CN107255450B - 一种碳化钨合金粉末的筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳化钨合金粉末的筛选方法，包括抽样：每批次抽取碳化钨合金粉末总量8～12%为待测样品；检测：随机抽取待测样品中≥50粒碳化钨合金粉末，金相显微镜下测量其长度和宽度，记录数据，计算碳化钨合金粉末的KCP；筛选：选取测试得到的KCP数值≤1.5的碳化钨硬质合金粉末批次。本发明对碳化钨合金粉末长度和宽度进行测量并制定KCP的控制范围，从而达到通过一种数学统计的方法保证航空发动机转子叶片凸台钎焊修复质量的效果，具有筛选方法简便、选材准确率高和缺陷率低的优点。

Description

一种碳化钨合金粉末的筛选方法
技术领域
本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种碳化钨合金粉末的筛选方法。
背景技术
碳化钨硬质合金粉末用于钎焊修复航空发动机转子叶片凸台，属于一种再制造修复技术。碳化钨粉是通对钨粉进行渗碳处理而获得的，碳化钨粉的粒度主要取诀于原料钨粉的粒度。减小碳化钨颗粒的尺寸可以提高材料的硬度，但在烧结工艺中，碳化钨的粒度必须保持不变。烧结时，碳化钨颗粒通过溶解再析出的过程结合和长大，在实际烧结过程中，为了形成一种完全密实的材料，金属结合剂要变成液态(称为液相烧结)。利用回收的废旧硬质合金材料也可以生产碳化钨粉料废旧硬质合金的回收和再利用在硬质合金行业己有很长历史。废旧硬质合金一般可通过APT(仲钨酸)工艺、锌回收工艺或通过粉碎后进行再利用。这些“再生”的碳化钨粉通常具有更好的、可预测的致密性，因为其表面积比直接通过钨渗碳工艺制成的碳化钨粉更小。根据对碳化钨颗粒加工成型方法的分析，其颗粒大小可以通过工艺参数进行一定的调控，然而其颗粒的长宽比无法控制和衡量。
结合长期的钎焊修复工作实践，统计发现碳化钨颗粒长宽比越接近于1，钎焊过程中材料的致密程度越高。对碳化钨颗粒进行受力分析，长宽比越大在钎焊过程中越容易在颗粒尖端处形成应力集中，影响材料的致密程度。通过研发一种数学统计的方法对碳化钨硬质合金粉末长宽比进行测定并制定相应的控制标准，是保证航空发动机转子叶片凸台钎焊修复质量的重要手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种筛选方法简便、选材准确率高和缺陷率低的碳化钨合金粉末的筛选方法。
本发明一种碳化钨合金粉末的筛选方法，包括：
(1)抽样：每批次抽取碳化钨合金粉末总量8～12％为待测样品；
(2)随机抽取待测样品中≥50粒碳化钨合金粉末，金相显微镜下测量其长度和宽度，记录数据，计算碳化钨合金粉末的KCP；
(3)筛选：选取测试得到的KCP数值≤1.5的碳化钨硬质合金粉末批次。
进一步的，上述一种碳化钨合金粉末的筛选方法，所述金相显微下测量长度和宽度的流程为：开启显微镜，将用有机溶剂处理过的透明胶片置于金相显微镜载物台上，平铺碳化钨硬质合金粉末，盖上遮光板，调焦至图像清晰，测量并记录碳化钨合金粉末长度和宽度，记录全部粉末长和宽测试数据，计算碳化钨合金粉末KCP。
检测前期准备：开启显微镜预热25～35min，用无水乙醇将透明胶片擦拭干净，晾干待用，准备空试样袋一个、碳化钨硬质合金粉末颗粒的长度、宽度测量记录表和笔；
检测过程：将透明胶片置于金相显微镜载物台上，并从送检的碳化钨合金粉末试样中，用镊子随机取少量粉末平铺放置于透明胶片上。将遮光板轻放于放置碳化钨合金粉末的透明胶片上以防止外界光线的干扰。在金相显微镜下找到粉末，调焦图像清晰；如果显微镜下观察到粉末间距太小不易测量，则需拿开遮光板用镊子轻轻将粉末拨开后再盖上遮光板调焦至图像清晰测量记录。在显微镜下的二维平面视场中测量并记录50～70粒碳化钨合金粉末的长度和宽度；如果目视不能区分粉末的长度和宽度，则对钨合金粉末2～3次测量，数值较大的为长度a，数值较小的为宽度b，为免造成重复测量，则需将透明胶片上己经测量过的合金粉末倒入单独的空试样袋中保存，用镊子从送检的碳化钨合金粉末试样中再次夹取少量粉末，重复上述步骤进行测量并记录碳化钨合金粉末长度和宽度，计算碳化钨合金粉末KCP并出具报告。
进一步的，上述一种碳化钨合金粉末的筛选方法，所述金相显微镜的物镜放大倍数为50倍。
进一步的，上述一种碳化钨合金粉末的筛选方法，所述KCP为碳化钨合金粉末的总长宽比，
Figure GDA0002304466100000021
其中a为第n个碳化钨合金粉末的长度，b 为第n个碳化钨合金粉末的宽度，且a≥b；
Figure GDA0002304466100000031
为碳化钨合金粉末颗粒总长度；
Figure GDA0002304466100000032
为碳化钨合金粉末颗粒总宽度；m≥50，优选为50～70。
上述一种碳化钨合金粉末的筛选方法，其中所述有机溶剂为无水乙醇。
进一步的，上述一种碳化钨合金粉末的筛选方法，用无水乙醇擦洗透明胶片2～3次。
本发明的有益效果是：用金相显微镜量化了碳化钨合金粉末的长度和宽度，并将碳化钨合金粉末的被测样的总长度和总宽度的比值定义为碳化钨合金的 KCP。碳化钨合金粉末用于钎焊修复航空发动机转子叶片凸台的的过程中，当碳化钨合金粉末的KCP为1-1.5时，用碳化钨合金钎焊修复航空发动机转子叶片凸台的缺陷率≤10％，钎焊得到的材料的致密程度高。本发明对碳化钨合金粉末长度和宽度进行测量并制定KCP的相应控制范围，从而达到通过一种数学统计的方法保证航空发动机转子叶片凸台钎焊修复质量的效果。
附图说明
图1为碳化钨合金粉末长度、宽度测定示意图；
其中a为碳化钨合金粉末长度，b为碳化钨合金粉末宽度。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
用无水乙醇将透明胶片擦拭干净，晾干待用；并准备空试样袋一个、碳化钨合金粉末的长度、宽度测量记录表和笔。
将透明胶片置于金相显微镜载物台上，并从送检的碳化钨合金粉末试样中，用镊子随机取少量粉末平铺放置于透明胶片上。将遮光板轻放于放置碳化钨合金粉末的透明胶片上以防止外界光线的干扰。
选择50倍物镜在金相显微镜下找到粉末，调焦图像清晰；如果显微镜下观察到粉末间距太小不易测量，则需拿开遮光板用镊子轻轻将粉末拨开后再盖上遮光板调焦至图像清晰后继续测量。
选择形态清晰的碳化钨合金粉末测量长度与宽度(见图1所示)，并在准备好的碳化钨合金粉末的长度、宽度测量记录表记录其长度a与宽度b。
在显微镜下的二维平面视场中测量并记录50粒碳化钨合金粉末的长度及宽度；如果目视不能区分粉末的长与宽，则以测量数值较大的为长度a，数值较小的为宽度b。
视场下形态清晰的碳化钨合金粉末长度与宽度测量后，为免造成重复测量，则需将透明胶片上己经测量过的合金粉末倒入单独的空试样袋中保存，用镊子从送检的碳化钨合金粉末中再次夹取少量粉末颗粒，重复上述步骤进行测量。
按照上述实施方法，选择6组等体积样件使用不同总长宽比的碳化钨硬质合金粉末进行钎焊修复，通过无损探伤的方式对缺陷出现的次数进行统计，统计结果如表1所示：
表1颗粒总长宽比及缺陷率
实施例 颗粒总长宽比KCP值 总实验数量 出现缺陷数量 缺陷率
1 1.2 20 1 5％
2 1.4 20 2 10％
3 1.5 20 1 5％
4 1.6 20 3 15％
5 1.8 20 5 25％
6 2.0 20 6 30％
从上述实施例可以看出，当控制碳化钨硬质合金粉末颗粒KCP≤1.5时，能获得≤10％的缺陷率。由KCP的定义可知，KCP≥1。因此，1≤KCP≤1.5的范围内时，缺陷率≤10％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种碳化钨合金粉末的筛选方法，其特征在于，包括：
(1)抽样：每批次抽取碳化钨合金粉末总量8～12％为待测样品；
(2)检测：随机抽取待测样品中≥50粒碳化钨合金粉末，金相显微镜下测量其长度和宽度，记录数据，计算碳化钨合金粉末的KCP；
(3)筛选：选取测试得到的KCP数值≤1.5的碳化钨硬质合金粉末批次；
所述KCP为碳化钨合金粉末的总长宽比，
Figure FDA0002304466090000013
其中a为第n个碳化钨合金粉末的长度，b为第n个碳化钨合金粉末的宽度，且a≥b；
Figure FDA0002304466090000011
为碳化钨合金粉末颗粒总长度；
Figure FDA0002304466090000012
为碳化钨合金粉末颗粒总宽度，m≥50；
所述金相显微镜的物镜放大倍数为50倍；
所述步骤(2)中的检测过程为：将透明胶片置于金相显微镜载物台上，并从待测的碳化钨合金粉末试样中取少量粉末平铺放置于透明胶片上；将遮光板轻放于放置碳化钨合金粉末的透明胶片上以防止外界光线的干扰；在金相显微镜下找到粉末，调焦图像清晰；如果显微镜下观察到粉末间距太小不易测量，则需拿开遮光板用镊子轻轻将粉末拨开后再盖上遮光板调焦至图像清晰测量记录；在显微镜下的二维平面视场中测量并记录50～70粒碳化钨合金粉末的长度和宽度；如果目视不能区分粉末的长度和宽度，则对钨合金粉末2～3次测量，数值较大的为长度a，数值较小的为宽度b，为免造成重复测量，则需将透明胶片上己经测量过的合金粉末倒入单独的空试样袋中保存，用镊子从送检的碳化钨合金粉末试样中再次夹取少量粉末，重复上述步骤进行测量并记录碳化钨合金粉末长度和宽度。
2.根据权利要求1所述的一种碳化钨合金粉末的筛选方法，其特征在于，所述金相显微下测量长度和宽度的流程为：开启显微镜，将用有机溶剂处理过的透明胶片置于金相显微镜载物台上，平铺碳化钨硬质合金粉末，盖上遮光板，调焦至图像清晰，测量并记录碳化钨合金粉末长度和宽度，记录全部粉末长和宽测试数据，计算碳化钨合金粉末KCP。
3.根据权利要求2所述的一种碳化钨合金粉末的筛选方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇。
4.根据权利要求3所述的一种碳化钨合金粉末的筛选方法，其特征在于，用无水乙醇擦洗透明胶片2～3次。
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