏ dầu thừa với vật liệu hấp thụ dầu, cần tránh loại bỏ dầu lỗ xốp CHÚ THÍCH: Sự có mặt dầu thừa bề mặt mẫu thử có nhiều khả xảy sau xử lý ngâm mẫu Quy trình thử 8.1 Xác định khối lượng ban đầu mẫu thử Cân mẫu thử điều kiện giao nhận, thu m1 CHÚ THÍCH: Nếu biết mẫu thử khơng chứa dầu, quy trình mô tả 8.2 8.3 bỏ qua Trong trường hợp này, m1 thay m2 công thức 9.1 9.3 8.2 Loại bỏ dầu từ mẫu thử chiết dung mơi Với mẫu thử có khối lượng riêng trung bình chiều dày mỏng, ngâm khoảng h mười lần thay đổi dung môi yêu cầu để loại bỏ dầu khỏi mẫu thử Với mẫu có khối lượng riêng lớn dày hơn, nâng thành 24 h CHÚ THÍCH 1: Bình chiết Soxhlet thiết bị thuận tiện cho việc ngâm mẫu dung môi dầu ấm chưng cất Tỷ lệ chưng cất xác định số lượng chu trình số lượng dung môi thay đổi Sự tương ứng đơn vị Soxhlet mô tả ISO 13944 Tiếp tục chiết tới khối lượng không đổi sau làm bay dung mơi lại lỗ xốp CHÚ THÍCH 2: Kinh nghiệm dẫn thời gian chiết tốt tỷ lệ chưng cất sử dụng Làm khô mẫu tới khối lượng không đổi (nghĩa việc giảm khối lượng lần chiết cuối không vượt 0,01 % nhiệt độ cao điểm sôi dung môi 20 °C) sau làm lạnh bình hút ẩm cân Chọn dung mơi cho đảm bảo hòa tan dầu hoàn toàn Yêu cầu phải kiểm tra riêng rẽ Dung môi sử dụng phải nêu báo cáo thử nghiệm Với mục đích kiểm tra thực tế, sử dụng phương pháp loại bỏ dầu khác (chẳng hạn nung nhiệt độ thiêu kết môi trường bảo vệ) Trong trường hợp có tranh chấp, phương pháp chiết Soxhlet cải tiến phải phương pháp chuẩn (xem ISO 13944) 8.3 Xác định khối lượng mẫu khô Cân mẫu thử sau chiết dung môi làm khô để thu m 8.4 Tẩm dầu phủ bề mặt 8.4.1 Tẩm toàn (để xác định độ xốp hở) Nhúng mẫu thử dầu, đựng bình chứa phù hợp có khả chịu độ chân khơng Giảm áp suất bề mặt dầu tới áp suất lớn 70 kPa Tiếp tục trì áp suất thấp khơng xuất bong bóng bề mặt dầu Phục hồi áp suất trong buồng chân khơng tới áp suất khí Cho phép mẫu thử nhúng dầu khoảng thời gian 10 CHÚ THÍCH 1: Đối với đa số kim loại xốp, xử lý lần chân không đủ để đảm bảo tẩm toàn Trong số trường hợp, xử lý hai lần chân không cần thiết để đạt tẩm tồn Điều thiết lập cách giảm áp lực lần thứ hai, khơng có thêm bong bóng khí xuất hiện, khẳng định lần xử lý đạt tẩm tồn Dầu phải hồn tồn khơng trộn lẫn với nước phải làm ướt kim loại xốp CHÚ THÍCH 2: Nói chung 40 °C dầu có độ nhớt khoảng từ 22 mm2/s tới 68 mm2/s1) tương ứng với ISO VG 22 tới VG 68 quy định ISO 3448 Với dầu có độ nhớt thấp, việc tẩm nhanh dầu có độ nhớt cao Lấy mẫu thử khỏi dầu, cho phép làm khô loại bỏ dầu thừa bề mặt mơ tả 7.4 8.4.2 Tẩm phần (thích hợp để xác định thể tích) Các yêu cầu dầu giống quy định 8.4.1 Nhúng mẫu thử dầu nóng (70 °C ± 10 °C) khơng có bong bóng khí xuất Làm nguội mẫu thử đến nhiệt độ phòng nhúng dầu cách lấy mẫu từ dầu nóng nhanh chóng chuyển vào dầu nguội Lấy mẫu làm nguội từ dầu nguội, cho phép làm khô loại bỏ dầu thừa bề mặt mô tả 7.4 8.4.3 Phương pháp phủ bề mặt (thích hợp để xác định thể tích) Phủ bề mặt xốp mẫu thử với màng mỏng, sức căng bề mặt, ngăn nước vào lỗ xốp Dưới biện pháp kỹ thuật phù hợp với loại kim loại xốp riêng Tuy nhiên, trước sử dụng, phải xác lập hiệu kỹ thuật loại hình dạng kim loại xốp 1) mm2/s tương ứng với cSt 8.4.3.1 Vazơlin Bôi lên bề mặt mẫu thử vazơlin loại bỏ lượng thừa 8.4.3.2 Silicon Nhiều silicon lỏng tạo thành màng mỏng bề mặt không bị thấm nước Tẩm mẫu thử vào silicon lỏng dung dịch loãng silicon lỏng dung mơi thích hợp làm khơ tới khối lượng không đổi 8.4.3.3 Paraphin Tẩm lên mẫu thử dung dịch % paraphin dung mơi thích hợp làm khô tới khối lượng không đổi 8.5 Xác định khối lượng mẫu thử sau tẩm toàn Cân mẫu thử sau tẩm toàn để thu m3 8.6 Xác định thể tích mẫu thử 8.6.1 Xác định thể tích V mẫu thử cách cân khơng khí thu m a, sau nhúng nước chất lỏng khác biết khối lượng riêng w thu mw Thể tích V tính cm3 thu cơng thức: V ma mw w 8.6.2 Với kim loại xốp, chất, chất lỏng sử dụng không hấp thụ lỗ xốp Vì lý này, lỗ xốp tẩm dầu, nước sử dụng chất lỏng thử Nhưng luôn cần thiết phải tẩm tồn mẫu; phải chắn khơng có nước khỏi lỗ xốp mẫu thử nhúng nước, mẫu thử nhúng phần phủ bề mặt mô tả 8.4.2 8.4.3 Tuy nhiên, phương pháp chuẩn mẫu thử tẩm dầu tồn mơ tả 8.4.1 CHÚ THÍCH: Sau cân nước, mẫu thử nên cân lại khơng khí (loại bỏ nước bám vào) để khẳng định khơng có nước hấp thu 8.6.3 Hình 1, Hình Hình cho thấy phương pháp treo lơ lửng mẫu thử suốt thời gian cân Nhìn chung, khối lượng thể tích thiết bị nhỏ tốt Đường kính tối đa nên dùng dây treo thép không gỉ với khối lượng khác cho Bảng Giỏ nhúng nên làm thép khơng gỉ (xem Hình 1) Bảng - Đường kính dây nên dùng Khối lượng Đường kính dây g mm khối lượng < 50 0,12 50 ≤ khối lượng < 200 0,25 200 ≤ khối lượng < 600 0,40 600 ≤ khối lượng ≤ 000 0,50 8.6.4 Mẫu thử treo từ đoạn dây mỏng, tổng khối lượng mẫu thử dây xác định khơng khí nước Đã có lượng thừa thể tích dây nhúng nước, lượng thừa nhỏ so sánh với thể tích mẫu thử Lượng thừa xác định cách cân dây khơng khí, sau nhúng đủ sâu nước, phần dây bề mặt Ngoài ra, chiều dài dây nhúng xác định, thực việc hiệu chỉnh sở biết khối lượng đơn vị chiều dài dây 8.6.5 Phải đảm bảo bọt khí loại bỏ từ bề mặt mẫu thử thiết bị đỡ Nên cho thêm vào nước 0,05 % (thể tích) tới 0,10 % (thể tích) hóa chất ẩm 8.6.6 Mẫu thử nước phải nhiệt độ Thông thường, nhiệt độ nằm khoảng từ 18 °C tới 22 °C khối lượng riêng w nước khoảng nhiệt độ vào khoảng 0,988 g/cm3 Với nhiệt độ nằm khoảng này, khối lượng riêng nước lấy Bảng Bảng - Khối lượng riêng nước khơng có khơng khí2) Nhiệt độ Khối lượng riêng °C g/cm3 g/cm 18 0,998 25 0,997 19 0,998 26 0,996 20 0,998 27 0,996 21 0,998 28 0,996 22 0,997 29 0,995 23 0,997 30 0,995 24 0,997 b) Cân nước mw Hình Xem [2] Khối lượng riêng °C a) Cân khơng khí ma 2) Nhiệt độ a) Cân khơng khí ma b) Cân nước mw Hình a) Cân khơng khí ma b) Cân nước mw Hình Biểu thị kết 9.1 Khối lượng riêng Khối lượng riêng khơ, tính g/cm3, tính theo cơng thức: m2 m2 V ma w mw Khối lượng riêng sau tẩm tồn (khối lượng riêng ướt), tính g/cm3, tính theo cơng thức: m3 V m3 w ma m w Lấy khối lượng riêng đến 0,01 g/cm3 giá trị gần 9.2 Hàm lượng dầu Hàm lượng dầu, tính theo phần trăm thể tích, tính theo cơng thức: m1 m2 100 1.V Lấy hàm lượng dầu đến 0,1 % (thể tích) giá trị gần Hàm lượng dầu, tính theo phần trăm độ xốp hở, tính theo cơng thức: m1 m 2 m3 m2 100 Lấy hàm lượng dầu đến 0,1 % gần theo giá trị tuyệt đối 9.3 Độ xốp hở Độ xốp hở, tính theo phần trăm thể tích, tính theo cơng thức: m3 m2 100 V Lấy độ xốp hở đến 0,1 % (thể tích) giá trị gần 10 Độ xác 10.1 Đối với chi tiết thiêu kết kim loại đen, khoảng độ lặp lại I r 0,06 g/cm3 cho khối lượng riêng khô ướt Đây điểm 1,6 phần trăm độ xốp Các kết từ phòng thí nghiệm xem đáp ứng mức độ tin cậy 95 % trừ chúng sai khác lớn l r 10.2 Đối với chi tiết thiêu kết kim loại đen, khoảng khả tái lập Ir 0,085 g/cm3 cho khối lượng riêng khô ướt điểm 2,4 phần trăm độ xốp Kết thử nghiệm từ hai phòng thí nghiệm khác xem đáp ứng mức độ tin cậy 95 % trừ chúng sai khác lớn IR 11 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau: a) Số hiệu tiêu chuẩn này, TCVN 8189; b) Tất chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử; c) Mẫu thử chia nhỏ hay phần tới hạn thử (phần mô tả); d) Số mẫu thử phải thử theo nhóm (đã biết số); e) Các phương pháp sử dụng kết thu được; f) Khối lượng riêng ban đầu dầu mẫu thử, nguồn gốc giá trị (đo được, biết hay giả thiết) trường hợp xác định hàm lượng dầu; g) Tất thao tác không quy định tiêu chuẩn này, xem tùy chọn; h) Chi tiết tất cố ảnh hưởng đến kết thử THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO 3448, Industrial liquid lubricants - ISO viscosity classification (Các chất bơi trơn cơng nghiệp dạng lỏng - Phân loại tính nhớt theo ISO) [2] Metrological Handbook 145, Quality Assurance for Measurements, National Institute of Standards and Technology, 1990, p 10 (Sổ tay hệ thống đo lường 145, Đảm bảo chất lượng phép đo) ... thao tác không quy định tiêu chuẩn này, xem tùy chọn; h) Chi tiết tất cố ảnh hưởng đến kết thử THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO 3448, Industrial liquid lubricants - ISO viscosity classification... lớn IR 11 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau: a) Số hiệu tiêu chuẩn này, TCVN 8189; b) Tất chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử; c) Mẫu thử chia nhỏ hay phần... g/cm3 a g/cm3 g/cm3 a Khối lượng riêng dầu giả thiết biết xác định phù hợp với ISO 758 Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 4.1 Khối lượng riêng (density) Khối lượng