ISO 3369 Nepórovité spekané kovové materiály a tvrdé kovy - Stanovenie hustoty

Norma „ISO 3369 Nepriepustné spekané kovové materiály a tvrdé kovy – Stanovenie hustoty“, ktorú vydala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), opisuje metódu na stanovenie hustoty nepriepustných spekaných kovových materiálov a tvrdých kovov. Princíp tejto metódy je založený na vážení skúšobného telesa najprv vo vzduchu a potom v kvapaline a následnom výpočte jeho hustoty. Norma ISO 2738 sa uplatňuje na stanovenie hustoty priepustných spekaných kovových materiálov.

Hustota je základná vlastnosť, ktorá priamo ovplyvňuje mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti spekaných kovových materiálov a tvrdých kovov, ako je karbid volfrámu alebo zliatiny na báze železa. Norma ISO 3369 sa považuje za dôležitú z nasledujúcich dôvodov:

Pevnosť a trvanlivosť: Hustota úzko súvisí s pórovitosťou. V prípade nepriepustných materiálov (materiálov s minimálnou otvorenou pórovitosťou) vyššia hustota vo všeobecnosti znamená menej vnútorných dutín, čo zlepšuje pevnosť v ťahu, odolnosť proti únave a odolnosť proti opotrebovaniu. Napríklad v rezných nástrojoch umožňuje konzistentná hustota nástroju odolávať vysokorýchlostnému obrábaniu bez zlomenia.
Predvídateľnosť výkonu: V aplikáciách, ako sú spekané ozubené kolesá alebo ložiská, presné údaje o hustote zabezpečujú spoľahlivý výkon pri zaťažení alebo tepelnom namáhaní overením, či súčiastky spĺňajú konštrukčné špecifikácie. Odchýlky môžu viesť k predčasnému zlyhaniu, pretože nízka hustota môže naznačovať nadmernú pórovitosť.
Funkčná konzistencia: V elektronických súčiastkach, ako sú sintrované magnety alebo lekárske implantáty, hustota ovplyvňuje magnetické vlastnosti alebo biokompatibilitu. Táto norma zabezpečuje, že tieto materiály fungujú podľa očakávania, čím sa znižujú riziká v kritických aplikáciách.

Postupy odberu vzoriek sa musia vykonávať v súlade s normou ISO 4489. Objem skúšobného telesa musí byť najmenej 0,5 cm³ ^{. Ak}^{je potrebné} určiť hustotu kusov s objemom menším ako 0,5 cm³ , vykoná sa jedno meranie zoskupením niekoľkých kusov, pričom každý má objem najmenej 0,05 cm³ ^. Povrch skúšobného telesa musí byť dôkladne očistený od priľnutých cudzích látok, ako sú nečistoty, mastnota a olej.

Pri vykonávaní skúšky sa skúšobný kus umiestni na hornú policu alebo misku. Spodná polica by mala byť úplne ponorená do vody, pričom závesný drôt voľne visí z misky a je čiastočne ponorený v kvapaline. Všetky vzduchové bubliny sa odstránia a skúšobný kus sa odváži. Skúšobný kus sa umiestni na spodnú policu alebo zavesí na drôte. Skúšobný kus sa spustí do nádoby obsahujúcej kvapalinu, pričom sa zabezpečí, aby do povrchu kvapaliny prenikol iba závesný drôt. Všetky vzduchové bubliny sa odstránia a skúšobný kus sa odváži. Hmotnosti do 10 g sa musia vážiť s presnosťou na 0,1 mg a hmotnosti nad 10 g s presnosťou na 0,001 percenta. Skúšobný kus, kvapalina a okolitý vzduch by mali mať počas váženia rovnakú teplotu. Mala by sa určiť teplota kvapaliny. Pri použití destilovanej vody by sa jej hustota mala zistiť z tabuľky.

V materiálovom inžinierstve, najmä v práškovej metalurgii, je hustota základnou vlastnosťou ovplyvňujúcou mechanickú pevnosť, pórovitosť a výkon pri zaťažení. Norma ISO 3369 poskytuje spoľahlivú hydrostatickú metódu (založenú na Archimedovom princípe) na testovanie nepriepustných materiálov s minimálnou otvorenou pórovitosťou, ktoré počas testovania neabsorbujú vodu.

Táto norma obsahuje presnú gravimetrickú techniku na výpočet hustoty nepriepustných spekaných kovov a tvrdých kovov. Zameriava sa na materiály vyrobené zhutňovaním a spekaním prášku, ako sú tvrdé kovy z karbidu volfrámu alebo spekané diely na báze železa, kde nepriepustnosť zabraňuje vniknutiu kvapaliny počas merania.

Táto metóda je založená na vážení vzoriek vo vzduchu, ich ponorení do destilovanej vody a použití korekcie vztlaku podľa Archimedovho princípu. Nevzťahuje sa na priepustné materiály (materiály s prepojenými pórmi) v rozsahu pôsobnosti normy ISO 2738. Medzi významné výnimky patria vysoko porézne alebo absorpčné vzorky a v takýchto prípadoch sa používatelia odvolávajú na alternatívne metódy, ako je plynová pyknometria.

Norma ISO 3369 zabezpečuje, že merania pre väčšinu vzoriek pomocou metódy vytesňovania vody sú jednoduché a majú presnosť -0,01 g/cm³ ^. Proces uprednostňuje kontrolu prostredia a kalibrované zariadenie, aby sa minimalizovali chyby spôsobené teplotou alebo povrchovým napätím.

Pri testoch sa používa nasledujúce vybavenie:

Analytické váhy s možnosťou ponorenia do suspenzie (citlivosť plus/mínus 0,1 mg).
Destilovaný vodný kúpeľ s teplotou 20 stupňov plus/mínus 1 stupeň.
Neabsorpčný závesný drôt alebo kolíska (napr. platina, nie viac ako 0,1 g).
Teplomer na meranie teploty vody.

Na začatie testovania vyberte reprezentatívne testovacie kusy (najmenej tri na dávku) jednotného tvaru, bez trhlín alebo povlakov. Vyčistia sa a vysušia pri teplote 110 °C plus/mínus 5 °C. Hmotnosť sa meria s presnosťou na 0,1 mg. Suspendujú sa v destilovanej vode (v prípade potreby sa odplynia). Po stabilizácii (1 – 2 minúty) sa zaznamená zdanlivá hmotnosť. Na výpočet sa použije vzorec uvedený v norme. Ak sa vyžaduje vysoká presnosť, koriguje sa vztlak vzduchu. Pri podávaní správ sa uvedie priemerná hustota, teplota a odchýlky a zahrnie sa vyhlásenie o presnosti: opakovateľnosť na základe medzilaboratórnych štúdií nepresahujúca 0,2 %, opakovateľnosť nepresahujúca 0,5 %.

Vďaka tomu norma ISO 3369 umožňuje inžinierom s istotou merať hustotu v nepriepustných spekaných materiáloch. Keďže prášková metalurgia sa uberá smerom k ekologickejším a vysokovýkonným zliatinám, táto norma zostáva nevyhnutná pre kombináciu laboratórnej presnosti s priemyselnou škálovateľnosťou.

Naša organizácia so svojím kompetentným a skúseným tímom rozumie potrebám svojich zákazníkov, poskytuje im pokročilé testovacie služby, ktoré potrebujú, a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov riadenia. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou ISO 3369 „Nepriepustné spekané kovové materiály a tvrdé kovy – Stanovenie hustoty“.