金刚石微粉的质量检验剖析.doc

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1、金刚石微粉的质量检验通常磨料的粒径在54微米以下的粉状物料称为微粉，微粉中颗粒直径小于5微米的又称为精微粉。3.5微米以粗的微粉采用沉降法分选，3.5微粉以细的混合料采用离心法分选。金刚石微粉主要用于非金属硬脆材料的精磨、研磨和抛光。一般0~0.5微米至6~12微米用于抛光；5~10微米至12~22微米用于研磨；20~30微米以粗用于精磨。金刚石微粉主要用于以下四个方面：〔1〕直接使用微粉或制成研磨膏，广泛用于硬质合金、高铝陶瓷、光学玻璃、仪表宝石、半导体等材料制成的刃具、量具、光学仪器、电子器件等精密零件，其加工粗糙度可以达到镜面效果。〔2〕金刚石微粉大量用于制造精磨片、超精磨片、电

2、镀制品。〔3〕金刚石微粉是制造多晶金刚石烧结体的主要原料，如地质、石油钻头，切削工具、拉丝模等。〔4〕用于研磨液和抛光液的制造。金刚石微粉主要做研磨和抛光用，粒度的控制特别重要，只要有超尺寸的粗颗粒就会造成工件划伤，使前道工序的工作前功尽弃，因此微粉质量检查是保证微粉产品质量的重要环节。只有认真对待才能生产出高质量的微粉，满足用户使用的需求。金刚石微粉的质量检验，采用国家标准JB/T7990—2012规定的方法检验，主要包括尺寸范围、粒度分布、颗粒形状、杂质含量、标志和包装。主要粒度分别为M0/0.25M0/0.5M0/1M0.5/1M1/2M2/4M3/6M4/8M5/10M6/12

3、M8/12M8/16M10/20M15/25M20/30M25/35M30/40M35/55M40/60M50/70。特殊应用的粒度尺寸范围由供需双方商定。下表是M0.5/1的尺寸范围D50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时候所对应的粒度，它的物理意义是粒径大于它的颗粒数占50%，小于它的颗粒数也占50%，D50也叫中位径或中值粒径，常用来表示粉体的平均粒度。在生产实践中，主要采用激光衍射法测量金刚石微粉颗粒直径，常用仪器有英国马尔文Mastersizer2000激光粒度分析仪、美国Microtrac公司的S3500系列激光粒度分析仪和X100激光粒度分析仪器等。激光粒度分析

4、仪器的原理是，当光线照射到颗粒上时，散射和衍射就会发生，其散射和衍射光的强度均与粒子的大小有关，观察其光强度，可应用夫琅和费衍射理论和Mie散射理论求得颗粒直径分布。使用Mie散射理论进行计算，在测量时候要注意粉体的分散问题，避免粉体颗粒团聚。激光粒度分析仪器的优点是测量方便快捷，重现性高，能很好地测出样品的粒度分布曲线和集中度。越是球状颗粒，测量得越准确，在行业中普遍采用。它的缺点是对不规则形状和长条颗粒测得不准确，数值测量偏低。这可能与它本事测量原理有关。在软件测量计算时，把不规则形状和长条颗粒折算成球形，然后计算出球体直径作为颗粒尺寸，所以测量数据偏低。为了克服这个缺点，在生产实

5、践中，采用图像法和生物显微镜法进行检验，主要检查大颗粒和长条颗粒，采用激光粒度分析仪和显微镜检验相互结合的双检法，保证了微粉的质量，国内主要微粉厂家河南华晶微钻、漯河泰隆超硬材料有限公司、河南四方达、河南联合磨料、河南惠丰等，在生产中得到广泛的应用。下图是国内M0.5/1.5微粉的激光粒度分析仪的报告，该微粉粒度分布集中，很均匀。微粉的颗粒尺寸测量，有多种仪器可以使用，例如：生物显微镜、投影显微镜、图像分析仪、投射式电子显微镜、扫描电子显微镜、库尔特粒度分析仪等。在使用生物显微镜观察微粉时，选择合适的放大倍数。观察1.5微米以细的微粉，最好放大1500倍或者2000倍观察，效果比较好，

6、生物显微镜观察最细微粉到0.25微米。小于0.25微米的微粉，最好采用扫描电子显微镜观察。微粉的粒度分布对材料的切削效率及研磨粗糙度都有一定的影响。对精磨和抛光工艺来说，总是要求微粉中粗粒含量要少，长条颗粒要少，基本粒度含量要高，要集中，粒度组成均匀。特别是用于电镀制品的微粉，要求微粉的等高性要好，粒度组成均匀，这样在电镀时候比较容易控制微粉的出刃高度，制品使用效果好。下图是国内质量比较好的W1的金刚石微粉照片，粒度分布均匀。以下是放大1500倍的生物显微镜照片。微粉的颗粒形状，在抛光时，以近似球形颗粒和等积形为好。在微粉标准中，针棒状颗粒是指，长轴与短轴之比超过3:1的针状或棒状颗粒

7、。超过最大颗粒尺寸的针棒状颗粒，在微粉中不能有，但长度在最大公称尺寸和最大颗粒之间的针棒状颗粒，允许不超过3％。在显微镜下透光观察是透明的片状颗粒，尺寸小于D5尺寸的可以不计，金刚石微粉中片状颗粒不超过5％。各种粒度的金刚石微粉杂质含量不超过2％，含有金属杂质和非金属杂质，主要有：Si、Fe、Mn、Co、Ni、Ti、Ca、Mg、Na等，复合片微粉要求的质量比较高，杂质含量控制在约50PPM以内。用燃烧失重法测定微粉中的杂质，从样品中称取0.5克