專利名稱：一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末高速鋼領(lǐng)域，涉及一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，鋼中非金屬夾雜物對(duì)材料的性能具有決定性的影響。因此，在材料質(zhì)量檢驗(yàn)、產(chǎn)品控制和材料研究中對(duì)非金屬夾雜物十分重視。夾雜物檢驗(yàn)已成為判斷材料質(zhì)量優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)之一。由于粉末高速鋼的抗彎強(qiáng)度與極限缺陷直徑的平方根成反比， 消除大的夾雜物是提高粉末高速鋼強(qiáng)度和質(zhì)量的根本途徑之一。為此國外第二代和第三代粉末高速鋼都強(qiáng)調(diào)從工藝上大幅度減少夾雜物數(shù)量，特別是大夾雜物(25 μ m)，目的在于提高粉末高速鋼的韌性、抗彎強(qiáng)度和疲勞極限。一直以來，粉末高速鋼中非金屬夾雜物都是用金相方法進(jìn)行定性或半定量檢驗(yàn)的。即把待測(cè)試樣研磨、拋光成金相試樣后在光學(xué)顯微鏡或掃描電鏡下對(duì)暴露在金相面上的夾雜物進(jìn)行檢測(cè)研究。金相試樣法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單、直觀，但是由于夾雜物在粉末高速鋼中的含量很少，其分布又具有隨機(jī)性，需要進(jìn)行了大量試樣的金相試驗(yàn)。目前，我國高速鋼技術(shù)條件(GB/T 9943-8)尚無有關(guān)非金屬夾雜物含量項(xiàng)目檢測(cè)的條款。各特鋼廠對(duì)高速鋼也不進(jìn)行此項(xiàng)目的檢驗(yàn)。法國Erasteel公司和烏克蘭DSS廠的對(duì)粉末高速鋼中非金屬夾雜物均采用 ASTME45-97中A法-最差視場(chǎng)法檢查。對(duì)鋼材檢查160mm2面積，在顯微鏡上為320個(gè)視場(chǎng)， 與標(biāo)準(zhǔn)圖片相比較，用定量金相檢測(cè)定，也還可用手工進(jìn)行。瑞典等國對(duì)ASP 2000粉末高速鋼的非金屬夾雜物檢查，按照SSll 1116的規(guī)定要檢查鋼材IOOOmm2面積，在顯微鏡上放大倍數(shù)為100倍時(shí)，每個(gè)視場(chǎng)面積為0. 5mm2,則需要檢測(cè)1600個(gè)視場(chǎng)；200倍時(shí)，每個(gè)視場(chǎng)面積為0. 125mm2,則需要檢測(cè)1600個(gè)視場(chǎng)，共計(jì)3200 個(gè)視場(chǎng)。但是這些方法僅針對(duì)塊狀粉末高速鋼試樣，而對(duì)高速鋼粉末目前還沒有相應(yīng)的檢測(cè)方法，無法從源頭上控制夾雜物尤其是大夾雜物的含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種能夠檢測(cè)高速鋼粉末中非金屬夾雜物的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)非金屬夾雜物進(jìn)行定性和精確定量分析。本發(fā)明的技術(shù)方案是取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學(xué)腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質(zhì)量比為1 40，在室溫下進(jìn)行不連續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間2 8小時(shí)，將混合液通過試驗(yàn)篩對(duì)含有粉末的磷酸水溶液進(jìn)行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復(fù)清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進(jìn)行非金屬夾雜物的定量和定性分析。所述的磷酸濃度為40% 70%。所述的攪拌是將盛有混合液的燒杯置入超聲波清洗器中進(jìn)行攪拌。所述的試驗(yàn)篩的篩孔尺寸為10 μ m。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明采用弱酸溶液化學(xué)腐蝕的方法檢測(cè)高速鋼粉末中非金屬夾雜物，化學(xué)腐蝕的同時(shí)基本上不會(huì)溶解非金屬夾雜物，保持了非金屬夾雜物的原始形態(tài)。該方法不僅具有快速高效、成本低，分析更加準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，而且可以對(duì)非金屬夾雜物進(jìn)行定性和精確定量分析，有利于粉末高速鋼從源頭上剔除夾雜物含量較高的粉末，改善高速鋼粉末的質(zhì)量，進(jìn)而提高粉末高速鋼制件韌性、抗彎強(qiáng)度等力學(xué)性能，同時(shí)減少了不合格產(chǎn)品進(jìn)而降低粉末高速鋼產(chǎn)品成本。該發(fā)明將提高我國在高速鋼粉末非金屬夾雜物檢測(cè)方面的研究與應(yīng)用水平，有助于提高粉末高速鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本。
具體實(shí)施例方式取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學(xué)腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質(zhì)量比為1 40，在室溫下進(jìn)行不連續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間2 8小時(shí)，將混合液通過試驗(yàn)篩對(duì)含有粉末的磷酸水溶液進(jìn)行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復(fù)清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進(jìn)行非金屬夾雜物的定量和定性分析。實(shí)施例一(1)取 IOg 高速鋼 T15 合金粉末，化學(xué)成分(wt. % ) :C1. 6、Cr4. 0、V4. 9、W12、 Co5.0，!^基。將粉末加入到盛有400mL 50%磷酸水溶液的燒杯中；(2)將燒杯置入超聲波清洗器中每隔半小時(shí)進(jìn)行超聲攪拌10分鐘；(3)反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)后，將混合液通過篩孔尺寸為ΙΟμπι的試驗(yàn)篩；(4)將篩面上的夾雜物用純凈水和酒精清洗后烘干；(5)在精密天平上稱量夾雜物即可定量分析其含量水平；(6)在電子掃描顯微鏡對(duì)夾雜物進(jìn)行定性分析。實(shí)施例二(1)取 50g 高速鋼 2060 合金粉末，化學(xué)成分(wt. % ) :C2. 3、Cr4. 0、V6. 5、W6. 5、 Mo7. 0、ColO. 5，F(xiàn)e基。將粉末加入到盛有2L 40%磷酸水溶液的燒杯中；(2)將燒杯置入超聲波清洗器中每隔半小時(shí)進(jìn)行超聲攪拌10分鐘；(3)反應(yīng)進(jìn)行4小時(shí)后，將混合液通過篩孔尺寸為10 μ m的試驗(yàn)篩；(4)將篩面上的夾雜物用純凈水和酒精清洗后烘干；(5)在精密天平上稱量夾雜物即可定量分析其含量水平；(6)在電子掃描顯微鏡對(duì)夾雜物進(jìn)行定性分析。實(shí)施例三(1)取 IOOg 高速鋼 IOV 合金粉末，化學(xué)成分(wt. % ) :C2. 4、Cr5. 0、V10. 0、Μο1· 2、
1 基。將粉末加入到盛有4L 70%磷酸水溶液的燒杯中；(2)將燒杯置入超聲波清洗器中每隔半小時(shí)進(jìn)行超聲攪拌10分鐘；(3)反應(yīng)進(jìn)行8小時(shí)后，將混合液通過篩孔尺寸為10 μ m的試驗(yàn)篩；(4)將篩面的夾雜物用純凈水和酒精清洗后烘干；(5)在精密天平上稱量夾雜物即可定量分析其含量水平；(6)在電子掃描顯微鏡對(duì)夾雜物進(jìn)行定性分析。
權(quán)利要求
1.一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征是取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學(xué)腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質(zhì)量比為1 40，在室溫下進(jìn)行不連續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間2 8小時(shí)，將混合液通過試驗(yàn)篩對(duì)含有粉末的磷酸水溶液進(jìn)行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復(fù)清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進(jìn)行非金屬夾雜物的定量和定性分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征是所述的磷酸濃度為40% 70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征是所述的攪拌是將盛有混合液的燒杯置入超聲波清洗器中進(jìn)行攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法，其特征是所述的試驗(yàn)篩的篩孔尺寸為10 μ m。
全文摘要
本發(fā)明屬于粉末高速鋼領(lǐng)域，涉及一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測(cè)方法。取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學(xué)腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質(zhì)量比為1∶40，在室溫下進(jìn)行不連續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間2～8小時(shí)，將混合液通過試驗(yàn)篩對(duì)含有粉末的磷酸水溶液進(jìn)行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復(fù)清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進(jìn)行非金屬夾雜物的定量和定性分析。本發(fā)明通過弱酸化學(xué)腐蝕的方法將高速鋼粉末基體溶解于化學(xué)溶液中，分離出高速鋼粉末中的夾雜物，最后對(duì)非金屬夾雜物進(jìn)行定量和定性分析。該方法具有快速高效、成本低，分析更加準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，并且可以對(duì)非金屬夾雜物進(jìn)行定性和定量分析。
文檔編號(hào)G01N5/04GK102507367SQ20111036214
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者張勇, 張國慶, 李周, 袁華, 許文勇 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院