專利名稱：一種用于輝光光譜儀分析滲碳層化學(xué)成分的試樣制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于滲碳金屬表面化學(xué)成分分析技術(shù)，涉及一種用于輝光光譜儀分析滲碳層化學(xué)成分的試樣制備方法。
背景技術(shù)：
氣體滲碳工藝，能夠有效地改善發(fā)動(dòng)機(jī)零件表面的成分、組織和性能。這種改變由表及里逐漸過渡，評(píng)定滲碳層質(zhì)量的好壞，通常是通過檢驗(yàn)其組織性能，而滲碳層的化學(xué)成分尤其是表面碳含量是其組織性能的決定因素，研究二者之間的變化規(guī)律對(duì)于優(yōu)化工藝、穩(wěn)定滲層性能十分必要。采用常規(guī)的金相法也只能對(duì)滲碳層的深度進(jìn)行測量，無法對(duì)滲層成分進(jìn)行分析。采用定碳儀由于受到分析用量和取樣方式的限制，只能對(duì)一定深度范圍內(nèi)的試樣機(jī)加鐵屑進(jìn)行一個(gè)平均含量的分析。
輝光放電通過陰極濺射技術(shù)能對(duì)經(jīng)滲碳處理的試樣表面連續(xù)逐層剝離，從而揭示出滲碳試樣表層及一定深度內(nèi)的碳元素含量及其分布規(guī)律。通過對(duì)光譜測量參數(shù)和光譜線選擇，考察校準(zhǔn)曲線及校準(zhǔn)模式并建立分析方法，可以對(duì)滲碳零件表面碳含量進(jìn)行微觀分析。輝光光譜儀由于其光源的激發(fā)特性，試樣表面必須是完全水平的，至少有直徑不小于20毫米的平面，確保激發(fā)時(shí)有足夠的真空度。每次激發(fā)深度只能達(dá)到20um，對(duì)于一個(gè)點(diǎn)的連續(xù)激發(fā)一般只有3到4次，分析深度至多不超過lOOum。零件和試樣的滲碳層深度一般可以達(dá)到2毫米，因此對(duì)于常規(guī)滲碳試樣采用輝光光譜儀是無法從表層分析到基體深度的化學(xué)成分的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種能夠?qū)B碳試樣從表層到基體深度的化學(xué)成分分析的用于輝光光譜儀分析滲碳層化學(xué)成分的試樣制備方法。本方法是通過下述的步驟實(shí)現(xiàn)的(I)選擇試樣選擇直徑或長度為70-80mm，厚度為20_40mm的試樣，試樣的材料與零件材料相同或接近；( 2 )對(duì)試樣進(jìn)行滲碳處理按照零件滲碳工藝要求，將選擇好的試樣隨滲碳零件共同進(jìn)行滲碳處理，確保滲碳試樣能夠代表零件表面狀態(tài)；(3)滲碳試樣的加工將滲碳試樣在磨床上進(jìn)行加工，使試樣滲碳表面形成一個(gè)斜面，直徑方向或長度方向的最高處與最低處的高度差為2-3mm，確保最低處試樣表面去除量大于滲層深度。所述的選擇試樣的形狀為圓柱形、長方體或正方體。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明將滲碳試樣加工成一個(gè)小角度的斜面試樣，可以從試樣表面由高到低進(jìn)行輝光光譜分析，可以在一個(gè)試樣上完成從表面到基體的滲碳試樣的成分分析。通過這種加工方法，采用輝光光譜儀分析試樣滲碳層的化學(xué)成分隨深度的變化，尤其是碳含量隨深度的變化規(guī)律，以此對(duì)滲碳工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)，確保滲碳層深度和成分符合工藝規(guī)范要求。


圖I是本發(fā)明未加工的試樣示意圖；圖2是本發(fā)明經(jīng)過斜面加工的試樣示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。(I)選擇試樣選擇較大直徑(或長度)的平面試樣，一般試樣直徑(或長度)為70-80mm，試樣厚 度為20-40_。試樣的材料應(yīng)與零件材料相同或接近。若選擇的試樣為長方體時(shí)，寬度為35-50mmo(2)對(duì)試樣進(jìn)行滲碳處理按照零件滲碳工藝要求，將選擇好的試樣隨滲碳零件共同進(jìn)行滲碳處理，確保滲碳試樣能夠代表零件表面狀態(tài)。(3)滲碳試樣的加工將滲碳試樣在磨床上進(jìn)行加工，使試樣滲碳表面形成一個(gè)斜面，直徑方向的最高處與最低處的高度差應(yīng)為2-3mm，確保最低處試樣表面應(yīng)為基體成分。實(shí)施例輝光光譜分析滲碳試樣的加工及試驗(yàn)步驟( I)選擇一塊如圖I所示的滲碳試樣，按照滲碳工藝要求，試樣表面滲碳深度為
2.0mm，在磨床上將試樣斜著夾持，保持低點(diǎn)與磨床平齊，高點(diǎn)與低點(diǎn)的高度差在2. 5mm,以低點(diǎn)為基準(zhǔn)，經(jīng)磨床去除掉高出部分。滲碳試樣表面形成一個(gè)小角度的斜面。試樣如圖2所示。( 2 )在進(jìn)行輝光光譜分析時(shí)，沿試樣直徑(或長度)方向依次進(jìn)行激發(fā)，這樣就得到了一組滲層成分隨深度的變化曲線。通過對(duì)最低點(diǎn)成分分析結(jié)果與基體材料成分進(jìn)行對(duì)t匕，成分一致，保證最低點(diǎn)滲碳層已完全去除。已知試樣去除總高度2. 50mm，可以計(jì)算出每組成分的近似深度值，這樣就可以得出滲碳工藝評(píng)價(jià)的主要滲層元素碳隨深度的含量變化曲線。從而對(duì)滲碳工藝試驗(yàn)起到一定的指導(dǎo)作用。
權(quán)利要求
1.一種用于輝光光譜儀分析滲碳層化學(xué)成分的試樣制備方法，其特征是，(I)選擇試樣: 選擇直徑為70-80_，厚度為20-40_的試樣，試樣的材料與零件材料相同或接近； (2)對(duì)試樣進(jìn)行滲碳處理 按照零件滲碳工藝要求，將選擇好的試樣隨滲碳零件共同進(jìn)行滲碳處理，確保滲碳試樣能夠代表零件表面狀態(tài)； (3)滲碳試樣的加工 將滲碳試樣在磨床上進(jìn)行加工，使試樣滲碳表面形成一個(gè)斜面，直徑方向或長度方向的最高處與最低處的高度差為2-3mm，確保最低處試樣表面去除量大于滲層深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于輝光光譜儀分析滲碳層化學(xué)成分的試樣制備方法，其特征是，所述的選擇試樣的形狀為圓柱形、長方體或正方體。
全文摘要
本發(fā)明屬于滲碳金屬表面化學(xué)成分分析技術(shù)，涉及一種用于輝光光譜儀分析滲碳層化學(xué)成分的試樣制備方法。本方法是通過下述步驟實(shí)現(xiàn)的(1)選擇與零件材料相同或接近的試樣，(2)對(duì)試樣進(jìn)行滲碳處理，(3)滲碳試樣的斜面加工。本發(fā)明將滲碳試樣加工成一個(gè)小角度的斜面試樣，從試樣表面由高到低進(jìn)行輝光光譜分析，在一個(gè)試樣上完成從表面到基體的滲碳試樣的成分分析。通過這種加工方法，采用輝光光譜分析試樣滲碳層的化學(xué)成分隨深度的變化，尤其是碳含量隨深度的變化規(guī)律，以此對(duì)滲碳工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)，確保滲碳層深度和成分符合工藝規(guī)范要求。
文檔編號(hào)G01N1/28GK102879243SQ20121034389
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者楊黎青, 郭子靜, 趙勇 申請(qǐng)人:西安航空動(dòng)力股份有限公司