[发明专利]一种增材制造金属粉末空心粉评价方法

摘要

本发明涉及一种增材制造金属粉末空心粉评价方法，对金属粉末进行处理、并观察记录空心粉，本发明的操作简单、可控，将金属粉末与树脂和固化剂混合后可在室温或60‑80度下加热快速固化，固化后树脂对粉末形成良好包裹，并且制样为冷镶样，对粉末热影响小，增加了脱气步骤，另外，固化后样品无气泡且透明，磨抛后制样效果好，磨抛后样品能满足粉末孔洞、截面组织形貌观察，成分及硬度测试等，对扫面电镜得到的图片进行处理，以更好地观察空心粉的形态。

主权项

一种增材制造金属粉末空心粉评价方法，其特征在于，包含以下步骤：1)将树脂和固化剂按重量比5：1混合成环氧树脂混合液，搅拌均匀，并加热至微热；2)取所述增材制造金属粉末，与所述环氧树脂混合液的体积比为1：3，并加入所述环氧树脂混合液中，搅拌均匀，将其放入在真空干燥箱内抽真空排气后静置；3)等待所述环氧树脂混合液中的环氧树脂硬化，硬化的过程为8小时，硬化后为透明色，研磨抛光成镜面，得到一些金属粉末沉积在底层，所述金属粉末的粒度为15um到53um、53um到105um、100um到300um；4)在扫描电镜下观察所述金属粉末中空心粉的数量，所述空心粉为含有闭合的、充满惰性气体的空洞的金属粉末；5)对所述空心粉的数量进行记录，所述空心粉的数量为其占所述金属粉末的数量比例，并且为了方便观察所述空心粉的形态，对从扫面电镜得到的图片进行处理，从扫面电镜得到的图片为扫描电镜图片P，所述扫面电镜图片P为灰度图片；从一组所述扫面电镜图片P中提取图片细节组合所述图片细节组合为图片细节的有序组合，为所述空心粉在一组所述扫描电镜图片P上的细节提取，假设一组所述扫描电镜图片P的数量为自然数m，其中i＝1，2…,m，m同时为图片细节分解的上限，所述图片细节组合提取的过程如下：假设每一个所述扫面电镜图片P的像素为a×b，表示有a×b个像素，a、b都为正整数，每个像素的坐标表示为(xj,yk)，正整数i、j分别为在横坐标与纵坐标上的像素的标号，并且xj、yk分别小于a、b，将所述像素的坐标分解，投射到m阶张量上以得到所述图片细节组合，所述m阶张量包含m个模态，所述模态为所述空心粉在每一个所述扫面电镜图片P的像素表示，在所述模态上展开矩阵，所述矩阵大小为a×b，分别将所述空心粉在每一个所述扫面电镜图片P的像素的坐标标注在所述矩阵中，所述m阶张量的图形表示为包含m维的平面，每一维平面上包含所述空心粉在每一个所述扫面电镜图片P的像素的坐标点集合，接着，将所述m阶张量展开为三层奇异值树，循环展开计算所述矩阵的奇异值，第一层奇异值树的值为1，第二层奇异值树的值为m个矩阵的奇异值，为像素的分布，包含m个值，第三层奇异值树的值为对所述空心粉在每一个所述扫面电镜图片P的像素的坐标的坐标值展开，分别按横坐标与纵坐标展开，展开为横坐标矩阵与纵坐标矩阵，分别计算所述横坐标矩阵与所述纵坐标矩阵的奇异值，包含m*2个值，并对应于第二层奇异值树存储的矩阵的奇异值，变为三层奇异值树；图片背景集合为每一个所述扫面电镜图片P的像素坐标集合映射到另一个m阶张量后减去所述图片细节组合后得到的值，所述图片背景集合包含图片背景的有序组合，所述图片背景的数量等于所述图片细节的数量，所述图片背景为所述扫面电镜图片P除去所述图片细节的补集；对所述图片细节组合采用滤波方法进行噪声去除，得到新的所述图片细节组合所述滤波方法的过程如下：对所述m阶张量中所有包含的坐标点进行提取，提取其代表的像素的灰度值c，以所述m阶张量中包含的坐标点建立计算窗口，所述计算窗口为w*w大小的正方形，w为奇整数，为小于正整数a、b中的最小值的144分之一的最大奇整数，如果其结果为0则w取3，以每一个所述m阶张量中包含的坐标点为中心的正方形中，对其中被包含在内的所述m阶张量中的所有坐标点代表的像素的灰度值提取，去除其中的最大值与最小值，如果其余所有值都相等，则w加上2，重复以上过程，直到所述正方形中包含除去最大灰度值与最小灰度值以外的灰度值，求取以所述m阶张量中包含的坐标为中心的正方形中所有坐标点代表的像素的灰度值的中值，如果满足代替条件，则将坐标点代表的像素的灰度值以所述中值代替；所述代替条件为，设置门限值集合，所述门限值集合为所述三层奇异值树的第二层值集合，所述矩阵的坐标的门限值为所述模态的矩阵对应的所述三层奇异值树的第二层值的奇异值，比较所述灰度值c与所述门限值，若大于，则所述代替条件被满足；将所述新的所述图片细节组合依次与所述图片背景集合相加，得到处理后的图片集合。