超硬磨料冲击韧性检测 抗压强度 杂质检测

超硬磨料冲击韧性检测、抗压强度检测及杂质检测方法及要点如下：

一、冲击韧性检测

1. 检测原理
   通过钢球冲击超硬磨料颗粒，计算未破碎颗粒的百分率（TI值）来表征韧性。TI值越高，韧性越好。

2. 检测方法

• 方法一（常用）：
  取一定量超硬磨料基本粒，连同钢球装入试样管，在冲击仪上按固定频率冲击一定次数后筛分，计算未破碎率（筛上物质量与原始质量之比）。
  特点：操作简便，但需根据磨料品级调整冲击次数以保证实验性（未破碎率在40%~60%之间灵敏度Zui高）。

• 方法二（标准应用）：
  通过两次实验，以未破碎率为50%时的冲击次数或时间表征韧性。
  特点：操作复杂，但可兼顾不同品级磨料的比较，适用于FEPA标准、前苏联标准及我国标准。

3. 热冲击韧性检测

• 原理：将磨料加热至高温（如金刚石900℃或1100℃，CBN 1000℃或1100℃）后冷却，再进行冲击韧性测定（TTI值）。

• 步骤：

• 设备：TTI加热炉（电阻丝加热或硅碳管加热，钟罩式或管式）。

1. 将磨料与钢球装入试样管，加热至目标温度后冷却。

2. 按冲击韧性方法测定未破碎率，以未破碎率为50%时的冲击次数表征热冲击韧性。

4. 检测意义
   TI与TTI值反映磨料的耐冲击和耐热性能，差值大小反映热稳定性。TI代表理论强度，TTI代表实际使用强度。

二、抗压强度检测

1. 检测原理
   通过单颗粒抗压强度测定仪，测量单粒人造金刚石或立方氮化硼（CBN）在静压作用下破碎时的负荷值（牛顿）。

2. 检测方法

• 设备：单颗粒抗压强度测定仪（硬质合金压头与垫片材质为YG6X，硬度不小于91HRA）。

• 步骤：

1. 取样：按标准缩分待检料至1g左右，匀取适量置于载玻片上。

2. 测量：依次镊取一粒磨料，量出颗粒尺寸后逐渐加荷直至破碎，记录负荷值。

3. 计算：测满40粒后，求出负荷算术平均值，舍去超过平均值一倍的值，余数再求平均值即为抗压强度值。

3. 适用范围
   粒度为16/20~100/120的人造金刚石和CBN。

三、杂质检测

1. 外部杂质检测

• 定义：人造金刚石磨料中的非金刚石物质，以颗粒百分数表示。

• 方法：

1. 取样：按标准缩分待检料至适量，置于载玻片上。

2. 观察：用显微镜调至适当倍率，沿直线方向检查至少100粒，记录外部杂质颗粒数。

3. 计算：外部杂质含量（%）= 外部杂质颗粒数 / 总检查颗粒数 × 。

2. 内部杂质检测

• 定义：人造金刚石晶体内部的包裹体或杂质原子，以高温灼烧后残留物质量占原试样质量的百分数表示。

• 方法：

1. 取样：按标准缩分待检料至适量，称取试样约0.5g（至0.0001g）。

2. 灼烧：放入预先在800℃高温炉中灼烧至恒重的石英皿或陶瓷皿中，置于800℃±10℃的高温炉中灼烧1小时，取出冷却后称量，反复灼烧至恒重。

3. 计算：内部杂质含量（%）= (灼烧后石英皿+试样灼烧残留物质量 - 灼烧至恒重的石英皿质量) / 试样质量 × 。

3. 其他杂质检测方法

• SEM-EDS（扫描电子显微镜-能谱分析）：在微观层面上识别并定量分析镀层金属（如Ti、Ni）的厚度和成分。

• 扫描电子显微镜（SEM）：观察磨料颗粒表面特征，分析是否符合加工要求。

• X射线荧光光谱法（XRF）：快速非破坏性测试，适用于确定材料中的元素组成。

• 电感耦合等离子体光谱法（ICP-OES）：测定Al₂O₃、SiC、B₄C等主要成分及微量元素的含量。

• 化学成分分析：

• 颗粒形貌分析：

• 镀层分析：