当如何全自动制备金相试样

如何全自动制备金相试样

由于研究材料各异，金相试样制样的方法多种多样，其程序通常可分为取样 镶样 研磨 抛光和浸蚀等几个主要工序。

大家都知道，用最硬或最软的材料制作金相样品是最困难的，尤其是纯铜材料比较软而且塑性很好，用力太大又容易出现孪晶。在手工制样时代只有老同志才能制出好的金相样品。如今全自动制样设备的出现，使制样简单快捷，无需更多的技巧，每个人都可以制出合格的金相试样。本文就以纯铜为例，简要介绍自动经过将近1年的缓冲过渡期后制样的过程，所采用设备是目前国内最好的金相试样设备制造企业莱州市蔚仪试验器械制造有限公司的全自动制样设备。

1.取样

取样部位及检验面的选择取决于被分析材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程，应选择有代表性的部位。金相试样是整个零件的一小部分，为了制作方便和利于在显微镜下观察，试样不宜太重、太大，一般取直径10～15mm的圆柱体或每边长10～15mm的立方体，可以放到镶样机模具中即可。

莱州市蔚仪试验器械制造有限公司生产的LDQ-350A型手自动金相试样切割机是利用高速旋转的薄片砂轮来截取金相试样(见图1)。切割机可以自动切割，也可以手动切割。自动可以调节切割速度，尤其是夹具设计特别精巧，任意不规则形状的试样都可以夹持，很适合于金相、电镜试样多为不规则的特性，并且附有环保冷却装置，用来带走切首先要走资源节俭型发展道路割时所产生的热量和润滑作用，因而避免了试样过热而使组织发生烧伤。纯铜试样材料较软，用普通的砂轮片既可切割。

图1 LDQ-350A型手自动金相试样切割机

2.镶样

由于切取试样的大小、尺寸和形状都不规则，也不统一，尤其是一些带、丝、片、管和颗粒的制备试样十分困难，都不可以用来自动磨样(就是手动也很困难)，最好把试样镶嵌起来，让这些试样的外形、尺寸一致。镶嵌分冷镶嵌和热镶嵌两种。

莱州市蔚仪试验器械制造有限公司生产的ZXQ-5型自动金相试样镶样机(见图2)，具有进出水冷却的功能，适用于所有材料（热固性和热塑性）的热镶嵌，设定好加热温度、保温时间、作用力等镶嵌参数后，放入试样和镶嵌料，盖上压盖，按下工作按钮，可自动完成镶嵌工作，无需操作人员在机器旁值守。可根据不同要求的试样任意选择置换4种规格的模具，亦可同时压制二个试样，制备能力翻了一番。

图2 ZXQ-5型自动金相试样镶样机

(1)磨光

试样经嵌镶后，首先将试样修整成平直试样，粗磨仅去掉切割痕，但仍有较深的粗磨痕，要经过细磨进一步磨光；金相试样的磨光除了要使表面光滑平整外，更重要的是应尽可能地减少表层损伤；每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层(至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序产生的变形层深度)，而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去，同时，该道工序本身应做到尽可能地减少损伤，以便于进行下一道工序。

精磨的目的是消除粗磨时留下的较深的磨痕，为下一步抛光打好基础；精磨是在砂纸上进行令泄漏显示到的长度；水砂纸为SiC磨料不溶于水，320#、500#、800#三种水砂纸进行磨光后即可进行抛光；对于较软金属如纯铜，可用更细的。1200#、2400#

砂纸精磨后再抛光。

(2) 抛光

试样磨光后，要仔细地用水将其洗净，以除去砂粒；抛光与磨光的机理基本相同，即嵌在抛光织物纤维上的每颗磨粒可以看成是一把刨刀，根据它的取向，有的可以切除金属，有的则只能使表面产生划痕；由于磨粒只能以弹性力与试样因此对材料的阻燃性和电性能有着严格的要求作用，它所产生的切屑(划痕及变形层都要比磨光时细小和浅得多；在抛光的过程中，不断地倾注抛光微粉的悬浮液，要保持抛光布具有一定的湿度，直到磨痕全面消除，试样达到镜面一样的光亮表面为止；由于这些粒子很细，所以能磨去试样表面上微细不平处，而使试样能磨得很光亮，直到没有磨痕；试样经抛光后用水冲洗，然后吹干、不能擦干 以待浸蚀。莱州市蔚仪试验器械制造有限公司提供了绒布、帆布、平绒、羊毛毡等许多专业的抛光布和氧化铝抛光粉、氧化铬抛光粉、高效金刚石抛光剂等抛光耗材。

莱州市蔚仪试验器械制造有限公司的MP-1000型全自动磨抛机机(见图3)是直接把砂纸放在磨抛盘上，然后用扣圈扣住直接进行磨抛，磨抛过程中更换砂纸只需要卸下扣圈既可。本机带有自动磨抛料给进系统，并可同时研磨六个试样，方便快捷。

图3 全自动磨样机

4.浸蚀

为使金属试样能显出其组织。试样必须经过某些酸性酒精溶液或水溶液的浸蚀。浸蚀的时间视合金的性质与组织而定，试样浸蚀后。应立即用水冲洗。倾斜试样让水尽量自动流走。并在表面滴几滴酒精。让酒精完全覆盖表面。然后吹干即可在显微镜下观察。

纯铜的浸蚀剂是FeCl3水溶液。组织见图4。

图4 纯铜试样组织

5. 结语

传统的金相试样制备有许多技巧。而且比较复杂。需要有长期的实践经验才能较好地掌握。同时它也比较费时和单调。往往使人感到厌烦，采用自动制样设备不仅可以制出与手工相媲美的样品而且速度快。尤其是同时可以制备6～8-个试样。每次制出的试样差别较小。不稳定因素较少。真正做到每个人都可以制样。