CN116296655A - 一种小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法及系统，属于金属材料分析技术领域。首先选取待检试样的最大横截面进行切割，形成平整的待检试样切割横截面；在待检试样切割横截面的对侧，将与待检试样相同材质的金属棒固定在待检试样上，使金属棒与待检试样紧密连接，然后放入制样腔中，并在制样腔中填充镶嵌粉；然后对制样腔加热至预设温度后保温，并在保温过程中加压，得到镶嵌试块；对制样腔进行冷却后，取出制样腔内的镶嵌试块，对两端面进行磨抛处理至露出光滑金属表面，得到金属材料火花直读光谱仪试样。本发明加工的试样不受形状大小的限制，且表面平滑、导电性良好。
Description
技术领域
本发明属于金属材料分析技术领域，具体涉及一种小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法。
背景技术
直读光谱仪采用的是原子发射光谱学的分析原理，样品经过电火花的高温放电将固体激发成原子蒸汽，蒸汽中的原子或者离子被激发后产生发射光谱，之后光谱经光导纤维进入分光室色散成各光谱波段，根据每种元素发射出的光谱谱线强度对比样品中该元素的含量，以其百分比浓度显示。
在试样试验过程中，有一些试样，特别是异形小试样、薄带样品需要借用辅助工具进行试验分析，仪器一般要求将样品两端面平整光滑，制成规则的圆柱体或长方体，进行试验分析。而在实际试验中，往往因试样形状不规则、尺寸过小，不能将试样两端面磨抛平整，故无法将试样用于直读光谱仪检测。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，加工的试样不受形状大小的限制，且表面平滑、导电性良好。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，包括：
S1：选取待检试样的最大横截面进行切割，形成平整的待检试样切割横截面；在待检试样切割横截面的对侧，将与待检试样相同材质的金属棒固定在待检试样上，使金属棒与待检试样紧密连接，然后放入制样腔中，并在制样腔中填充镶嵌粉；
S2：对制样腔加热至预设温度后保温，并在保温过程中加压，得到镶嵌试块；
S3：对制样腔进行冷却；
S4：取出制样腔内的镶嵌试块，对两端面进行磨抛处理至露出光滑金属表面，得到金属材料火花直读光谱仪试样。
优选地，S1中，所述最大横截面的内接圆直径不小于12mm。
优选地，S2中，镶嵌试块的内接圆直径不小于20mm。
优选地，S2中，加热的温度为130～200℃，保温时间为5～10min。
优选地，S2中，加压的强度为15～25MPa。
优选地，S3中，冷却采用水冷降温至30～40℃。
优选地，S4中，磨抛是采用100目砂纸通过磨抛机进行湿磨。
进一步优选地，磨抛机的转速为200～400r/min，磨抛的时间为1～3min。
进一步优选地，磨抛时，压力逐渐增大，磨抛结束后进行清洗并吹干。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，首先对小尺寸不规则形状的待测金属样品进行切割，在金属样品的一端形成截面，该截面在检测中作为导电面直接与火花直读光谱仪的火花台接触；在切割截面的对侧，将一根同材质的金属棒固定在待测金属样品上，确保金属棒与待测金属样品紧密连接，确保能导电；通过填料、加热、加压和冷却处理，得到镶嵌样块；再对镶嵌样块进行磨抛处理，采用砂纸通过磨抛机进行湿磨，完成试样的制备。该方法通过对小尺寸不规则金属样品进行热压镶嵌处理，然后进行磨抛，能有效去除小尺寸样品截面上的表面划痕和其他缺陷，从而满足直读火花光谱分析对样品的要求。同时，该方法只需将待测金属样品切割得到一个截面作为检测中的导电面，制备工序更为简便，并且进一步降低了检测对样品形状的要求，延伸了样品分析的最小尺寸限，大大提高了直读火花光谱仪的应用范围。
进一步地，由于火花直读光谱仪常规激发孔直径一般为12mm，金属截面直径若低于12mm将无法覆盖激发孔，导致无法实验，因此最大横截面的内接圆直径不小于12mm。
进一步地，磨抛是采用100目砂纸通过磨抛机进行湿磨，能够保证去除表面的划痕和其他缺陷，满足使用要求。
进一步地，磨抛时，压力逐渐增大，能够保证磨抛处理后镶嵌样块的表面粗糙度达到测试要求
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明实施例制得的试样的切割截面实物图；
图3为本发明实施例制得的试样的金属棒端面实物图。
图中：1为镶嵌试块，2为待检试样切割横截面，3为金属棒，4为待检试样。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1，本发明的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，包括以下步骤：
1)预处理：选取待检试样4的最大横截面进行切割，使其切割截面平整，形成平整的待检试样切割横截面2。在待检试样切割横截面2的对侧，将一根同材质的金属棒3固定在待检试样4上，使金属棒3与待检试样4紧密连接，确保能导电；
2)填料：对步骤1)所得的试样和镶嵌粉一起填入制样腔；
3)加热：对制样腔内的试样和镶嵌粉进行加热，加热温度设定在130～200℃；加热达到设定的温度值时，保温5～10分钟；
4)加压：保温过程中，对制样腔内的试样进行加压，加压的强度为15～25MPa；
5)冷却：对制样腔进行水冷，使制样腔内的温度降低至30～40℃；
6)磨抛：取出制样腔内的镶嵌试块1，对其正反两端面进行磨抛处理，使两端面均露出光滑的金属表面，完成试样的制备。该方法通过对小尺寸不规则金属样品进行热压镶嵌处理，采用100目砂纸对其进行磨抛，能有效去除小尺寸样品截面上的表面划痕和其他缺陷等，从而满足直读火花光谱分析对样品的要求。
其它需要注意的要点有：
待检试样切割横截面2为对所述金属样品进行切割得到的最大面积截面，内接圆直径不小于12mm。
镶嵌试块1的内接圆直径不小于20mm。
镶嵌粉可以采用常用热镶嵌粉。
下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步地解释说明：
本实施例中，待检试样4的材质为12Cr1MoVG，选取待检试样4的最大横截面进行切割，使其切割截面平整，形成平整的待检试样切割横截面2。在待检试样切割横截面2的对侧，将一根同材质的金属棒3固定在待检试样4上，使金属棒3与待检试样4紧密连接，确保能导电；对所得的试样和镶嵌粉热固性树脂(环氧树脂)一起填入制样腔；对制样腔内的试样和镶嵌粉进行加热，加热温度设定在200℃；加热达到设定的温度值时，保温5分钟；保温过程中，对制样腔内的试样进行加压，加压的强度为20MPa；对制样腔进行水冷，使制样腔内的温度降低至30℃；取出制样腔内的镶嵌试块1，对其正反两端面进行磨抛处理，使两端面均露出光滑的金属表面，完成试样的制备，如图2和图3。
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，包括：
S1：选取待检试样(4)的最大横截面进行切割，形成平整的待检试样切割横截面(2)；在待检试样切割横截面(2)的对侧，将与待检试样(4)相同材质的金属棒(3)固定在待检试样(4)上，使金属棒与待检试样(4)紧密连接，然后放入制样腔中，并在制样腔中填充镶嵌粉；
S2：对制样腔加热至预设温度后保温，并在保温过程中加压，得到镶嵌试块(1)；
S3：对制样腔进行冷却；
S4：取出制样腔内的镶嵌试块(1)，对两端面进行磨抛处理至露出光滑金属表面，得到金属材料火花直读光谱仪试样。
2.如权利要求1所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，S1中，所述最大横截面的内接圆直径不小于12mm。
3.如权利要求1所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，S2中，镶嵌试块(1)的内接圆直径不小于20mm。
4.如权利要求1所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，S2中，加热的温度为130～200℃，保温时间为5～10min。
5.如权利要求1所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，S2中，加压的强度为15～25MPa。
6.如权利要求1所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，S3中，冷却采用水冷降温至30～40℃。
7.如权利要求1所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，S4中，磨抛是采用100目砂纸通过磨抛机进行湿磨。
8.如权利要求7所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，磨抛机的转速为200～400r/min，磨抛的时间为1～3min。
9.如权利要求8所述的小尺寸不规则金属材料火花直读光谱仪试样的制备方法，其特征在于，磨抛时，压力逐渐增大，磨抛结束后进行清洗并吹干。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116558932A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-08 | 北京科技大学 | 一种利用大尺寸热镶样机制备小尺寸试样的方法 |
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2023
- 2023-01-10 CN CN202310034213.5A patent/CN116296655A/zh active Pending
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| CN116558932A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-08 | 北京科技大学 | 一种利用大尺寸热镶样机制备小尺寸试样的方法 |
| CN116558932B (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-29 | 北京科技大学 | 一种利用大尺寸热镶样机制备小尺寸试样的方法 |
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