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淺談金相試樣拋光機(jī)的狀況(一)
  發(fā)布時(shí)間:2014年01月06日 點(diǎn)擊數(shù):

  材料是人類(lèi)生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),它可以直接反映出人類(lèi)文明的程度。金屬材料的力學(xué)性能不僅與它的化學(xué)成分有關(guān),也與它的組織結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。了解它們之間的關(guān)系并掌握它們之間的變化規(guī)律,進(jìn)行正確的金相分析是有效使用材料所必需的。
  要進(jìn)行金相分析,就必須制備能用于微觀觀察檢驗(yàn)的樣品—金相試樣。通常,金相試樣制備要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟:取樣、鑲嵌、磨光(粗磨和細(xì)磨)和拋光。每項(xiàng)操作都必須嚴(yán)格細(xì)心因?yàn)槿魏坞A段的失誤都可能影響以后的步驟,在極端的情況下,不正確的制作可能造成假組織,從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論川。金相試樣的制備是通過(guò)切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨/拋光機(jī)來(lái)完成的,金相試樣的最終質(zhì)量是由拋光工序決定的,拋光是金相制樣過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán)。拋光是將試樣上磨制產(chǎn)生的磨痕及變形層去掉,使其成為光滑鏡面的最后工序。拋光試樣的方法有機(jī)械拋光、電解拋光、化學(xué)拋光以及復(fù)合拋光等。機(jī)械拋光是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的拋光方法,其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質(zhì)的試樣和其他條件(如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等)的情況下具有最高的拋光速率選擇可靠性高的金相試樣拋光機(jī),可以提高制樣效率和質(zhì)量,減少試樣廢品率,從而降低成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,獲得樣品質(zhì)量的高度一致性。
  拋光操作的關(guān)鍵是要設(shè)法得到最大的拋光速率,以便盡快除去磨光時(shí)產(chǎn)生的損傷層。同時(shí)也要使拋光損傷層不會(huì)影響最終觀察到的組織,即不會(huì)造成假組織。這兩個(gè)要求是矛盾的。前者要求使用較粗的磨料,以保證有較大的拋光速率來(lái)去除磨光的損傷層,但拋光損傷層也較深;后者要求使用最細(xì)的材料,使拋光損傷層較淺,但拋光速率低。解決這個(gè)矛盾的最好的辦法就是把拋光分為兩個(gè)階段進(jìn)行。首先是粗拋,目的是去除磨光損傷層,這一階段應(yīng)具有最大的拋光速率,粗拋形成的表層損傷是次要的考慮,不過(guò)也應(yīng)當(dāng)盡可能?。黄浯问蔷珤?或稱(chēng)終拋),其目的是去除粗拋產(chǎn)生的表層損傷,使拋光損傷減到最小。
  拋光時(shí),試樣磨面與拋光盤(pán)應(yīng)絕對(duì)平行并均勻地輕壓在拋光盤(pán)上,注意防止試樣飛出和因壓力太大而產(chǎn)生新磨痕。同時(shí)還應(yīng)使試樣自轉(zhuǎn)并沿轉(zhuǎn)盤(pán)半徑方向來(lái)回移動(dòng),以避免拋光織物局部磨損太快在拋光過(guò)程中要不斷添加微粉懸浮液,使拋光織物保持一定濕度。濕度太大會(huì)減弱拋光的磨痕作用,使試樣中硬相呈現(xiàn)浮凸和鋼中非金屬夾雜物及鑄鐵中石墨相產(chǎn)生“曳尾”現(xiàn)象;濕度太小時(shí),由于摩擦生熱會(huì)使試樣升溫,潤(rùn)滑作用減小,磨面失去光澤,甚至出現(xiàn)黑斑,輕合金則會(huì)拋傷表面。
  為了達(dá)到粗拋的目的,要求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速較低,最好不要超過(guò)500r/min;拋光時(shí)間應(yīng)當(dāng)比去掉劃痕所需的時(shí)間長(zhǎng)些,因?yàn)檫€要去掉變形層。粗拋后磨面光滑,但黯淡無(wú)光,在顯微鏡下觀察有均勻細(xì)致的磨痕,有待精拋消除。精拋時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)速度可適當(dāng)提高,拋光時(shí)間以?huà)伒舸謷伒膿p傷層為宜。精拋后磨面明亮如鏡,在顯微鏡明視場(chǎng)條件下看不到劃痕,但在相襯照明條件下則仍可見(jiàn)到磨痕。
  金相試樣拋光質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響試樣的組織結(jié)構(gòu),已逐步引起有關(guān)專(zhuān)家的重視。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外在拋光機(jī)的性能上作了大量的研究工作,研究出不少新機(jī)型、新一代的拋光設(shè)備,正由原來(lái)的手動(dòng)操作發(fā)展成為各種各樣的半自動(dòng)及全自動(dòng)拋光機(jī)。
  制約我國(guó)金相試樣制備技術(shù)發(fā)展的因素:
  縱觀國(guó)內(nèi)外拋光機(jī)的狀況,國(guó)內(nèi)研發(fā)的拋光機(jī)在性能和外觀等方面還存在一定差距。例如,國(guó)內(nèi)研制的拋光機(jī)多數(shù)機(jī)型的拋光盤(pán)為單盤(pán)或雙盤(pán),有水龍頭,但冷卻條件差由于冷卻條件差,試樣表面易發(fā)熱變灰暗,而且會(huì)繼續(xù)增厚形變擾動(dòng)層,對(duì)快速拋光好試樣帶來(lái)麻煩;拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速固定不變,而金相試樣制備過(guò)程不允許組織變形,軟相(石墨)脫落,硬相(碳化物)浮凸,拋光后試樣表面應(yīng)光亮如鏡、無(wú)磨痕。為此,不同性質(zhì)的材料,需采取不同措施。而國(guó)外研制的全自動(dòng)拋光機(jī),能夠自動(dòng)控制冷卻液的流量,整個(gè)操作過(guò)程采用全自動(dòng)化模式,節(jié)省了人工并有效地提高了研究效率與質(zhì)量。
 

                      ——本文摘自《中國(guó)金屬制品網(wǎng)》