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原文传递一种用于表征增材制造有色金属性能的试样及其制备方法

专利名称：	一种用于表征增材制造有色金属性能的试样及其制备方法
摘要：	本发明提供了一种用于表征增材制造有色金属性能的试样及其制备方法，属于材料微观分析技术领域。该方法包括：采用冷镶嵌模式包覆待处理试样，随后依次进行研磨、机械抛光和离子抛光以完全除去待处理试样的待测区域残余制备应力层。冷镶嵌过程中不对待处理试样进行加热加压。该方法能够完美消除试样表面残余制备应力层，解决背散射衍射技术和纳米压痕技术测量测量深度小于待测表面形变层厚度而导致测量结果不准确问题，达到准确表征增材制造有色金属各向力学性能和微观结构的效果。该方法制备的试样的测试区域残余制备应力层厚度为零，满足了电子背散射技术和纳米压痕仪技术测量对样品的严苛要求，达到准确表征材料微观结构和力学性能的目的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东省新材料研究所
发明人：	况敏;刘敏;黄健;邓畅光;马文有;陈焕涛;张玉桧;王昊;胡芳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910588363.4
公开号：	CN110286012A
代理机构：	北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	徐丽
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	510000 广东省广州市天河区长兴路363号
主权项：	1.一种用于表征增材制造有色金属性能的试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用冷镶嵌模式包覆有色金属的待处理试样，随后依次进行研磨、机械抛光和离子抛光以完全除去所述待处理试样的待测区域残余制备应力层，制得所述试样；其中，冷镶嵌过程中不对所述待处理试样进行加热加压；优选地，所述增材制造有色金属包括以选区激光熔化方式制造-有色金属及其合金，所述有色金属包括Al、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Sn、Pb、W及Mo中的任意一种。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，冷镶嵌包括：将冷镶嵌剂于负压、常温条件下包覆所述待处理试样，随后静置；优选地，冷镶嵌的负压为1×10-2至1×10-3MPa，更优为1×10-3MPa；优选地，冷镶嵌的温度为20-24℃，更优为22℃；优选地，所述冷镶嵌剂包括环氧树脂；优选地，静置时间为20-28h；优选地，冷镶嵌之前，还包括准备所述待处理试样：于切割转速为2000-2400rpm以及给进速度为0.03-0.04mm/s的条件下切割截取有色金属以得到待用尺寸的待处理试样；优选地，切割转速为2200rpm，给进速度为0.035mm/s；优选地，切割采用金刚石材质工具进行。 3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，研磨包括第一次研磨，第一次研磨的条件包括：研磨工具旋转速度为280-320rpm，夹持头旋转速度为130-170rpm，载荷压力为25-35N，第一次研磨时间为0.2-0.3min；优选地，研磨工具旋转速度为300rpm，夹持头旋转速度为150rpm，载荷压力为30N，研磨时间为0.2-0.25min；优选地，所述夹持头与所述研磨工具的旋转方向相同；优选地，研磨采用砂纸进行；更优地，所述砂纸包括SiC砂纸，更优地，所述SiC砂纸包括320号SiC砂纸或500号SiC砂纸；优选地，第一次研磨过程中加入有第一冷却润滑剂；更优地，所述第一冷却润滑剂包括水。 4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，研磨包括第二次研磨，第二次研磨的条件包括：研磨工具旋转速度为130-170rpm，夹持头旋转速度为120-170rpm，载荷压力为20-30N，第二次研磨时间为4-6min；优选地，第二次研磨的载荷压力低于第一次研磨的载荷压力；优选地，研磨工具旋转速度为150rpm，夹持头旋转速度为150rpm，载荷压力为25N，研磨时间为4-5min；优选地，所述夹持头与所述研磨工具的旋转方向相同；优选地，研磨采用金刚石制得的研磨盘进行；更优地，所述研磨盘中金刚石的颗粒直径为8-10μm，更优地，所述金刚石的颗粒直径为9μm；优选地，第二次研磨过程中加入有第二冷却润滑剂；更优地，所述第二冷却润滑剂包括含有金刚石颗粒的悬浮液；更优地，所述悬浮液中金刚石颗粒的粒径与所述研磨盘中金刚石的颗粒直径相等。 5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，机械抛光的次数为多次，前一次机械抛光的载荷压力高于后一次机械抛光的载荷压力；优选地，按操作先后顺序，机械抛光过程中的载荷压力呈梯度降低；优选地，第一次机械抛光的载荷压力为20-30N，最后一次机械抛光的载荷压力为5N；优选地，机械抛光包括第一次机械抛光，第一次机械抛光的条件包括：抛光工具的旋转速度为120-180rpm，夹持头的旋转速度为120-180rpm，载荷压力为20-30N，第一次抛光时间为1.5-2.5min；优选地，第一次抛光过程中所述抛光工具的旋转速度为150rpm，夹持头旋转速度为150rpm，载荷压力为25N，第一次抛光时间为2.3min；优选地，所述夹持头与所述抛光工具的旋转方向相同；优选地，第一次抛光采用羊毛平纹机织物抛光盘进行；优选地，第一次抛光过程中加入有第三冷却润滑剂；更优地，所述第三冷却润滑剂包括含有SiC颗粒的悬浮液；更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为2-4μm，更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为3μm。 6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，机械抛光还包括第二次机械抛光，第二次机械抛光的条件包括：抛光工具旋转速度为120-180rpm，夹持头旋转速度为120-180rpm，载荷压力为10-20N，第二次抛光时间为1.5-2.5min；优选地，第二次抛光过程中，所述抛光工具的旋转速度为150rpm，夹持头的旋转速度为150rpm，载荷压力为15N，第二次抛光时间为2min；优选地，所述夹持头与所述抛光工具的旋转方向相同；优选地，第二次抛光采用合成短羊毛绒抛光盘进行；优选地，第二次抛光过程中加入有第四冷却润滑剂；更优地，所述第四冷却润滑剂包括含有SiC颗粒的悬浮液；更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为0.8-1μm，更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为0.9μm。 7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，机械抛光还包括第三次机械抛光，第三次机械抛光的条件包括：抛光工具的旋转速度为120-180rpm，夹持头的旋转速度为120-180rpm，载荷压力为5-10N，第三次抛光时间为1-2min；优选地，第三次抛光过程中，所述抛光工具的旋转速度为150rpm，夹持头的旋转速度为150rpm，载荷压力为10N，第三次抛光时间为1.5min；优选地，所述夹持头与所述抛光工具的旋转方向相同；优选地，第三次抛光采用合成短羊毛绒抛光盘进行；优选地，第三次抛光过程中加入有第五冷却润滑剂；更优地，所述第五冷却润滑剂包括含有SiC颗粒的悬浮液；更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为0.8-1μm，更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为0.9μm。 8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，机械抛光还包括第四次机械抛光，第四次机械抛光的条件包括：抛光工具的旋转速度为120-180rpm，夹持头的旋转速度为120-180rpm，载荷压力为5N，第四次抛光时间为1-2min；优选地，第四次抛光过程中，所述抛光工具的旋转速度为150rpm，夹持头的旋转速度为150rpm，载荷压力为5N，第四次抛光时间为1.5min；优选地，所述夹持头与所述抛光工具的旋转方向相同；优选地，第四次抛光采用合成短羊毛绒抛光盘进行；优选地，第四次抛光过程中加入有第六冷却润滑剂；更优地，所述第六冷却润滑剂包括含有SiC颗粒的悬浮液；更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为0.8-1μm，更优地，所述悬浮液中SiC颗粒的粒径为0.9μm。 9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，离子抛光包括：采用离子溅射方法除去机械抛光后的待处理试样的表面残留的形变层；优选地，离子抛光的时间为50-70min，优选60min；优选地，离子抛光所用的离子枪与样品台夹角呈5.5-6.5°，更优为6°；优选地，离子抛光之前，还包括除去所述冷镶嵌剂以露出全部金属基体。 10.一种用于表征增材制造有色金属性能的试样，其特征在于，由权利要求1至9任一项所述的制备方法制备而得；所述试样的待测区域残余制备应力层厚度为0。
所属类别：	发明专利