金相試樣加工工藝和對各種金相試樣的檢測,對了解金屬的質(zhì)量、性質(zhì)是非常重要的。金相試樣的表面加工的手段方法也是各有不同。但就我們國內(nèi)金屬試樣的加工水平來講,還是停留在比較原始的階段,就工藝而言,大多數(shù)還是手工操作。工藝流程大致是這樣:砂輪片研磨(找平),降冪顆粒的砂紙研磨(三~四次),拋光腐蝕后上鏡檢測。這樣的加工制備金屬試樣與今天高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)顯然不適合、不匹配。
采用專用研磨拋光設(shè)備,去掉手工操作,多快好省地加工出合格的金屬試樣,是科技時代的要求,更是今天加工金屬試樣技術(shù)要求的需要。
以往加工金屬試樣,在大學(xué)的試驗室或一般的廠礦的檢測中心,首先要加工一個適合手能拿住的金屬試樣�;蛘咝枰庸こ鲆粋大約20×20×20(mm)左右長的金屬塊(或棒)卡在專用的載料塊上,然后在砂輪機上研磨(所謂找平),為進行砂紙研磨打下一個基礎(chǔ)。接著要在不同顆粒度的砂紙上分別進行研磨,為下一步拋光做好準(zhǔn)備。拋光也要進行2~3次。這樣加工一個樣品需要10分鐘或更長(因材料而定)的時間。
如果采用專用研磨拋光設(shè)備,只要切割出10×10×10(mm)左右的金屬樣片,然后把樣片粘接在載料塊上(每次加工試樣多少,是由工藝要求而定)。專用研磨拋光設(shè)備有2個載料塊。可粘貼30多個上述尺寸的樣片。然后進行研磨3~4次。接著進行拋光2~3次。這樣一個過程較多需要30分鐘。平均每個試樣為1分鐘。
專用研磨拋光設(shè)備在效率上是手工的10倍。由于機械加工,不但表面質(zhì)量好,平整度也好,而且重復(fù)性也好。
用手工加工金屬試樣,用研磨拋光設(shè)備加工金屬試樣,兩者的工藝方法是有所不同的。用機械設(shè)備加工特別是對鋁、銅這樣較軟的材質(zhì),完全可以不用砂輪片、砂紙等這樣的不易平整的材料,研磨料在研磨盤上對試樣進行磨削,不但節(jié)省了材料的消耗,也保證了所加工金屬試樣的平整度。
一般金相試樣的加工,都是采用桃形孔的載料塊。將要加工的金屬試樣固定在每一個桃形孔中。固定金屬試樣時還要有一個專用的固定壓平的夾具。這樣固定好的待加工的試樣的加工面是不可能平的。為了提高效率就必須要在砂輪機上加工,磨出相對各個試樣的一個平面,為下一道加工工序作好準(zhǔn)備.這也是沒有辦法的辦法.但在砂輪機上加工的金屬試樣基片是很難保證平整度的.尤其是較硬的金屬.因為砂輪片在研磨時出現(xiàn)的凹凸面是很難修復(fù)平整的。
而我們把金相試樣粘接在載料塊上,代替桃形孔載料塊固定金相試樣。這樣,事先提供已切割好的試樣面是平的,從而可以不用砂輪片這一預(yù)磨找平工序,然后在專用研磨機上進行研磨,平整度是能夠充分保證的,是手工加工所不能達到的,而且加工容易,替代砂輪的研磨料,由于循環(huán)使用而降低了制備成本。
金相試樣由于使用專用研磨機,在降冪顆粒度的工序中,完全可以不用影響平整度不耐磨的高消耗材料的砂紙,而是分別采用不同顆粒度的研磨料,用攪拌循環(huán)泵輸送到磨盤上,進行粗磨、精磨工序。為拋光工序打下了良好的基礎(chǔ)。
在拋光工序中,采用專用的拋光墊,而且每一道拋光所使用的拋光墊材質(zhì)是不一樣的。拋光液也要和拋光墊相配合。每次拋光只需要1~2分鐘,就能夠很好的達到試樣的技術(shù)指標(biāo)。
由于工藝上的要求,在研磨拋光時,對所加工的金相試樣的壓力要求是不一樣的,是要變化的。
研磨時,追求的是各試樣表面的平整度和去層率(即效率),所以要有 適量大的壓力,盡可能在較短的時間內(nèi),磨出較好的平整度來,因此,載料塊的重量要適當(dāng)?shù)闹匾恍�,根�?jù)所粘接的金相試樣片的數(shù)量添加載料塊的配重。而在拋光時,由于這時的主要因素是改善金相試樣片的表面質(zhì)量,是需要減少對所加工金相試樣片的重量壓力。因此,這時候要減輕載料塊的配重,以符合拋光工序的要求。這樣就可加工出符合工藝要求的任何金相試樣來。
我們以加工合金鋁的金相試樣片為例。使用的設(shè)備,選用ZYP280型旋轉(zhuǎn)擺動重力式研磨拋光機4臺,一次可加工φ20mm或類似的方形材質(zhì)樣片30-40片。工藝流程如下:
切割成的20×20×10(mm)左右的鋁塊(或棒),進行厚度分類(等厚的為一組),粘接在載料塊上, 然后研磨(1)→研磨(2)→研磨(3)→拋光(1)→拋光(2)→拋光(3)→下片→清洗→腐蝕檢測。
其中研磨三道工序必須各用一臺ZYP280研磨機,拋光工序的三次拋光用一臺ZYP280型拋光機,必須更換三個不同材質(zhì)的拋光墊(有條件的話,較好是拋光工序?qū)C專用。沒有條件,也可用一至兩臺進行研磨、拋光,但拋光時要選用滴料器進行輸送拋光液)。
研磨的工序的磨料一般是W10、W5、W3的顆粒度,由泵供料,循環(huán)使用。
拋光工序則根據(jù)拋光墊的材質(zhì),配制相應(yīng)顆粒度W0.5和適當(dāng)濃度的拋光液,以適應(yīng)拋光的要求。
這樣的配置和工藝流程,也適合其他的金相試樣的加工,只是調(diào)整工序而已。
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