硬質合金的密度直接反映其成分比例與燒結致密化程度,是判定產品是否合格的關鍵物性指標。目前工業上普遍采用基于阿基米德浮力法的固體密度計進行檢測,通過測量試樣在空氣中和液體中的質量差異求得體積,進而計算出密度值。以下為規范化檢驗流程。

一、環境準備與儀器校準
將密度計置于穩定水平的工作臺上,環境溫度宜控制在20℃±2℃,避免氣流與振動干擾。接通電源后預熱約30分鐘,使傳感器達到熱穩定狀態。
執行校準程序:先用標準砝碼(通常10g或20g)校驗稱重模塊,允許誤差為±0.001g;再將吊籃浸入裝有蒸餾水的液體槽中,按歸零鍵扣除吊籃與水自身的質量。蒸餾水需提前靜置2小時以上消除溶解氣泡。
二、試樣制備與稱重
選取具有代表性的硬質合金樣品,推薦質量范圍5~30g,形狀以規則塊體為宜。用碳化硅砂紙磨除表面氧化層及油污,置于無水乙醇中超聲波清洗5~10分鐘,再放入105℃烘箱內干燥30分鐘,轉移至干燥器中冷卻至室溫。操作時須使用潔凈鑷子夾取樣品,切忌用手直接觸碰,以免油脂附著影響稱量精度。
空氣中稱重:從干燥器中取出試樣,迅速置于密度計上方稱量盤,待示數穩定后記錄質量m?。液體中稱重:用吊籃將試樣移至液體槽內,確保浸沒且不與槽壁或槽底接觸,仔細觀察并清除表面附著氣泡(可用滴管沖洗),待示數穩定后記錄質量m?。
三、計算與結果判定
儀器內置微處理器自動依據阿基米德公式ρ = m?/(m?-m?)×ρ水完成計算。對于典型牌號YG8(含8%鈷),合格密度范圍通常為14.65~14.85 g/cm3;密度偏低可能說明合金內部存在孔隙或游離碳,偏高則可能混入高密度雜質或鈷含量偏低。每批次建議取3個試樣分別測量取平均值,各次測量值的相對偏差不應超過0.3%。
四、維護與合規
測量結束后應及時倒空液體槽,用軟布擦凈稱量盤與吊籃并蓋上防塵罩。儀器應每半年至一年校準一次。ISO《致密燒結金屬材料與硬質合金密度測定方法》規定:稱重10g以內試樣時,天平感量應為0.1mg,10g以上試樣的感量為稱重的0.001%。遵循上述流程,從樣品準備到獲得密度數據通常可在15分鐘內完成。