金相制樣指南
作者：發(fā)布時間 : 2019-11-17 類型：權(quán)威檢測標(biāo)簽： 認(rèn)證證書Discotom切割機(jī)
得到一個盡可能無變形的平表面才能迅速而容易地進(jìn)行下一步制樣，最合適的切割法是濕式砂輪片切割法，這種方法所造成的損傷與所用的時間相比是最小的。濕式砂輪片切割使用的砂輪片是由研磨料和粘合劑合成的。工作時，冷卻液沖刷砂輪片以避免摩擦熱對樣品造成的熱損傷。
砂輪片的選擇
按照所需切割的材料不同，選擇不同組份的砂輪片，主要依材料的硬度和韌性來選擇。按照材料的性質(zhì)來正確選擇砂輪片是十分重要的。只有砂輪片合適，才能保證切割的樣品表面變形小、平整度好，以便快速地得到所需的制樣結(jié)果。
鑲嵌樣品
金相樣品鑲嵌（以下簡稱鑲樣），是指在試樣尺寸較小或者形狀不規(guī)則導(dǎo)致研磨拋光苦難而進(jìn)行的鑲嵌或夾持來使試樣拋磨方便，提高工作效率及實驗的準(zhǔn)確性的工藝方法。鑲樣一般分為冷鑲和熱鑲。
冷鑲
冷鑲示意圖
冷鑲應(yīng)用：對溫度及壓力極敏感的材料，以及微裂紋的試樣，應(yīng)采用冷鑲的方式，將不會引起試樣組織的變化。
冷鑲材料：一般包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚脂樹脂。
環(huán)氧樹脂：收縮率低，固化時間長；邊緣保護(hù)好，用于真空浸漬，適用于多孔性材料；
丙烯酸樹脂：黃色或白色，固化時間短，適用于大批量形狀不規(guī)則的試樣鑲樣；對有裂紋或孔隙的試樣有較好的滲透性；特別適用于印刷電路板封裝；
聚酯樹脂：黃色、透明、固化時間較長；適用于大批量無孔隙的試樣制樣，適用期長；
CitoVac真空浸漬設(shè)備
真空浸漬：多孔材料（如陶瓷或熱噴涂層）需要進(jìn)行真空浸漬。樹脂可強(qiáng)化這些脆弱的材料，可以最大程度地減少制備缺陷（如拔出、裂紋或未打開的孔隙）。只有環(huán)氧樹脂可用于真空浸漬，因為它們具有低粘度和低蒸汽壓特性?？蓪晒馊玖吓c環(huán)氧樹脂混合使用，以便于在熒光燈下找出一切填充過的孔隙。
冷鑲試樣
熱鑲
熱鑲示意圖
熱鑲應(yīng)用：適用于低溫及壓力不大的情況下不發(fā)生變形的樣品。
熱鑲材料：目前一般多采用塑料作為鑲嵌材料。鑲嵌材料有熱凝性塑料（如膠木粉）、熱塑性塑料（如聚氯乙烯）、冷凝性塑料（環(huán)氧樹脂加固化劑）及醫(yī)用牙托粉加牙托水等。膠木粉不透明，有各種顏色，而且比較硬，試樣不易倒角，但抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿的耐腐蝕性能比較差。聚氯乙烯為半透明或透明的，抗酸堿的耐腐蝕性能好，但較軟。
CitoPress鑲樣機(jī)
鑲樣
熱鑲試樣
鑲樣缺陷及解決方法
機(jī)械制樣
研磨
粗磨
一般材料都用砂輪機(jī)粗磨。操作時應(yīng)利用砂輪側(cè)面，以保證試樣磨平。要注意接觸壓力不宜過大同時要不斷用水冷卻，防止溫度升高造成內(nèi)部的組織發(fā)生變化。粗磨完成后，試樣外邊緣應(yīng)倒角，以免在以后的工序過程中會將砂紙或拋光物拉裂，甚至還可能會被拋光物鉤住而被拋飛出外，造成事故。
鑲樣倒角
精磨
細(xì)磨的目的是消除粗磨遺留下來的深而粗的磨痕，為拋光做準(zhǔn)備。細(xì)磨本身包括多道操作，即在各號砂紙上從粗到細(xì)順序進(jìn)行。目前，主流的精磨方式為濕式機(jī)械精磨，細(xì)精磨時一般依次從W40號開始，逐一更換細(xì)一號的砂紙推磨，一般鋼鐵試樣磨到W10號砂紙，軟材料如鋁、鎂等合金可磨到W5號砂紙。每換下一號細(xì)砂紙時，應(yīng)將磨面方向應(yīng)旋轉(zhuǎn)90°，以便觀察上次磨痕是否磨掉。 在細(xì)磨較軟的金相試樣時，如鋁、鎂、銅等有色金屬是應(yīng)該在砂紙上涂一層潤滑劑，可防止砂粒嵌入軟金屬材料內(nèi)，同時減少表面撕損現(xiàn)象。
拋光
LaboSystem研磨和拋光設(shè)備
拋光的目的是除去金相試樣磨面上由細(xì)磨留下的磨痕，成為平整無疵的鏡面。拋光結(jié)果在很大程度上取決于前幾道工序的質(zhì)量，故拋光之前應(yīng)仔細(xì)檢查磨面磨痕是否為單一方向且均勻，否則應(yīng)重新磨光，以免白費(fèi)時間。
拋光通常在專用的金相樣品拋光機(jī)上灑以適量的拋光液后進(jìn)行，轉(zhuǎn)速一般在200～600r/min，粗拋時轉(zhuǎn)速較高，精拋或拋軟材料時轉(zhuǎn)速較低。在拋光盤上蒙一層織物，粗拋時常用帆布、粗呢等，精拋時常用絨布、細(xì)呢金絲絨與絲綢等。
拋光耗材
拋光注意事項：
拋光時將試樣的磨面應(yīng)均勻地、平正地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上。壓力不宜過大，并從邊緣到中心不斷地作徑向往復(fù)移動。
拋光過程中要不斷噴灑適量的拋光液。若拋光布上地光液太多，會使鋼中夾雜物及鑄鐵中的石墨脫落，拋光面質(zhì)量不佳；若拋光液太少，將使拋光面變得晦暗而有黑斑。
后期應(yīng)使試樣在拋光盤上各方向轉(zhuǎn)動，以防止鋼中夾雜物產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象。
盡量減少拋光面表層金屬變形的可能性，整個拋光時間不宜過長，磨痕全部消除，出現(xiàn)鏡面后，拋光即可停止。試樣用水沖洗或用酒精洗干凈后就可轉(zhuǎn)入浸濕或直接在顯微鏡下觀察。
研磨拋光常見缺陷及應(yīng)對措施
1、劃痕 劃痕即是樣品表面上的線性凹槽，是由研磨粒子造成的。
金剛砂拋光之后，殘存非常深的垂直刮痕。放大：200x
應(yīng)對措施：
確定在粗磨后，試樣座上所有樣品的表面都均勻地布滿同樣的 磨痕花樣；
必要時重新進(jìn)行粗磨；
每一道步聚后均應(yīng)仔細(xì)清潔樣品和試樣座，以去掉前一道工序中的大研磨粒子對磨/拋用具的干擾；
如果在現(xiàn)行的拋光工序后仍有前面工序留下的磨痕，請先增加 25~50%的制樣時間。
2、褶皺 樣品較大區(qū)域發(fā)生的塑性變形稱為褶皺，當(dāng)不恰當(dāng)?shù)厥褂醚心チ稀櫥瑒┗驋伖獠紩r，或者它們的搭配不合適，都將使研磨料象鈍刀一樣作用在作品表面，推擠表面，致使出現(xiàn)皺褶。
易延展軟鋼上的褶皺。放大：15x,DIC
應(yīng)對措施：
潤滑劑：檢查潤滑劑的用量。潤滑劑量太少時常發(fā)生推擠，必要時應(yīng)加大潤滑劑用量。
拋光布：由于拋光布的高回復(fù)性，研磨料會被深深壓入拋光布的底部而無法起到研磨作用。請參照61頁上的表來更換回復(fù)性差的拋光布。
研磨料：金剛石的顆粒尺寸可能太小，致使無法壓入樣品進(jìn)行研磨。請使用大顆粒研磨料。 3、偽色 偽色就是對樣品表面的非正常著色，主要的原因是由于接觸了外來物質(zhì)。
由于樹脂與樣品之間的間隙引起的試樣染色。放大：20x
應(yīng)對措施：
鑲樣時避免在樣品和樹脂間有留下縫隙
各道制樣工序后立即清洗并干燥樣品。
在氧化物拋光的最后10秒里，用涼水沖洗拋光布，使樣品和拋光布同時得到清洗，最終拋光后避免使用壓縮空氣干燥樣品，因為壓縮空氣含有油或水。
保存樣品時，不能將樣品置于空氣中，因為濕氣可能浸蝕樣品。應(yīng)該將樣品保存在干燥皿中。
4、變形 塑性變形（也可稱為冷加工）可能導(dǎo)致在研磨、精研或拋光之后存在表面下缺陷?？稍谖g刻之后首先看到殘余的塑性變形。
短變形線，限于單個顆粒。放大：100x DIC
應(yīng)對措施： 變形是一種浸蝕后即刻顯現(xiàn)的假象（化學(xué)、物理或光浸蝕）。
如果在明場下觀察未浸蝕樣品時仍可見到懷疑是變形線的形貌，請首先參看“劃痕”這一節(jié)看看如何改進(jìn)制樣方法。
5、邊緣磨圓 當(dāng)使用回復(fù)性高的拋光布時，有時會同時研磨樣品的表面和側(cè)面，這種效應(yīng)稱為邊緣磨圓。果樹脂的磨損速率大于樣品，則會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
