一种超粗颗粒wc粉末内在质量缺陷的检验方法
【专利摘要】一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，所述检验方法包括：晶体疏松生长缺陷的检验及碳化不完全缺陷的检验。采用扫描电镜观察样品冷镶样，分析确定是否存在晶体疏松生长缺陷；采用X射线衍射物相分析确定是否存在碳化不完全缺陷。本发明首次提出了超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的基本概念、表征方法及检验方法，以帮助硬质合金企业实时检测超粗颗粒WC粉末内在质量，提高超粗晶和特粗晶硬质合金的质量水平及质量稳定性；为超粗晶和特粗晶硬质合金原料WC粉末制备工艺优化，提供技术参数。适于工业化应用，对WC粉末生产工艺和WC粉末内在质量的改进、对超粗晶和特粗晶硬质合金的质量和质量稳定性提升具有重要意义。
【专利说明】—种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，属于粉末冶金材料【技术领域】和现代分析检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]WC粉是WC基硬质合金的关键原材料。WC粉末的内在质量包括其物相的单一性、结晶的完整性等。
[0003]国内外关于超粗晶和特粗晶硬质合金的研究历史晚于超细晶硬质合金，尚处于发展的早期阶段。
[0004]在粘结金属含量相同的条件下，与传统的中、粗晶硬质合金相比，超粗和特粗晶硬质合金具有极高的热导率，较高的断裂韧性和红硬性，较好的抗热疲劳和抗热冲击性能，主要用于极端工况条件下软岩的连续开采(如采煤、地铁和隧道建设)和现代化公路、桥梁的连续作业(如路面刨铣)，对韧性和抗热疲劳、抗热冲击性能要求较高的冲压模、冷镦模、轧辊等，具有非常广阔的市场前景。
[0005]制备超粗和特粗晶硬质合金，通常需采用费氏粒度>15 μ m的超粗颗粒WC粉末作为原料。这类WC原料的制备方法主要有两类:
[0006](I)掺杂工艺:包括氧化钨碱金属掺杂一高温还原(?1000°C )—高温碳化(>2000 0C )；
[0007](2)湿氢工艺:包括纯氧化钨湿氢高温还原(?1000°C )—高温碳化(>2000°C )。
[0008]制备超粗颗粒WC粉末必须采用超粗颗粒W粉作为原料。现有技术制备超粗颗粒W粉均是基于外因诱导还原过程中W颗粒急剧生长的原理。还原过程中W颗粒急剧生长容易导致W晶体疏松生长缺陷的形成。这种晶体缺陷具有显著的遗传效应，会导致WC晶体疏松生长缺陷的形成。
[0009]另一方面，由于原料W粉颗粒粗大，容易导致W、C混合不均匀和碳化不完全现象的出现。WC晶体疏松生长缺陷和碳化不完全缺陷均会导致硬质合金微观组织缺陷的形成、合金晶粒度的失控以及产品质量水平和产品质量稳定性的下降。
[0010]目前有关WC粉末的国家标准(如GB/T 4295、GB/T 26055、GB/T26725，等)仅涉及粉末的平均粒度或比表面积、化学成分、外观质量等外在质量，均不涉及独立于粉末粒度和化学成分之外的WC粉末的内在质量。如何有效评价对硬质合金工艺稳定性以及对硬质合金微观组织结构和性能及其稳定性具有重大影响的WC粉末的内在质量，一直困扰硬质合金企业界。易军，张立，王喆，等报道了一种从WC-Co硬质合金微观组织结构参数(平均晶粒度、邻接度、晶粒分布)和力学性能对湿磨工艺的敏感度评价WC粉末内在质量的方法(中国钨业，2014，29(2): 13 - 18)。这种方法具有较好的通用性，但需要通过合金实验，是一种间接的评价方法，不能直接披露WC粉末的内在质量缺陷。合金实验方案的合理性和合金实验水平均会影响实验结果的可靠性和客观性。
[0011]由于WC粉末属于脆性粉末，当粉末存在明显内在质量缺陷时，粉末的脆性会进一步增加。常用的粉末浸铜制样方法容易导致粉末的碎裂，严重影响对粉末本征质量判断的客观性；通常在X射线衍射仪器测试过程中，X射线对WC粉末的穿透深度< 2微米。对费氏粒度>15 μ m的超粗颗粒WC粉末直接进行X射线衍射物相分析是无法对粉末是否碳化完全做出判断的。
[0012]至今为止，关于WC粉末内在质量缺陷的基本概念、表征方法及其检验方法尚未见报道。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提供一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，以帮助硬质合金企业实时检测超粗颗粒WC粉末内在质量，提闻超粗晶和特粗晶硬质合金的质量水平及质量稳定性；为超粗晶和特粗晶硬质合金原料WC粉末制备工艺优化，提供技术参数。
[0014]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，所述内在质量缺陷是指晶体疏松生长缺陷和碳化不完全缺陷，所述检验方法包括下述步骤:
[0015]第一步:晶体疏松生长缺陷的检验
[0016]将WC粉末制成冷镶试样，采用扫描电镜，观察冷镶试样抛光截面；在视场中搜寻，发现WC颗粒中存在孔洞时，调整视场，使WC单颗粒图像基本充满整个视场，对视场中的图像拍摄照片；
[0017]第二步:碳化不完全缺陷的检验
[0018]将WC粉末破碎至-120目，采用X射线衍射仪对其进行分析，获得X射线衍射图谱；观察2 Θ为25?55°之间的图谱衍射峰数量，确定每一个衍射峰对应的物相。
[0019]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，第一步中，冷镶试样采用费氏粒度>15 μ m的原始供应态WC粉末制成。
[0020]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，第一步中，冷镶试样的制备方法包括下述步骤:
[0021](I)WC粉末表面包裹
[0022]将待检样品WC粉末浸入乙酸乙酯中进行超声波分散，随后过滤、自然干燥，得到乙酸乙酯包裹WC粉末；
[0023](2)冷镶试样成型
[0024]将步骤I得到的乙酸乙酯包裹WC粉末置于冷镶树脂中，搅拌均匀后注入模具中，固化后脱膜，得到冷镶试样；
[0025]冷镶树脂由液态环氧树脂，二丁酯，乙二胺组成，按每100克液态环氧树脂中添加8?12毫升二丁酯、7?10毫升乙二胺配成；
[0026]冷镶试样成型时，先将环氧树脂和二丁酯搅拌均匀，然后，将乙酸乙酯包裹WC粉末分散其中，再加入乙二胺搅拌均匀后注入塑料模具内，在室温下静置30?50分钟，固化后脱模；
[0027](3)研磨抛光
[0028]按硬质合金金相样品磨抛方法对固化脱模样品进行研磨抛光；
[0029](4)腐蚀
[0030]采用新鲜配置的铁氰化钾和氢氧化钠的等体积混合溶液对抛光样品进行腐蚀，腐蚀时间为3?6分钟；
[0031](5)对腐蚀样品进行镀膜导电处理
[0032]采用镀膜仪在经腐蚀处理的样品表面镀一层厚度为15?25纳米的金或钼薄膜。
[0033]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，铁氰化钾和氢氧化钠的等体积混合溶液中，铁氰化钾的质量百分比浓度为10?20%，氢氧化钠的质量百分比浓度10 ?20%。
[0034]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，第一步中，对拍摄到的视场中WC颗粒的照片进行测量，照片中孔洞的对角平均尺寸> I微米时，认定被检测超粗颗粒WC粉末存在晶体疏松生长内在质量缺陷，所述对角平均尺寸是指孔洞最大对角尺寸与最小对角尺寸的平均值。
[0035]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，第二步中，WC粉末破碎，采用球磨工艺进行。
[0036]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，球磨选用滚动式球磨机按干破碎方式进行，球磨参数为:球磨机转速为26D〈/2?34D〈/2转/分钟，D为球磨桶内径，单位为米；硬质合金研磨球与WC粉末质量比为10:1?15:1 ;破碎时间为10?15小时。
[0037]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，第二步中，采用MDI Jade软件对获得的图谱中2 Θ为25?55°之间的图谱进行纵坐标方向放大、观察分析，观察到W2C物相的衍射峰，则认定被检测超粗颗粒WC粉末存在碳化不完全内在质量缺陷。
[0038]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，所述晶体疏松生长缺陷是指单个粉末颗粒内部存在对角平均尺寸> I微米的孔洞，所述对角平均尺寸是指孔洞最大对角尺寸与最小对角尺寸的平均值；所述碳化不完全缺陷是指粉末中存在W2C物相。
[0039]本发明一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，孔洞对角平均尺寸>5微米时，定义为A类孔洞；孔洞对角平均尺寸在2?5微米之间，定义为B类孔洞；孔洞对角平均尺寸在I?2微米之间，定义为C类孔洞。
[0040]有益效果
[0041]超粗颗粒W粉均是基于外因诱导还原过程中W颗粒急剧生长的原理。还原过程中W颗粒急剧生长容易导致W晶体疏松生长缺陷的形成。这种生长缺陷具有显著的遗传效应，会导致WC晶体疏松生长缺陷的形成。本发明基于大量的实验、观察以及硬质合金微观组织结构与性能影响规律的研究，对WC晶体疏松生长缺陷进行了分类，即A类孔洞、B类孔洞和C类孔洞，并提供了 WC晶体疏松生长缺陷的检测方法。
[0042]由于WC粉末属于脆性粉末，当粉末存在明显晶体疏松生长缺陷时，粉末的脆性会进一步增加。常用的粉末浸铜制样方法容易导致粉末的碎裂，严重影响对粉末本征质量判断的客观性。冷镶制样通常不会导致粉末碎裂现象的发生，但由于本征脆性在样品磨抛过程中容易出现粉末碎裂现象。本发明采用在冷镶前对粉末进行乙酸乙酯包裹处理，可有效避免制样过程中粉末碎裂现象的发生。在光学显微镜或扫描电镜上观察冷镶试样粉末抛光截面，观察WC单颗粒内部是否存在孔洞，选择合适的放大倍数，使WC单颗粒图像基本充满整个视场，进行照相；采用图像分析软件对图形进行分析，在此基础上判断粉末是否存在晶体疏松生长缺陷及其缺陷类型；有效提高了 WC疏松生长晶体缺陷检测的可靠性。
[0043]钨粉碳化是一个由表及里的扩散反应过程，W首先转化为W2C,再由W2C转化为WC。通常在X射线衍射仪器测试过程中，X射线对WC粉末的穿透深度<2微米。对费氏粒度>15 μ m的超粗颗粒WC粉末直接进行X射线衍射物相分析是无法对粉末是否碳化完全做出判断的。本发明基于WC的脆性特性和本发明人关于球磨工艺对球磨效率以及球磨工艺对WC球磨破碎度影响规律的掌握，提出了对待检WC粉末样品采用滚动式球磨机和干破碎方式进行球磨以充分暴露粉末中心部位的方法。
[0044]对含量少的物相，X射线衍射峰峰强较弱，对这类弱小的衍射峰如果不进行放大观察很容易被忽视。本发明采用MDI Jade软件对X射线衍射图谱进行分析，在分析过程中对X射线衍射图谱进行纵坐标方向放大处理，观察2 Θ为25?55°之间的图谱中是否出现W2C物相的衍射峰，以判断WC粉末中是否存在碳化不完全缺陷。
[0045]WC粉末晶体疏松生长缺陷和碳化不完全缺陷在超粗颗粒WC粉之外的其它等级WC粉末中也可能存在，但问题的突出性相对不显著。本发明的技术原理同样适应于其它等级的WC粉末。
[0046]相对光学显微镜，由于扫描电镜具有分辨率高、尺寸标尺精度高等显著特征，本发明采用扫描电镜对WC粉末晶体疏松生长缺陷进行观察与分析。本发明专利的技术原理同样适用于其他类型的显微镜。
[0047]综上所述，本发明首次提出了超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的基本概念、表征方法及其检验方法，适于工业化应用，对WC粉末生产工艺和WC粉末内在质量的改进、对超粗晶和特粗晶硬质合金的质量和质量稳定性提升具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1是同时存在A、B两类孔洞的费氏粒度为22.1微米的200型WC粉末抛光截面的扫描电镜照片；
[0049]图2是存在WC和W2C两种物相的费氏粒度为22.1微米的200型WC粉末的X射线衍射放大图谱；
[0050]图3是同时存在A、B两类孔洞的费氏粒度为22.1微米的200型WC粉末抛光截面的扫描电镜照片；
[0051]图4是同时存在B、C两类孔洞的费氏粒度为30.5微米的300型WC粉末抛光截面的扫描电镜照片；
[0052]图5是内部不存在明显晶体疏松生长缺陷的费氏粒度为32.0微米的300型WC粉末抛光截面的扫描电镜照片；
[0053]图6是内部不存在明显晶体疏松生长缺陷的费氏粒度为32.0微米的300型WC粉末抛光截面的扫描电镜照片；
[0054]图7是仅存在单一 WC物相的费氏粒度为32.0微米的300型WC粉末的X射线衍射放大图谱。
[0055]图1、图3和图4对应碱金属掺杂工艺。由于采用了碱金属掺杂工艺制备的超粗颗粒W粉末为原料，导致了 WC粉末中存在明显的晶体疏松生长内在质量缺陷。
[0056]图5和图6对应湿氢工艺。由于原料纯度较高、还原工艺控制合理、晶粒生长机理不同于碱金属掺杂工艺，WC粉末内部不存在明显的晶体缺陷。
[0057]由于电镜观察样品制备工艺不当，造成了如图3所示的粉末碎裂现象的出现，不利于对粉末晶体缺陷的观察和判断。
[0058]由于W、C混合工艺不当和碳化工艺不当，导致了如图2所示的碳化不完全现象的发生。采取合适的W、C混合工艺和碳化工艺可以制备如图7所示的单一 WC物相的超粗颗粒WC粉末。
【具体实施方式】
[0059]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0060]实施例1:
[0061]待检样品为碱金属掺杂工艺、2100°C高温碳化制备的费氏粒度为22.1微米的200型WC粉末。
[0062]按照以下步骤制备抛光截面扫描电镜观察样品:
[0063](I)将10克随机抽样的原始供应态待检样品浸入乙酸乙酯中进行超声波分散，随后过滤、自然干燥；
[0064](2)将经过步骤I处理得到的乙酸乙酯包裹WC粉末进行冷镶制样，冷镶树脂镶样配方如下:液态环氧树脂100克，二丁酯12毫升，乙二胺7毫升；冷镶样方法如下:按比例配置环氧树脂和二丁酯，并搅拌均匀，将乙酸乙酯包裹WC粉末分散其中，再加入乙二胺搅拌均匀后注入塑料模具内，在室温下静置30分钟，固化后脱模；
[0065](3)按硬质合金金相样品磨抛方法对固化脱模样品研磨抛光；
[0066](4)采用新鲜配置的20%铁氰化钾和20%的氢氧化钠的等体积混合溶液对抛光样品进行腐蚀，腐蚀时间为4分钟；
[0067](5)采用离子溅射镀膜仪对腐蚀样品进行镀金导电处理，金膜厚度为15?25纳米。
[0068]在扫描电镜上观察经镀膜导电处理的粉末抛光截面，观察WC单颗粒内部是否存在孔洞，对存在孔洞的视场进行照相。图1是粉末抛光截面的扫描电镜照片。依据颗粒大小，图1选择的放大倍数为2000倍。由图1可知，图中单颗粒WC粉末为多晶粉末，晶界清晰可辨。采用ImageJ图像分析软件对图1中孔洞尺寸进行测量，结果表明，图中最大孔洞的最大对角尺寸高达32微米，图中的一个晶粒内部存在I个对角平均尺寸为2.1微米的B类孔洞。根据测量结果可知，粉末中同时存在A、B两类孔洞。
[0069]采用滚动式球磨机和干破碎方式对随机抽样的原始供应态待检样品进行球磨。选用以下球磨参数:球磨桶内径为92毫米,WC粉末重量为50克,球磨机转速为86转/分钟，硬质合金研磨球与WC粉末质量比为10:1，破碎时间为10小时。破碎后过120目筛网。采用RigaukD/Max2500X射线衍射仪对经球磨处理的粉末样品进行分析。采用MDI Jade6.5软件对X射线衍射图谱进行分析，在分析过程中对X射线衍射图谱进行纵坐标方向放大处理，观察2Θ为25?55°之间的图谱中是否出现W2C物相的衍射峰。图2是经球磨处理样品的X射线衍射放大图谱。由图2可以看出，样品中同时存在WC和W2C两种物相，样品存在碳化不完全内在质量缺陷。
[0070]对比例1:
[0071]按照以下步骤制备抛光截面扫描电镜观察样品:
[0072](I)冷镶树脂镶样配方如下:液态环氧树脂100克，二丁酯12毫升，乙二胺7毫升；冷镶样方法如下:按比例配置环氧树脂和二丁酯，并搅拌均匀，将10克未经过乙酸乙酯包裹处理的、随机抽样的原始供应态待检WC粉末分散其中，再加入乙二胺搅拌均匀后注入塑料模具内，在室温下静置30分钟，固化后脱模；
[0073](2)按硬质合金金相样品磨抛方法对固化脱模样品研磨抛光；
[0074](3)采用新鲜配置的10 %铁氰化钾和10 %的氢氧化钠的等体积混合溶液对抛光样品进行腐蚀，腐蚀时间为6分钟；
[0075](4)采用离子溅射镀膜仪对腐蚀样品进行镀金导电处理，金膜厚度为15?25纳米。
[0076]在扫描电镜上观察经镀膜导电处理的粉末抛光截面，观察WC单颗粒内部是否存在孔洞，对存在孔洞的视场进行照相。图3是粉末抛光截面的扫描电镜照片。依据颗粒大小，图3选择的放大倍数为2000倍。由图3可以看出，由于粉末未经过乙酸乙酯包裹处理，受磨抛过程中外力的作用，WC粉末出现了严重的碎裂现象，但是依然可以判断图中单颗粒WC粉末为多晶粉末，晶粒内部存在大量孔洞。采用ImageJ图像分析软件对图3中孔洞尺寸进行测量，结果表明，粉末中同时存在A、B两类孔洞，其中A类孔洞的最大对角平均尺寸为
7.1微米，B类孔洞的最大对角平均尺寸为4.1微米。
[0077]实施例2:
[0078]待检样品为碱金属掺杂工艺、2400°C高温碳化制备的费氏粒度为30.5微米的300型WC粉末。
[0079]按照以下步骤制备抛光截面扫描电镜观察样品:
[0080](I)将13克随机抽样的原始供应态待检样品浸入乙酸乙酯中进行超声波分散，随后过滤、自然干燥；
[0081](2)将经过步骤I处理得到的乙酸乙酯包裹WC粉末进行冷镶制样，冷镶树脂镶样配方如下:液态环氧树脂100克，二丁酯8毫升，乙二胺10毫升；冷镶样方法如下:按比例配置环氧树脂和二丁酯，并搅拌均匀，将乙酸乙酯包裹WC粉末分散其中，再加入乙二胺搅拌均匀后注入塑料模具内，在室温下静置50分钟，固化后脱模；
[0082](3)按硬质合金金相样品磨抛方法对固化脱模样品研磨抛光；
[0083](4)采用新鲜配置的20%铁氰化钾和20%的氢氧化钠的等体积混合溶液对抛光样品进行腐蚀，腐蚀时间为3分钟；
[0084](5)采用离子溅射镀膜仪对腐蚀样品进行镀钼导电处理，钼膜厚度为15?25纳米。
[0085]在扫描电镜上观察经镀膜导电处理的粉末抛光截面，观察WC单颗粒内部是否存在孔洞，对存在孔洞的视场进行照相。图4是粉末抛光截面的扫描电镜照片。依据颗粒大小，图4选择的放大倍数为1000倍。由图4可知，图中单颗粒WC粉末为多晶粉末，晶粒内部存在大量孔洞。采用ImageJ图像分析软件对图4中孔洞尺寸进行测量，结果表明，粉末中同时存在B、C两类孔洞，但不存在A类孔洞，孔洞的最大对角平均尺寸为3.8微米。
[0086]采用滚动式球磨机和干破碎方式对随机抽样的原始供应态待检样品进行球磨。选用以下球磨参数:球磨桶内径为92毫米,WC粉末重量为80克,球磨机转速为99转/分钟，硬质合金研磨球与WC粉末质量比为13:1，破碎时间为12小时。破碎后过120目筛网。采用RigaukD/Max2500X射线衍射仪对经球磨处理的粉末样品进行分析。采用MDI Jade6.5软件对X射线衍射图谱进行分析，在分析过程中对X射线衍射图谱进行纵坐标方向放大处理，观察2Θ为25?55°之间的图谱中是否出现W2C物相的衍射峰。结果表明，在纵坐标方向放大图谱，观察不到W2C物相的存在，样品中仅存在单一 WC物相，样品不存在碳化不完全内在质量缺陷。
[0087]实施例3:
[0088]待检样品为湿氢工艺、2400°C高温碳化制备的费氏粒度为32.0微米的300型WC粉末。
[0089]按照以下步骤制备抛光截面扫描电镜观察样品:
[0090](I)将15克随机抽样的原始供应态待检样品浸入乙酸乙酯中进行超声波分散，随后过滤、自然干燥；
[0091](2)将经过步骤I处理得到的乙酸乙酯包裹WC粉末进行冷镶制样，冷镶树脂镶样配方如下:液态环氧树脂100克，二丁酯10毫升，乙二胺8毫升；冷镶样方法如下:按比例配置环氧树脂和二丁酯，并搅拌均匀，将乙酸乙酯包裹WC粉末分散其中，再加入乙二胺搅拌均匀后注入塑料模具内，在室温下静置40分钟，固化后脱模；
[0092](3)按硬质合金金相样品磨抛方法对固化脱模样品研磨抛光；
[0093](4)采用新鲜配置的20%铁氰化钾和20%的氢氧化钠的等体积混合溶液对抛光样品进行腐蚀，腐蚀时间为4分钟；
[0094](5)采用离子溅射镀膜仪对腐蚀样品进行镀钼导电处理，钼膜厚度为15?25纳米。
[0095]在扫描电镜上观察经镀膜导电处理的粉末抛光截面，未观察到WC单颗粒内部存在> I微米孔洞的现象。图5和图6是粉末抛光截面的扫描电镜照片。依据颗粒大小，图5选择的放大倍数为5000倍，图6选择的放大倍数为4000倍。由图5可知，图中单颗粒WC粉末为单晶粉末，晶粒的对角平均尺寸为43微米。由图6可知，图中单颗粒WC粉末为多晶粉末，其中最大晶粒的对角平均尺寸为33微米，最小晶粒的对角平均尺寸为6微米。由图5和图6可知，粉末不存在晶体疏松生长内在质量缺陷。
[0096]采用滚动式球磨机和干破碎方式对随机抽样的原始供应态待检样品进行球磨。选用以下球磨参数:球磨桶内径为92毫米，WC粉末重量为70克,球磨机转速为112转/分钟，硬质合金研磨球与WC粉末质量比为15:1，破碎时间为15小时。破碎后过120目筛网。采用RigaukD/Max2500X射线衍射仪对经球磨处理的粉末样品进行分析。采用MDIJade6.5软件对X射线衍射图谱进行分析，在分析过程中对X射线衍射图谱进行纵坐标方向放大处理，观察2Θ为25?55°之间的图谱中是否出现W2C物相的衍射峰。结果表明，在纵坐标方向放大图谱，观察不到W2C物相的存在。图7是经球磨处理样品的X射线衍射放大图谱。由图7可以看出，样品中仅存在单一 WC物相，样品不存在碳化不完全内在质量缺陷。
【权利要求】
1.一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，所述内在质量缺陷是指晶体疏松生长缺陷和碳化不完全缺陷，所述检验方法包括下述步骤: 第一步:晶体疏松生长缺陷的检验 将WC粉末制成冷镶试样，采用扫描电镜，观察冷镶试样抛光截面；在视场中搜寻，发现WC颗粒中存在孔洞时，调整视场，使WC单颗粒图像基本充满整个视场，对视场中的图像拍摄照片； 第二步:碳化不完全缺陷的检验 将WC粉末破碎至-120目，采用X射线衍射仪对其进行分析，获得X射线衍射图谱；观察2Θ为25?55°之间的图谱衍射峰数量，确定每一个衍射峰对应的物相。
2.根据权利要求1所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:第一步中，冷镶试样米用费氏粒度>15 μ m的WC粉末制成。
3.根据权利要求2所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:第一步中，冷镶试样的制备方法包括下述步骤: (1)WC粉末表面包裹 将待检样品WC粉末浸入乙酸乙酯中进行超声波分散，随后过滤、自然干燥，得到乙酸乙酯包裹WC粉末； (2)冷镶试样成型 将步骤I得到的乙酸乙酯包裹WC粉末置于冷镶树脂中，搅拌均匀后注入模具中，固化后脱膜，得到冷镶试样； 冷镶树脂由液态环氧树脂，二丁酯，乙二胺组成，按每100克液态环氧树脂中添加8?12毫升二丁酯、7?10毫升乙二胺配成； 冷镶试样成型时，先将环氧树脂和二丁酯搅拌均匀，然后，将乙酸乙酯包裹WC粉末分散其中，再加入乙二胺搅拌均匀后注入塑料模具内，在室温下静置30?50分钟，固化后脱模； (3)研磨抛光 按硬质合金金相样品磨抛方法对固化脱模样品进行研磨抛光； (4)腐蚀 采用新鲜配置的铁氰化钾和氢氧化钠的等体积混合溶液对抛光样品进行腐蚀，腐蚀时间为3?6分钟； (5)对腐蚀样品进行镀膜导电处理 采用镀膜仪在经腐蚀处理的样品表面镀一层厚度为15?25纳米的金或钼薄膜。
4.根据权利要求3所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:铁氰化钾和氢氧化钠的等体积混合溶液中，铁氰化钾的质量百分比浓度为10?20%，氢氧化钠的质量百分比浓度10?20%。
5.根据权利要求1?4任意一项所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:第一步中，对拍摄到的视场中WC颗粒的照片进行测量，照片中孔洞的对角平均尺寸> I微米时，认定被检测超粗颗粒WC粉末存在晶体疏松生长内在质量缺陷，所述对角平均尺寸是指孔洞最大对角尺寸与最小对角尺寸的平均值。
6.根据权利要求1所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:第二步中，WC粉末破碎，采用球磨工艺进行。
7.根据权利要求6所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:球磨选用滚动式球磨机按干破碎方式进行，球磨参数为:球磨机转速为26D_1/2?34D_1/2转/分钟，D为球磨桶内径，单位为米；硬质合金研磨球与WC粉末质量比为10:1?15:1 ;破碎时间为10?15小时。
8.根据权利要求1所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:第二步中，采用MDI Jade软件对获得的图谱中2 Θ为25?55°之间的图谱进行纵坐标方向放大、观察分析，观察到W2C物相的衍射峰，则认定被检测超粗颗粒WC粉末存在碳化不完全内在质量缺陷。
9.根据权利要求1所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:所述晶体疏松生长缺陷是指单个粉末颗粒内部存在对角平均尺寸>I微米的孔洞，所述对角平均尺寸是指孔洞最大对角尺寸与最小对角尺寸的平均值；所述碳化不完全缺陷是指粉末中存在W2C物相。
10.根据权利要求5所述的一种超粗颗粒WC粉末内在质量缺陷的检验方法，其特征在于:孔洞对角平均尺寸>5微米时，定义为A类孔洞；孔洞对角平均尺寸在2?5微米之间，定义为B类孔洞；孔洞对角平均尺寸在I?2微米之间，定义为C类孔洞。
【文档编号】G01N1/32GK104181180SQ201410455474
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】张立, 徐涛, 张忠健, 刘向中 申请人:株洲硬质合金集团有限公司