[发明专利]一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及金属粉末技术领域，具体涉及一种金属粉末硬度测试样品的制备及测试方法。

背景技术

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。

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1070HV_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。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

为解决上述技术问题，本发明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。

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。

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。

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。

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。

进一步的，所述金相样品圆片的厚度为1mm。

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。

金相样品圆片两面的粉末截面呈现基本对称且平行。

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%。

本发明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。

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。

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。

进一步的，所述硬度测定的次数为三次。