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硬质合金密度分析

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:硬质合金密度分析是评估材料性能的核心技术,聚焦于WC-Co系等硬质合金的物理参数精确测量。关键检测项目包括体积密度、表观密度和孔隙率,这些指标直接影响材料的耐磨性、强度和工业适用性。通过标准化方法如阿基米德原理,确保密度偏差控制在±0.01g/cm³内,支持切削工具、模具等高端应用的质量验证。

检测项目

密度检测:

  • 体积密度:测量值(g/cm³,参照ASTMB311)、偏差限(±0.02g/cm³)
  • 表观密度:开孔孔隙率(%、参照ISO2738)、闭孔孔隙率(%)
  • 真密度:理论密度计算(g/cm³,基于成分比例)
力学性能:
  • 硬度检测:维氏硬度(HV30,≥1500)、洛氏硬度(HRA88-93)
  • 抗弯强度:断裂强度(MPa,参照ISO3327)、弹性模量(GPa)
  • 压缩强度:屈服点(MPa,参照ASTME9)
化学成分:
  • 钨含量:质量百分比(wt%,精度±0.1%)、钴粘结剂比例(6-20wt%)
  • 碳平衡:总碳量(%、参照GB/T5124)、游离碳检测(≤0.1%)
  • 杂质元素:铁、镍等痕量元素(ppm级,上限50ppm)
微观结构:
  • 晶粒度:WC晶粒尺寸(μm,参照ASTME112)、均匀性评级
  • 孔隙分布:A/B/C型孔隙(个数/cm²,参照ASTMB276)
  • 相组成:WC相纯度(XRD分析)、η相检测(无η相要求)
物理性能:
  • 热膨胀系数:室温至800℃(10⁻⁶/K,参照ASTME228)
  • 导热率:W/m·K(激光闪射法,参照ISO22007)
  • 磁性能:矫顽力(kA/m,用于钴含量间接验证)
表面特性:
  • 粗糙度:Ra值(μm,参照ISO4287)
  • 涂层附着力:划痕试验(N,参照ISO26443)
  • 腐蚀抗性:盐雾测试(小时,参照ASTMB117)
尺寸精度:
  • 几何公差:直径偏差(±0.01mm)、长度公差(±0.05mm)
  • 形状误差:圆度(μm)、平行度(μm)
失效分析:
  • 断裂韧性:KIC值(MPa·m¹/²,参照ASTME399)
  • 磨损率:体积损失(mm³/N·m,pin-on-disk法)
环境适应性:
  • 高温稳定性:密度变化率(%、1000℃热处理后)
  • 氧化抗性:增重率(mg/cm²,800℃空气暴露)
无损检测:
  • 超声波检测:声速(m/s,用于密度间接测量)
  • X射线探伤:内部缺陷(裂纹、气孔检出限0.1mm)

检测范围

1.WC-Co硬质合金:涵盖YG6至YG20系列,检测重点为钴含量对密度的影响及孔隙均匀性。

2.硬质合金切削刀具:包括钻头、铣刀等,侧重刃部密度一致性和涂层后密度验证。

3.硬质合金模具:冷镦模、拉伸模类,重点检测整体密度分布和抗压强度关联性。

4.矿用硬质合金:凿岩齿、钎头等,强调高冲击下的密度稳定性和耐磨性。

5.硬质合金耐磨零件:密封环、喷嘴类,核心检测表面密度和腐蚀抗性。

6.硬质合金轧辊:用于钢铁加工,重点分析体积密度与热疲劳性能。

7.硬质合金球齿:采矿设备用,检测孔隙率对断裂韧性的影响。

8.硬质合金涂层基体:CVD/P涂层前基材,密度测量确保涂层附着力。

9.硬质合金复合片:石油钻探用,侧重层间密度差异和界面完整性。

10.硬质合金粉末冶金坯料:烧结前材料,检测松装密度和压坯密度一致性。

检测方法

国际标准:

  • ASTMB311-17硬质合金密度测定方法(阿基米德原理)
  • ISO3369:2020不可渗透烧结金属材料密度测量
  • ASTME92-17维氏硬度测试标准
  • ISO3327:2019硬质合金抗弯强度试验
  • ASTME1019-18碳和硫分析标准
国家标准:
  • GB/T3850-2023硬质合金密度测定方法
  • GB/T3849-2022硬质合金硬度试验
  • GB/T5124-2020硬质合金化学分析方法
  • GB/T10422-2021烧结金属材料孔隙率检测
  • GB/T20255-2023硬质合金X射线荧光光谱分析
方法差异说明:ASTMB311使用蒸馏水作为浸渍液,而GB/T3850允许去离子水;ISO3369要求样品预处理温度控制更严格;硬度测试中ASTME92与GB/T3849在压头负载速率上存在差异;成分分析时GB/T5124采用化学滴定法,而国际标准偏好光谱法。

检测设备

1.电子天平:SartoriusCPA225D(量程0-220g,精度±0.0001g)

2.密度测定仪:MettlerToledoDE40(测量范围0.001-8.000g/cm³,温度补偿)

3.硬度计:WilsonVH3300(维氏硬度,负载1-50kgf,精度±1%)

4.万能材料试验机:Instron5967(载荷范围0.02-50kN,应变速率控制)

5.直读光谱仪:OBLFQSN750-II(元素检测限0.0001%,氩气环境)

6.X射线衍射仪:BrukerD8ADVANCE(角度范围5-80°,Cu靶)

7.金相显微镜:OlympusBX53M(放大倍率50-1000x,图像分析软件)

8.超声波探伤仪:OlympusEPOCH650(频率范围0.5-20MHz,A扫描功能)

9.热膨胀仪:NetzschDIL402Expedis(温度范围-160-1600℃,精度±0.1μm)

10.激光导热仪:NetzschLFA467HyperFlash(测量范围0.1-2000W/m·K)

11.盐雾试验箱:WeissTechnikSC450(温度控制35±2℃,喷雾量1-2mL/h)

12.磨损试验机:CSMInstrumentsPin-on-Disk(载荷1-50N,转速0-1000rpm)

13.高溫爐:NaberthermLHT08/18(最高温度1800℃,气氛控制)

14.图像分析系统:ClemexVisionPE(孔隙自动计数,精度±0.1%)

15.磁力仪:LakeShore7404(磁场范围0-3T,用于矫顽力测量)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

硬质合金密度分析
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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