粉末冶金品質控制與檢驗標準

粉末冶金的品質貫穿製造流程的每一個階段 — 從原材料粉末進料檢驗到最終零件驗證。本指南涵蓋關鍵測試方法與標準，確保 PM 零件符合嚴格的工程規格。

階段 1：原材料粉末進料檢驗

測試項目	標準	方法	重要性
流動速率 (Flow Rate)	MPIF 03 / JIS Z 2502	霍爾流速計 — 量測 50g 粉末流過標準漏斗所需的時間（秒）	決定粉末填充模穴的速度與均勻度。流動性佳有助於密度均勻。
視密度 (Apparent Density)	MPIF 04 / JIS Z 2504	霍爾流速計量杯 — 粉末填滿 25 cm³ 量杯並稱重以計算密度	控制「充填比」— 決定模穴需填入多少深度以達到目標零件重量。
粒度分析 (Sieve Analysis)	MPIF 05 / JIS Z 8801	標準篩網組震盪設定時間；記錄留在每個篩網上的粉末重量	粒徑分佈影響壓實性、表面粗糙度及燒結收縮行為。
化學成分 (Chemical Composition)	MPIF 02	XRF 光譜分析或濕式化學分析，測量碳 (C)、銅 (Cu)、鎳 (Ni)、鉬 (Mo) 含量	確保合金成分符合規格，以達到預期的機械性能。

階段 2：生坯（燒結前）測試

測試項目	標準	方法	典型數值
生坯密度 (Green Density)	MPIF 42	稱重並量測壓實（未燒結）零件的尺寸	6.0 – 7.1 g/cm³（鐵基合金）
生坯強度 (Grünfestigkeit)	MPIF 15	橫向抗破強度測試 — 長方形試片於三點彎曲下破壞	10 – 25 MPa（必須承受搬運及進爐運輸過程）
重量一致性 (Weight Consistency)	內部 SPC	逐件稱重；統計製程管制 (SPC) 圖表追蹤變異	±0.5% 目標重量（代表粉末充填均勻）
尺寸量測 (Dimensional Check)	ISO 286	三次元量測儀 (CMM) 或精密量具量測關鍵尺寸	必須預留約 0.1–0.3% 的燒結收縮量

階段 3：燒結件品質驗證

測試項目	標準	方法	驗收標準（典型）
燒結密度 (Sintered Density)	MPIF 42	阿基米德法 — 零件在空氣與水中分別稱重以計算體積與密度	6.4 – 7.2 g/cm³（視材料牌號而定）
硬度 (Hardness)	MPIF 43 / JIS Z 2245	洛氏硬度 B 或 C 標尺；燒結態使用 HRB，熱處理件使用 HRC	HRB 60-90（燒結態），HRC 25-45（熱處理態）
尺寸精度 (Dimensional Accuracy)	ISO 286	三次元量測儀 (CMM) 進行全 3D 量測；生產線使用通止規 (Go/No-Go)	±0.01 – 0.05mm（視特徵尺寸而定）
抗拉強度 (Tensile Strength)	MPIF 10	未加工扁平拉伸試片於萬能材料試驗機進行測試	300 – 700 MPa（視材料與密度而定）
表面粗糙度 (Surface Roughness)	JIS B 0601	表面粗糙度計量測 Ra（算術平均粗糙度）	Ra 1.0 – 3.2 μm（燒結態）；Ra 0.4 – 0.8 μm（整形/精整後）