铁基粉末冶金材料中金相制备检测方案(切割机)

Buehler， An ITW CompanyBuehler China·ShanghaiP： +86 400 1118683E： Info.cn@buehler.comStronger Partner， Reliable SolutionsBUEHLERAn ITW Company 标乐试样秀 标乐先进的制样技术铁基粉末冶金材料金相制备 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)勿为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。 粉末冶金技术具备显著节约资源、省材、性能优异、产品精度高、可自润滑且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。广义的粉末冶金制品业涵括了硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。 目前汽车上应用了大量的粉末冶金部件，如图1。 图1汽车中常见粉末冶金零部件 制备步骤 切割： 汽车用粉末冶金零件尺寸较大，可选用标乐Abrasimatic 300配合垂直夹具，平推夹具使用以适应不同形状、尺寸的零件。砂轮片选用12-4120-010或者103011P，适合切割硬度15HRC~35HRC。如图2所示。 Speed Clamping Vise Vertical Clamping Kit 图2切割机及附件夹具 标乐试样秀 镶嵌： 粉末冶金类材料多采用热压镶嵌法进行镶嵌，因样品无需观察边缘，硬度耐磨性不高，可使用性价比更高的标乐 Phenocure 酚醛树脂进行镶嵌。Simplimet4000 镶嵌机模膛高110mm，可进行双样镶嵌，添加19g酚醛树脂可镶嵌约20mm 高的样品。参数为：保温时间3：00、冷却时间2：30、压力270Bar，温度150C°。见图3. 图 3 simplimet4000 镶嵌机 磨抛： 本实验使用标乐 Ecomet-Automet 半自动磨抛机，因其压力载荷可控，并可实现多个样品同时制备，可极大提高样品制备的重复性，采用步骤见表1。 铁基粉末冶金样品硬度较软约 HV100，耐磨性较低，所以切割、磨平、甚至粗抛光阶段，因颗粒的尺寸较大，样品会发生大的塑性变形，样品孔隙被遮盖住，如下图5(a)(b)所示，从图片中可看到 P400砂纸在去除切割损伤后，又造成新的塑性变形，完全看不到孔隙，因此建议P400砂纸研磨1~2分钟将切割损伤去除即可硬编织抛光布 ultrapad搭配 9um 金刚石悬浮液抛光后可观察到少许孔隙，但样品硬度太软， 图4Ecomet-Automet 250 9um 颗粒仍然会造成塑性变形，遮盖住孔隙；样品抛光的关键步骤在 3um 金刚石抛光阶段， trident 抛光布编织线束较细，稍有弹性，不会造成大的塑性变形，本步骤要将9um 产生的划痕和塑性变形完全去除，并显显出孔隙； 0.05um 氧化铝抛光液是将样品表面划痕全部去除，得到无划痕无变形的最终表面。 表1，铁基粉末冶金材料金相制备步骤 步 研磨颗粒 润滑 力/ 时间 底盘转速 动力头转 相对 骤 制备表面 样品 (min：sec) (rpm) 速 (rpm) 方向 1 CarbiMet 砂纸 P400 水 20N 01：00 200 60 >> 2 Ultrapad 9um Metadi superme 多晶金刚石悬浮液 润滑液 20N 03：00 150 60 >< 3 Tridnet 3um Metadi superme 多晶金刚石悬浮液 润滑液 25N 06：00 150 60 >> 4 Chemome 0.05um MasterPrep 15N 02：00 150 60 >< t 氧化铝悬浮液 >>同向，><反向 最后15-20秒钟冲水 88 +++ 标乐试样秀 图5(a)P400砂纸研磨2分钟 (c)3um金刚石悬浮液抛光6分钟 (b) 9um 金刚石悬夜液抛光3分钟(d)0.05um 氧化铝悬浮液抛光2分钟 总结： 使用 Omnimet 金相软件可对孔隙的面积比率进行测量，调节填充阀值将所有孔隙进行颜色填充，软件可自动测量。如下图6所示： 图60mnimet 测量孔隙面积比率 标乐亚太区总部|中国·上海 依工测试测量仪器(上海)有限公司 更多信息：www.buehler.com.cn 联系我们：+86400 111 8683 info.cn@buehler.com www.buehler.com.cn 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节约资源、省材、性能优异、产品精度高、可自润滑且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。广义的粉末冶金制品业涵括了硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。制备效果 图 Omnimet 测量孔隙面积比率