[发明专利]一种金属粉末空心粉率的评定方法

说明书

本发明涉及一种金属粉末空心粉率的评定方法，包括以下步骤：(1)试样制备：采用金相镶样法制备粉末金相试样；(2)试样磨抛：对试样依次进行粗磨、精磨、抛光、清洗操作；(3)粉末统计：分别统计试样中金属粉末、空心粉的数量；(4)空心粉率计算：计算空心粉数量与所统计粉末总数量的比值。与现有技术相比，本发明利用金相法对金属粉末中空心粉进行检测、评价，具有操作便捷、检测精确度高等优点，可应用于金属粉末材料的生产、检测领域，具有广阔的市场推广价值和应用前景。

技术领域

本发明涉及一种金属粉末空心粉率的评定方法，适用于粉末冶金及增材制造领域。

背景技术

金属粉末最常见的制备方法是气雾化法，熔融状态的金属液流在高压、高速的气流冲击作用下，粉碎形成微小的金属液滴，随后冷却凝固成金属粉末颗粒。在雾化制粉过程中，当雾化气体机械地进入液滴中时，快速凝固后气体来不及排出而形成空心粉，空心颗粒粉末经过粉末压制成形、增材制造加工后，会导致成形件内部出现孔隙缺陷，形成裂纹源，严重降低成形件的使用性能，同时，空心粉末也会携带少量氧气，进一步恶化成形件的性能水平。

空心粉率是评价金属粉末性能的关键指标之一，空心粉的数量和尺寸直接影响其制品的使用性能和寿命，所以，对金属粉末中的空心粉率进行评定是十分必要的。就目前的粉末雾化制备技术水平现状，空心粉末是无法避免产生的，只能通过工艺控制减少空心粉所占的比例，前提需要建立合理的方法对金属粉末中空心粉进行检测，才能对空心粉进行有效的控制。

目前金属粉末领域还没有形成统一的空心粉率评定方法及标准，工业生产一般采用扫描电镜观察法、工业CT法对空心粉进行检测，其中扫描电镜观察法只能检测到开口型空心粉，无法检测到封闭型空心粉，工业CT法可以精确地探测到封闭性空心粉，但是存在分析工作量大，设备成本较高的问题。

发明内容

本发明针对工业生产领域中金属粉末中空心粉率的检测需求，提供了一种金属粉末空心粉率的评定方法，本发明的方法操作便捷，具有较高的精确度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种金属粉末空心粉率的评定方法，包括以下步骤：

(1)试样制备：采用金相镶样法制备粉末金相试样；

(2)试样磨抛：将镶样完成的金相试样，在金相砂纸上进行磨抛，按照目数从小到大的顺序，依次粗磨、精磨、抛光，最后将试样磨抛面清洗干净并晾干；

(3)粉末统计：分别统计试样中金属粉末、空心粉的数量；

(4)空心粉率计算：计算空心粉数量与所统计粉末总数量的比值。

所述金相镶样法采用热镶法或冷镶法。

采用热镶法时，将热镶样粉末与金属粉末样品按照体积比为5：1～8：1的比例，分别称取热镶样粉末、金属粉末样品，并将二者混合均匀，然后将粉末混合物装入镶样机模腔内，进行镶样。

采用冷镶法时，镶样材料选用环氧树脂、丙烯酸或聚酯树脂，将镶样材料与金属粉末样品按照体积比3：1～5：1的比例进行充分混合，然后将混合物浇灌入模具内，静置一段时间待树脂完全固化，完成镶样。

步骤(3)中，利用光学金相显微镜或扫描电子显微镜来观察空心粉，进而统计试样中金属粉末、空心粉的数量。

步骤(3)中，调节焦距、放大倍数等参数，保证观察视野可以分辨出颗粒的轮廓形状，在不同区域拍取照片并保存。

空心粉的判定准则为：金属粉末颗粒内部出现暗黑色部分(一般是圆形或椭圆形)，判定此颗粒为空心粉。

金属粉末及空心粉的数量统计可采用人工计数法或利用具备图像处理、分析功能的软件进行统计。

按照以下准则统计粉末颗粒总数量：