專利名稱：一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法

　　技術領域：

　　本發明屬于粉末高速鋼領域，涉及一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法。

　　背景技術：

　　眾所周知，鋼中非金屬夾雜物對材料的性能具有決定性的影響。因此，在材料質量檢驗、產品控制和材料研究中對非金屬夾雜物十分重視。夾雜物檢驗已成為判斷材料質量優劣的重要技術指標之一。由于粉末高速鋼的抗彎強度與極限缺陷直徑的平方根成反比， 消除大的夾雜物是提高粉末高速鋼強度和質量的根本途徑之一。為此國外第二代和第三代粉末高速鋼都強調從工藝上大幅度減少夾雜物數量，特別是大夾雜物(25 μ m)，目的在于提高粉末高速鋼的韌性、抗彎強度和疲勞極限。一直以來，粉末高速鋼中非金屬夾雜物都是用金相方法進行定性或半定量檢驗的。即把待測試樣研磨、拋光成金相試樣后在光學顯微鏡或掃描電鏡下對暴露在金相面上的夾雜物進行檢測研究。金相試樣法的優點是方法簡單、直觀，但是由于夾雜物在粉末高速鋼中的含量很少，其分布又具有隨機性，需要進行了大量試樣的金相試驗。目前，我國高速鋼技術條件(GB/T 9943-8)尚無有關非金屬夾雜物含量項目檢測的條款。各特鋼廠對高速鋼也不進行此項目的檢驗。法國Erasteel公司和烏克蘭DSS廠的對粉末高速鋼中非金屬夾雜物均采用 ASTME45-97中A法-最差視場法檢查。對鋼材檢查160mm2面積，在顯微鏡上為320個視場， 與標準圖片相比較，用定量金相檢測定，也還可用手工進行。瑞典等國對ASP 2000粉末高速鋼的非金屬夾雜物檢查，按照SSll 1116的規定要檢查鋼材IOOOmm2面積，在顯微鏡上放大倍數為100倍時，每個視場面積為0. 5mm2,則需要檢測1600個視場；200倍時，每個視場面積為0. 125mm2,則需要檢測1600個視場，共計3200 個視場。但是這些方法僅針對塊狀粉末高速鋼試樣，而對高速鋼粉末目前還沒有相應的檢測方法，無法從源頭上控制夾雜物尤其是大夾雜物的含量。

　　發明內容

　　本發明的目的是提出一種能夠檢測高速鋼粉末中非金屬夾雜物的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法，以實現對非金屬夾雜物進行定性和精確定量分析。本發明的技術方案是取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質量比為1 40，在室溫下進行不連續攪拌，攪拌時間2 8小時，將混合液通過試驗篩對含有粉末的磷酸水溶液進行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進行非金屬夾雜物的定量和定性分析。所述的磷酸濃度為40% 70%。所述的攪拌是將盛有混合液的燒杯置入超聲波清洗器中進行攪拌。所述的試驗篩的篩孔尺寸為10 μ m。

　　本發明具有的優點和有益效果，本發明采用弱酸溶液化學腐蝕的方法檢測高速鋼粉末中非金屬夾雜物，化學腐蝕的同時基本上不會溶解非金屬夾雜物，保持了非金屬夾雜物的原始形態。該方法不僅具有快速高效、成本低，分析更加準確等優點，而且可以對非金屬夾雜物進行定性和精確定量分析，有利于粉末高速鋼從源頭上剔除夾雜物含量較高的粉末，改善高速鋼粉末的質量，進而提高粉末高速鋼制件韌性、抗彎強度等力學性能，同時減少了不合格產品進而降低粉末高速鋼產品成本。該發明將提高我國在高速鋼粉末非金屬夾雜物檢測方面的研究與應用水平，有助于提高粉末高速鋼產品的質量和降低產品成本。

　　具體實施例方式取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質量比為1 40，在室溫下進行不連續攪拌，攪拌時間2 8小時，將混合液通過試驗篩對含有粉末的磷酸水溶液進行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進行非金屬夾雜物的定量和定性分析。實施例一(1)取 IOg 高速鋼 T15 合金粉末，化學成分(wt. % ) :C1. 6、Cr4. 0、V4. 9、W12、 Co5.0，!^基。將粉末加入到盛有400mL 50%磷酸水溶液的燒杯中；(2)將燒杯置入超聲波清洗器中每隔半小時進行超聲攪拌10分鐘；(3)反應進行2小時后，將混合液通過篩孔尺寸為ΙΟμπι的試驗篩；(4)將篩面上的夾雜物用純凈水和酒精清洗后烘干；(5)在精密天平上稱量夾雜物即可定量分析其含量水平；(6)在電子掃描顯微鏡對夾雜物進行定性分析。實施例二(1)取 50g 高速鋼 2060 合金粉末，化學成分(wt. % ) :C2. 3、Cr4. 0、V6. 5、W6. 5、 Mo7. 0、ColO. 5，Fe基。將粉末加入到盛有2L 40%磷酸水溶液的燒杯中；(2)將燒杯置入超聲波清洗器中每隔半小時進行超聲攪拌10分鐘；(3)反應進行4小時后，將混合液通過篩孔尺寸為10 μ m的試驗篩；(4)將篩面上的夾雜物用純凈水和酒精清洗后烘干；(5)在精密天平上稱量夾雜物即可定量分析其含量水平；(6)在電子掃描顯微鏡對夾雜物進行定性分析。實施例三(1)取 IOOg 高速鋼 IOV 合金粉末，化學成分(wt. % ) :C2. 4、Cr5. 0、V10. 0、Μο1· 2、

　　1 基。將粉末加入到盛有4L 70%磷酸水溶液的燒杯中；(2)將燒杯置入超聲波清洗器中每隔半小時進行超聲攪拌10分鐘；(3)反應進行8小時后，將混合液通過篩孔尺寸為10 μ m的試驗篩；(4)將篩面的夾雜物用純凈水和酒精清洗后烘干；(5)在精密天平上稱量夾雜物即可定量分析其含量水平；(6)在電子掃描顯微鏡對夾雜物進行定性分析。

　　權利要求

　　1.一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征是取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質量比為1 40，在室溫下進行不連續攪拌，攪拌時間2 8小時，將混合液通過試驗篩對含有粉末的磷酸水溶液進行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進行非金屬夾雜物的定量和定性分析。

　　2.根據權利要求1所述的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征是所述的磷酸濃度為40% 70%。

　　3.根據權利要求1所述的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征是所述的攪拌是將盛有混合液的燒杯置入超聲波清洗器中進行攪拌。

　　4.根據權利要求1所述的高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法，其特征是所述的試驗篩的篩孔尺寸為10 μ m。

　　全文摘要

　　本發明屬于粉末高速鋼領域，涉及一種高速鋼粉末中非金屬夾雜物的檢測方法。取高速鋼粉末，加入磷酸水溶液作為化學腐蝕劑，高速鋼粉末與磷酸水溶液的質量比為1∶40，在室溫下進行不連續攪拌，攪拌時間2～8小時，將混合液通過試驗篩對含有粉末的磷酸水溶液進行篩分，將篩上物(非金屬夾雜物)反復清洗并烘干，然后在精密天平和掃描電子顯微鏡上進行非金屬夾雜物的定量和定性分析。本發明通過弱酸化學腐蝕的方法將高速鋼粉末基體溶解于化學溶液中，分離出高速鋼粉末中的夾雜物，最后對非金屬夾雜物進行定量和定性分析。該方法具有快速高效、成本低，分析更加準確等優點，并且可以對非金屬夾雜物進行定性和定量分析。

　　文檔編號G01N5/04GK102507367SQ20111036214

　　公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日

　　發明者張勇, 張國慶, 李周, 袁華, 許文勇 申請人:中國航空工業集團公司北京航空材料研究院