一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法技术

本发明专利技术提供一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法，属于金属粉末技术领域，特别是高硬度金属粉末的硬度测定方法。其特征在于将金属粉末与导电镶嵌料混合镶嵌，将样品进行平行减薄至特定尺寸，要求双面对称漏出金属粉末截面，最后对金属粉末进行显微维氏硬度测试。本发明专利技术改进了粉末硬度测试，测试结果真实，并且测试后样品可用于扫描电镜观测。并且测试后样品可用于扫描电镜观测。并且测试后样品可用于扫描电镜观测。

【技术实现步骤摘要】
一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法


[0001]本专利技术涉及金属粉末
，具体涉及一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法。

技术介绍

[0002]随着粉末冶金和金属3D打印行业兴起，其核心耗材金属粉末性能成为重要的指标。现有金属粉末评价主要关注粉末的粒度分布、球形度和化学成分，当前没有对硬度提出要求。硬度，是材料抵抗硬度压入的能力，也是材料的化学组成和组织状态的外在性能表现。金属粉末硬度不仅受到化学组成影响，其同样会受到制备方法冷却介质、自然时效和热处理工艺的影响。因此，金属粉末产品硬度未来会成为评价其产品状态的另一个重要维度。
[0003]目前，国内直接测量粉末硬度的方法有一种，中国专利申请公布号为CN113155655A的一种高温合金冶金粉末的硬度值测定方法，其方法适用于高温合金粉末。通过上述方法测量热处理后的S390高速钢粉末平均数值出现明显偏高，测定硬度为1070 HV
0.3
，但是型号为S390的高速钢粉末硬度仅仅只是840 HV
0.3
，出现了明显不正常的升高。
[0004]在显微维氏硬度测试过程中，相较于高速钢粉末硬度，酚醛树脂镶嵌料硬度较低且镶嵌料不一定致密，硬度测试头压入镶嵌样品时会出现粉末和酚醛树脂同时变形，金属粉末截面的上棱形测试压痕会比真实情况小，最终体现为异常高的显微硬度。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法，能够更为准确的测得冶金粉末的硬度值，且不影响后续的电镜观察。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种金属粉末硬度测试样品的制备方法，包括将冶金粉末进行粉末镶嵌，得到金相样品圆片，其特征在于，使用金相样本制备方法对金相样品原片进行双面抛光磨光，得到金相样品薄片。
[0007]是为了将待测冶金粉末的两端部暴露出来进而防止其他相影响冶金粉末的硬度测定。
[0008]导电镶嵌料的使用量过少会导致烧结后的样品翘曲不利于后续维氏硬度测试，导电镶嵌料的使用量过多则会导致样品制备的时间显著增加不利于效率提升。
[0009]进一步的，所述金相样品原片包括镶嵌相和待测冶金粉末，所述镶嵌相为导电金相镶嵌粉，所述导电金相镶嵌粉与待测冶金粉末得体积比为2：1。
[0010]进一步的，所述粉末镶嵌的镶嵌压力为23~35MPa，镶嵌温度为130℃~140℃，保温时间为10~15min，冷却时间为3~10min。
[0011]进一步的，所述金相样品圆片的厚度为1mm。
[0012]进一步的，所述金相样本制备方法为采用400目、600目、800目、1200目、1500目、2000或3000目砂纸依次对所述金相样本圆片进行磨光，且磨光过程中使用抛光膏抛光。
[0013]金相样品圆片两面的粉末截面呈现基本对称且平行。
[0014]进一步的，所述金相样品薄片的厚度为所述待测冶金粉末粒径的45~75%。
[0015]本专利技术的另一个目的在于提供一种金属粉末硬度测试样品的测试方法，对制得的金相样品薄片进行硬度测定，所述硬度测定的测试方法为显微维氏硬度计测试。
[0016]进一步的，所述硬度测定的实验力为0.1~0.3kg，即HV
0.1
～HV
0.3
。
[0017]实验力的选择与材料性能相关，硬度较低的金属粉体可选择较低实验力。
[0018]进一步的，所述硬度测定的次数为三次。
[0019]进一步的，所述金相样品薄片经过硬度测定后能够用于扫描电镜观测。
[0020]综上所述，本申请与现有技术相比至少具有以下一种有益技术效果：1、本专利技术是基于现有高温合金冶金粉末的硬度值测定方法上进行的改进，制样方法采用双面磨抛，且样品最终厚度为粉末平均粒径的45～75%，其目的是为了让金属粉末的上下皆磨出平面，金属粉末上平面用于硬度测试，下平面用于直接接触钢制测试平台，尽量避免金属粉末硬度测试时受到下方低硬度镶嵌料的影响，便于减少硬度测试误差和获取贴近真实的显微硬度数值。
[0021]2、本专利技术制样方法采用的导电金相镶嵌料有两个作用，第一，导电金相镶嵌料粉体较细，制样后与金属粉体结合较好，防止制样和测试时粉末脱落。第二，导电导电金相镶嵌料使得金相样品能够进行后续扫描电镜下粉末组织观察及压痕观察。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的金属粉末测试方法流程图及测试原理图；图2为本专利技术的金相样品圆片实物图；图3为本专利技术的磨光和抛光后金相样品圆片实物图（正反面）；图4为本专利技术的金相样品圆片显微维氏硬度测试后显微图；图5为本专利技术的金相样品圆片显微维氏硬度测试后扫描电镜图。
具体实施方式
[0023]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供了一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法，第一步进行粉末镶嵌，首先将导电金相镶嵌粉与金属粉末均匀混合，导电金相镶嵌粉与金属粉末的体积比为2:1，导电金相镶嵌粉使用质量为0.5～1.5克。混合均匀样品放入金相镶嵌机中，镶嵌压力25～35 MPa，镶嵌温度130～140℃，保温时间10～15分钟，冷却时间3～10分钟，第二步为金相样品圆片磨光和抛光，镶嵌机所制备金相样品圆片的厚度约为1mm，采用金相样品制备方法，使用400目、600目、800目、1200目、1500目、2000或3000目砂纸依次磨光，并使用抛光膏抛光，双面磨光抛光，金相样品圆片两面的粉末截面呈现基本对称且平行，金相样品圆片最终厚度为粉末平均粒径的45～75%，第三步进行显微维氏硬度测试与观察，粉末硬度使用显微维氏硬度计测试，选用实验力为0.1～0.3kg（即HV0.1～HV0.3），测试至少3颗粉体。实验力的选择与材料性能相关，硬度较低的金属粉体可选择较低实验力。同时，测试完毕样品可用于扫描电镜观察为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图1
‑
5，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技
术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例一第一步：粉末镶嵌使用热处理后的高速钢粉末进行镶嵌测定，其化学成分及元素质量百分比为C：1.63，W：10.09，Mo：2.28，Cr：4.91，V：5.12，Si：0.018，其余为微量元素。
[0025]导电金相镶嵌粉使用质量为1.12g，导电金相镶嵌粉与高速钢粉末的体积比为2:1，搅拌混合均匀样品放入金相镶嵌机中，镶嵌压力32 MPa，镶嵌温度130℃，保温时间12分钟，冷却时间5分钟，制得金相样品圆片。
[0026]第二步：金相样品圆片磨光和抛光使用金相镶嵌机所制备的金相样品圆片的厚度约为1 mm，采用金相样品制备方法，使用400目、600目、800目、1200目、1500目、2000和3000目的砂纸依次磨光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属粉末硬度测试样品的制备方法，包括将冶金粉末进行粉末镶嵌，得到金相样品圆片，其特征在于，使用金相样本制备方法对金相样品原片进行双面抛光磨光，得到金相样品薄片，所述金相样品薄片的厚度为所述待测冶金粉末粒径的45~75%。2.如权利要求1所述的金属粉末硬度测试样品的制备方法，其特征在于，所述金相样品原片包括镶嵌相和待测冶金粉末，所述镶嵌相为导电金相镶嵌粉，所述导电金相镶嵌粉与待测冶金粉末得体积比为2：1。3.如权利要求1所述的金属粉末硬度测试样品的制备方法，其特征在于，所述粉末镶嵌的镶嵌压力为23~35MPa，镶嵌温度为130℃~140℃，保温时间为10~15min，冷却时间为3~10min。4.如权利要求1所述的金属粉末硬度测试样品的制备方法，其特征在于，所述金相样品圆片的厚度为1mm。5.如权利要求1所述的金属粉末硬度测试样品的制备方法，其特征在于，所述金相样本制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡启鹏，王淼辉，葛学元，范斌，徐一斐，
申请(专利权)人：中机新材料研究院郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：