金屬粉末材料性能表征:激光粒度儀不同設(shè)備偏差分析

作者:江蘇威拉里——魏放


金屬粉末粒度檢測通常使用激光粒度儀,其原理是采用米氏散射原理,通過顆粒的衍射或散射光的空間分布來分析顆粒大小。由于粒度儀品牌眾多,其檢測結(jié)果也有差異。本文將選取目前主流激光粒度儀丹東百特9300st和馬爾文3000進(jìn)行對比,所選取的粉末種類有模具鋼18Ni300、CX,高溫合金GH4169、GH3536、GH3625和Al基粉末AlSi10Mg,主要測試兩種激光粒度儀對打印段粉末15-53um檢測結(jié)果的差異。

表1 設(shè)備基本參數(shù)表

粉末基體

馬爾文3000

丹東百特9000ST

顆粒折射率

顆粒吸收率

顆粒折射率

顆粒吸收率

Ni

1.96

0.1

1.98

1

Fe

2.9

0.1

2.86

1

Al

2.5

3.0

2.5

3


馬爾文3000激光粒度儀和丹東百特9000ST激光粒度儀基本參數(shù)設(shè)置如表1所示。兩臺(tái)設(shè)備的顆粒折射率設(shè)置差別不大,鎳基和鐵基顆粒吸收率不同,但由于這兩種基體粉末的顏色為深灰色,所以顆粒吸收率設(shè)置在0.1-1之間均在允許范圍之內(nèi),不會(huì)對結(jié)果產(chǎn)生太大的影響。


金屬粉末材料性能表征:激光粒度儀不同設(shè)備偏差分析的圖1 金屬粉末材料性能表征:激光粒度儀不同設(shè)備偏差分析的圖2

圖1 馬爾文和百特粒度儀對不同基體粉末檢測結(jié)果


通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,兩種設(shè)備對Fe基、Ni基和Al基三種粉末中的D(10)和D(50)檢測結(jié)果偏差相差不大,但是D(90)偏差值因基體而定。Fe基粉末,兩種設(shè)備檢測結(jié)果的偏差約3;Ni基粉末,兩種設(shè)備檢測結(jié)果的偏差約2;Al基粉末,兩種設(shè)備檢測結(jié)果的偏差約2。

此外,還發(fā)現(xiàn)兩種設(shè)備對于粗顆粒(D10≥75μm)檢測,整體結(jié)果偏差較大,其原因可能是兩種設(shè)備的進(jìn)樣結(jié)構(gòu)不同。馬爾文的進(jìn)樣頭在分散液中層的位置,丹東百特是從底部進(jìn)樣。在測試粒徑較粗的粉末時(shí),分散頭不能均勻分散樣品,造成分層現(xiàn)象,顆粒較大的粉末沉在下面,顆粒較小的粉末分散在中層或上層空間。因此,馬爾文檢測時(shí)選取中層樣品分析檢測,檢測結(jié)果偏小。而丹東百特選取底部樣品檢測,部分粗顆粒會(huì)進(jìn)入檢測系統(tǒng),造成檢測結(jié)果偏大的現(xiàn)象。

不同設(shè)備,不同檢測環(huán)境都會(huì)對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響,因此增材制造的應(yīng)用推廣,需要更多基礎(chǔ)研究和
標(biāo)準(zhǔn)建立,威拉里新材料愿與各位有志之士共同攜手。


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