[發明專利]一種超細金屬粉末截面試樣的制備方法

在審

• 申請號: 202211643730.4
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN116165036A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 竇振;黎克楠;馮圓茹;邵俊永;張鉦汶
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

本發明提出了一種超細金屬粉末截面試樣的制備方法，屬于金相組織檢驗的技術領域，用以解決現有方法所制備超細金屬粉末截面試樣中粉末粘接牢度低、易脫落及動態硬度測量有偏差的技術問題。本發明包括以下步驟：將金屬超細粉末分散在分散劑中得到分散液，將分散液滴在載臺上并烘干，使金屬超細粉末分散在載臺上；采用電烙鐵加熱焊絲對分散在載臺上的金屬超細粉末進行滴焊，隨后將焊滴壓制成焊塊；利用熱鑲嵌工藝對焊塊進行鑲嵌制得鑲嵌試樣；將鑲嵌試樣打磨、拋光，制得超細金屬粉末截面試樣。本發明所制備試樣粉末脫落率低，粉末分散均勻，物相襯度高，可用于粉末內微觀組織觀察，并能對粉末進行動態硬度測量。

技術領域

本發明屬于金相組織檢驗的技術領域，尤其涉及一種超細金屬粉末截面試樣的制備方法。

背景技術

金屬結合劑金剛石磨具具備結合磨粒能力強，韌性好，承載性高并且原料的價格便宜，生產工藝穩定，成型率高等，適用于制造各種復雜形狀的制品，廣泛應用在脆硬材料復雜型面的成型磨削、精密和超精密磨削領域。金屬結合劑金剛石工具的消耗量遠超樹脂結合劑以及陶瓷結合劑的金剛石工具，其在金剛石工具中起著無可替代的作用。銅基結合劑體系是是金屬結合劑主要體系之一，銅錫結合劑是最常見的銅基結合劑，銅錫結合劑具有良好的導熱性，可以降低磨削溫度，防止表面燒傷，多應用于金剛石磨具和石材切割鋸片等領域。

合金粉末作為核心關鍵原材料其性能將直接影響金屬結合劑超硬磨具質量的優劣。因此，對粉末組織的觀察與硬度測量變得極為重要。若采用塊體金相鑲嵌制樣的方法，通過熱固性樹脂鑲嵌極難將細顆粒金屬粉末固定牢靠，這是由于金屬與有機鑲嵌材料界面結合力通常都比較薄弱，二者通過機械鑲嵌力結合在一起，鑲嵌的金屬樣品越小，比表面積越大，此時界面薄弱區就越多則越容易脫落。因此，比表面極大的金屬粉末通過傳統熱固鑲嵌的方法無法得到牢固可靠的金相樣品。一種顆粒固定牢靠、襯度高的金屬超細粉末的鑲嵌方法會使粉末動態硬度測量與微觀組織的觀察更加準確方便，通過對粉末微觀組織中的相含量及分布的觀察，以及不同粒徑的動態硬度差異，研究粉末不同粒徑力學性能變化規律，可以對銅錫合金的生產提供指導。因此探索一種用于動態硬度測量的超細金屬粉末截面試樣制備方法具有一定的工程價值和實際意義。

目前來說主要有兩種粉末鑲嵌方法，專利公開號為CN202210321829的專利說明了一種陶瓷粉末截面鑲嵌樣的制備方法，將陶瓷粉和錫粉加入去離子水混合后超聲振蕩，之后干燥壓制，但是由于金屬合金粉末硬度較高，并不適合金屬合金粉。專利公開號為CN20190764739的專利說明了一種微細粉末剖面顯微組織的顯示方法，將微細粉末和熱鑲嵌粉進行混合后制樣，并對其進行拋光，方法簡單，但是此方法的粉末脫落率較高，對粉末粒徑有一定要求，且粉末利用率低，粘接的牢固程度以及相關鑲嵌粉可能會對動態硬度造成影響。

發明內容

針對現有方法所制備超細金屬粉末截面試樣中粉末粘接牢度低、易脫落及動態硬度測量有偏差的技術問題，本發明提出一種超細金屬粉末截面試樣的制備方法，該方法所制成的試樣粉末脫落率低，粉末分散均勻，物相襯度高，且動態硬度測量數據穩定。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種超細金屬粉末截面試樣的制備方法，主要有以下步驟：

步驟1：選取金屬超細粉末，選取低熔點焊絲；所述金屬超細粉末為銅粉、銅錫合金粉或高熵合金粉等金屬粉末。

步驟1.1：金屬超細粉末的制備方法為氣霧化制粉，粉末粒徑為60μm以下。

步驟1.2：所選用的焊絲的硬度硬度與金屬超細粉末相接近且潤濕性能較好的焊絲；優選為鉛錫焊絲，其中鉛的質量分數為33％，錫的質量分數為67％；或Ag-Sn焊絲。

步驟2：使用超聲共振分散儀對金屬超細粉末清洗分散；