专利名称：一种定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法
技术领域：
本发明涉及一种定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法，属于金属半固态浆料组织性能分析领域。
背景技术：
半固态金属技术是20世纪70年代提出的一种介于液态、固态成形的技术。它由于具有充型平稳、制件致密性高、对模具的热冲击小、力学性能高、成形力低等特点，在汽车、航空、航天等领域有广阔的应用前景。其中，制备出具有均匀、细小的非枝晶组织的半固态金属浆料，也即球状固相均匀分布，液相均匀分布在固相周围的半固态组织，是半固态金属成形技术中最重要的一个环节，也是半固态金属成形技术的关键及基础。半固态浆料的质量决定了后续加工手段以及最终成形工件的质量。目前，半固态浆料的制备技术已达20多种，主要分为:液态法、控制凝固法和固态法三种。不同的制备方法最终目的都是为了获得液固两相均匀分布的半固态组织。如何评价制备得到的半固态组织性能好坏，是一个非常重要的技术。现有的评价半固态组织性能的指标主要包括:液固两相组织的大小及平均尺寸、球化固相的球形因子、固相率等。而对于半固态组织中固相分布程度的评价，只能定性的给出固相组织的分布均匀程度，无法定量的评价固相分布程度。
发明内容
为了克服上述无法定量评价半固态浆料组织中固相分布程度的缺点，本发明的目的在于提供一种操作简单、可定量评价半固态组织中固相分布程度的方法。本发明的技术方案是:首先将半固态浆料组织中的固相分离出来，然后计算固相总尺寸，并计算、绘制固相的最理想弥散分布程度图样，最后通过对比固相的最理想和实际分布状态，计算得到弥散分布程度系数，包括如下具体制备步骤:
(1)将半固态浆料的原始组织照片的固液两相进行分辨，通过对图片染色或二值图片处理分离出固相；
(2)统计固相数量并计算固相总面积，计算得出每个固相的平均面积，然后在半固态浆料原始组织照片上绘制出与统计数量相同、面积与每个固相平均面积相同的圆圈，每个圆圈呈半固态颗粒理想弥散状态分布(即每个圆圈代表每个固相，面积相同，平均分布在照片上)；
(3)计算步骤(2)中被绘制的圆圈圈住的半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积，然后用圈住的总面积除以半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积，得出弥散分布程度系数。所述步骤(I)中，要采取图片染色或二值图片处理技术把半固态浆料组织中的固相分离出来；
所述步骤(2)中，要根据计算得到的理论单位尺寸，绘制最理想弥散分布程度图样； 所述步骤(3)中，计算得到的弥散分布程度系数大于O且小于1，越接近I则表明该半固态浆料组织中固相的分布程度越均匀。本发明的特点就是采用图片染色或二值处理等计算机技术，并通过一些计算，获得半固态组织最理想弥散分布图样，并与实际分布状态对比分析，获得弥散分布程度系数。本发明的优点和有益效果是:
(1)采用本发明能都定量给出半固态组织中固相的弥散分布程度，范围为(Ti，数值越大表明半固态组织中固相的分布程度越均匀，半固态组织性能越好；
(2)本发明操作简单，使用方便；
(3)现有技术只能定性分析半固态固相的弥散分布程度，本发明能够具体定性的分析半固态固相的弥散分布程度。
图1为本发明所要分析的锡青铜半固态组织；
图2为本发明分离得到的固相；
图3为本发明得到的理想状态固相弥散分布图样；
图4为本发明理想状态固相弥散分布图样内的固相；
图5为本发明所要分析的铝硅合金半固态组织；
图6为本发明分离得到的铝硅合金半固态组织固相；
图7为本发明得到的铝硅合金半固态组织理想状态固相弥散分布图样；
图8为本发明铝硅合金半固态组织理想状态固相弥散分布图样内的固相。
具体实施例方式以下结合实施例和附图对本发明作进一步阐述，但本发明的保护内容不限于所述范围。实施例1:本实施例的定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法的具体步骤为:
(1)根据半固态浆料的组织照片，对组织中的固液两相进行分辨，通过对图片进行二值处理分离出固相；本实施例中，所要分析的半固态组织为锡青铜合金，如图1所示，利用photoshop和Image J软件对图1所示半固态组织的固相进行分离处理，结果如图2所示，黑色区域为固相；
(2)统计固相数量并计算固相总面积，计算得出每个固相的平均面积，然后在半固态浆料原始组织照片上绘制出与统计数量相同、面积与每个固相平均面积相同的圆圈，每个圆圈呈半固态颗粒理想弥散状态分布本实施例中，利用Image J软件统计图2所示半固态组织中的固相数量为118个，计算得到固相总面积为495546.528 // m2，平均面积为4199.547// m2，固相率为54.4%，然后绘制出理想状态固相弥散分布图样，如图3所示，其中每个圆圈表示理想状态弥散分布单元。(3)将步骤(2)中被绘制的圆圈圈住的半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积用计算机软件Image J进行计算，然后用圈住的总面积除以半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积，得出弥散分布程度系数。本实施例中，利用Image J软件对理想状态固相弥散分布图样内的固相进行统计分析，如图4所示，其中图样范围内包含的固相总面积为83206.250// m2，用该面积除以原始固相总面积495546.528// m2，得到弥散分布程度系数W=Q.18。实施例2:本实施例的定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法的具体步骤为:
(1)根据半固态浆料的组织照片，对组织中的固液两相进行分辨，通过对图片染色处理分离出固相；本实施例中，所要分析的半固态组织为铝硅合金，如图5所示，结果如图6所示，黑色区域为固相；
(2)统计固相数量并计算固相总面积，计算得出每个固相的平均面积，然后在半固态浆料原始组织照片上绘制出与统计数量相同、面积与每个固相平均面积相同的圆圈，每个圆圈呈半固态颗粒理想弥散状态分布本实施例中，利用Image J软件统计图6所示半固态组织中的固相数量为152个，计算得到固相总面积为565891.665 // m2，平均面积为3722.971// m2，固相率为62.2%，然后绘制出理想状态固相弥散分布图样，如图7所示，其中每个圆圈表示理想状态弥散分布单元。(3)将步骤(2)中被绘制的圆圈圈住的半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积用计算机软件Image J进行计算，然后用圈住的总面积除以半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积，得出弥散分布程度系数。本实施例中，利用Image J软件对理想状态固相弥散分布图样内的固相进行统计分析，如图8所示，其中图样范围内包含的固相总面积为130351.390// m2，用该面积除以原始固相总面积565891.665// m2，得到弥散分布程度系数W=Q.23。结果表明本发明具有操作简单、使用方便等优点，可以应用于各种合金半固态浆料组织中固相分布程度的定量计算。
权利要求
1.一种定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法，其特征在于具体步骤包括如下: (1)将半固态浆料的原始组织照片的固液两相进行分辨，通过对图片染色或二值图片处理分离出固相； (2)统计固相数量并计算固相总面积，计算得出每个固相的平均面积，然后在半固态浆料原始组织照片上绘制出与统计数量相同、面积与每个固相平均面积相同的圆圈，每个圆圈呈半固态颗粒理想弥散状态分布； (3)计算步骤(2)中被绘制的圆圈圈住的半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积，然后用圈住的总面积除以半固态浆料原始组织照片固相颗粒的总面积，得出弥散分布程度系数。
2.根据权利要求1所述的定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法，其特征在于:所述步骤(3)中，计算得到的弥散分布程度系数大于O且小于I。
全文摘要
本发明涉及一种定量分析半固态浆料组织中固相弥散分布的方法，属于金属半固态浆料组织性能分析领域。首先将半固态浆料组织中的固相分离出来，然后计算固相总尺寸，并计算、绘制固相的理想弥散分布程度图样，最后通过对比固相的理想和实际分布状态，计算得到弥散分布程度系数。采用本发明能都定量给出半固态组织中固相的弥散分布程度，范围大于0且小于1，数值越大表明半固态组织中固相的分布程度越均匀，半固态组织性能越好。本发明操作简单，使用方便。
文档编号G06F19/00GK103106342SQ201310025578
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者王佳, 肖寒, 周荣, 周荣峰, 卢德宏, 蒋业华, 吴龙彪 申请人:昆明理工大学