金刚石微粉的质量检验剖析.pdf

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 M0/0.25 M0/0.5 M0/1 M0.5/1 M1/2 M2/4 M3/6 M4/8 M5/10 M6/12 M8/12 M8/16 M10/20 M15/25 M20/30 M25/35 M30/40 M35/55 M40/60 M50/70 。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 Mastersizer 2000 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，生物显微镜观察最细微