[发明专利]一种灰口铁表面重熔白口化光谱检测方法

说明书

本发明公开了一种灰口铁表面重熔白口化方法，属于铸铁材料的成分检测技术领域。该方法是对灰口铁试样进行表面熔凝处理，使灰口铁样品的表面快速熔凝后呈“白口化”。所述表面重熔白口化处理技术采用激光、等离子弧或氩弧中的任意一种作为热源，然后对铸铁样品表面进行快速重熔后放冷凝固，熔凝处理深度为0.5‑1.8mm；试样表面经熔凝处理后，最表面的熔凝区从原始的带有游离石墨的组织，转变为以完全以Fe₃C为主的基体组织，从而实现达到电火花直读光谱法分析的要求，获得铸铁样品的成分数据。

技术领域

本发明涉及铸铁材料的检测技术领域，具体涉及一种灰口铁表面重熔白口化光谱检测领域。

背景技术

电火花直读光谱检测法，是目前铸造领域最广泛使用的一种成分检测方法。这种检测方法具有检测速度快、一次性检测元素多、元素含量检测准确等诸多优点。但是，这种检测方法，在铸铁成分检测方面，存在一定的“局限”。“局限”即这种方法只能对白口(主要基体组织为Fe₃C，下同)铁样品进行检测，对于灰口铁(即基体中存在游离石墨的铸铁，如灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等)无法进行检测。如需对灰口铁进行成分分析，就必须采用其他检测方法，比如化学定量法、电感耦合光谱检测法、样品重熔白口化方法等。上述这些方法，在实际应用过程中，存在着检测成本高、检测效率低、检测元素少、检测精度差等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灰口铁表面重熔白口化方法，该方法解决了电火花直读光谱法不能快速检测灰口铁的难题。即对灰口铁样品的表面进行白口化处理，然后对白口层进行打磨，然后再采用电火花光谱法进行成分分析，获得样品的成分数据的方法。与传统的铸铁检测方法相比，该方法具有检测效率高、检测成本低、检测元素多、检测数据精度高等诸多优势。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种灰口铁表面重熔白口化方法，该方法是对灰口铁试样进行表面重熔处理，使灰口铁样品的分析表面重熔后呈白口化；该方法具体包括如下步骤：

(1)将待检测灰口铁样品切取成光谱试样大小；

(2)用砂轮将光谱试样的一个表面磨平；

(3)对光谱试样磨平的表面进行表面重熔处理，所述表面重熔处理为激光照射、等离子表面重熔或氩弧表面重熔；处理深度为0.5-1.8mm；试样表面经重熔处理后，会发生明显的相变，最表面的熔凝区会从原来的基体组织(如珠光体组织)变成以Fe₃C为主的基体组织；

(4)采用砂带机将进行表面重熔处理后的光谱试样磨平；

(5)磨平后的光谱样品采用电火花直读光谱仪进行光谱分析，并获得分析结果。

上述步骤(1)中，光谱试样为尺寸35mm×35mm×30mm的长方体或尺寸的圆柱体。

上述步骤(3)中，通过调整激光功率或氩弧功率大小调整处理层深度。

上述步骤(3)处理过程中，采用高纯氩气进行保护，以避免个别元素的氧化。

本发明中所述“灰口铁”是指石墨以游离状态存在，断口呈灰色的铸铁。符合这种特征的灰口铁包括灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等共计四种材质，并非普通的，石墨成片状的“灰铸铁”。

本发明的优点和有益效果如下：

1、白口化成本低：本发明采用激光、等离子或者氩弧对样品表面进行重熔处理，处理后，灰口铁中原有的游离石墨发生相变，转变为细小的莱氏体碳化物(Fe₃C)组织，从而实现样品表面的白口化。与传统的成分检测方法相比(比如化学定量法、电感耦合光谱检测法、整体重熔白口化法)，本方法成本约是以上检测方法检测成本的5-10％，极大的降低了检测成本。