金相切片流程 (2)
抽真空压力锅
冷镶的固化剂主要是胺类化合物,其用量应适 当,用量过多会使数质变脆,反之如果用两过 少,则不能充分固化。一般固化剂含量约占总 量的10%左右。常用配方有如下两种: (1)环氧树脂(6101#) 100g 乙二胺 8g 氧化铝(40微米左右) 适量 (2)环氧树脂(6101#) 100g 磷苯二甲酸二丁脂 20g 乙二胺 8g 氧化铝(40微米左右) 适量
取样原则: (1)根据不同的检验目的,可选取在处理工 艺上以及使用过程中的工作面上具有代表性 部位,如是随其工艺过程处理的试样,其材质和 处理工艺必须与工件完全相同。 (2)由于许多表面处理层在工件或试样的不 同部位具有不同的厚度和不同的组织,因而在以 估计工件使用寿命,推测表面发生失效的可能性 作为检测目的时,应在工件的薄弱环节处选取试 样,检测分析其内在惯量。 (3)作为失效分析的金相试样,应在失效工 件的腐蚀、磨损、断口或裂纹处直接取样以检验 分析其失效原因,以便找出相应的对策。
聚氯乙稀为半透明或透明的,抗强 酸强碱腐蚀性能好,但较软。 用这两种材料镶样均需专门的镶样 机,对加热温度和压力都有一定要 求,并会引起淬火马氏体回火,软 金属发生塑性变形。
用环氧树脂镶样,浇 注后可在室温下固化, 因而不会引起试样组 织发生变化,但这种 材料比较软。适用于 一些热敏感性较高的 材料。
A、B、C均为变形层,越往里变形量越小,D 为未受损伤的组织。
普通的金相砂纸所用的磨料有 炭化硅和天然刚玉两种。 炭化硅砂纸最适合用于金相试 样抛光,其有点是:磨光速率 (单位时间除去金属重量)较 高,变形层较浅,可以用水作 为润滑剂进行手工湿磨和机械 湿磨。 天然刚玉砂纸目前已较少使用。
Cross section检测的检测流程图
取样
镶样
磨制
抛光
组织显 示
观测
取样
取样应根据被检零件的检 验目的,选择有代表性的部位。 同时还须考虑切取方法、检验 面的选择及样品是否需要装夹 或镶嵌。切取试样时应防止样 品过热和变形。金相样品的尺 寸一般以Φ12×10mm为宜。
印刷线路板金相 切片取样机
此外,还可以采用机械镶嵌法,即采用夹 具夹持试样。
磨制
分粗磨和细磨两步。 粗磨是将切割后的试样在砂轮上磨平,对 不作表层检验或测量的试样磨平后应倒角。 对于较软的金属如铜、铝等,一般用锉刀、 粗砂纸或在铣床,车床上修整外形和磨面, 应尽量避免使用砂轮机。 细磨是消除粗磨时产生的磨痕,为试样磨 面的抛光做好准备。细磨一般在从粗到细 不同粒度的一系列砂纸上进行。
抛光和磨光的机制基本相 同,即镶嵌在抛光织物纤 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 的则只能产生划痕。由于 磨粒只能以弹性力与试样 作用。(图2-6),它所 产生的切屑,划痕以及变 形层都比磨光时细小和浅 的多。
操作的关键是要设法得到最大的抛光速率, 以便尽快除去磨光时产生的损伤层,同时 要使抛光产生的变形层不致影响最终观观 察到的组织,即不会产生假相。通常将抛 光分为两个阶段来进行。首先是粗抛,这 一阶段应具有最大的抛光速率,粗抛本身 形成的变形层是次要的考虑,不过也应尽 可能小。其次是精抛(又称终抛),其目 的是除去粗抛产生的变形层,使抛光损伤 减小到最小。
过去,粗抛常采用的磨料为 10-20m的α-Al2O3, Cr2O3 加水配成悬浮液使用。目前 人造金刚石磨料已经逐渐取 代了氧化铝等磨料。因其具 有以下优点:1)与氧化铝 等比较,粒度小的多的金刚 石磨粒,抛光速率大的多; 2)表面变形层较浅;3)抛 光质量较好。
对于磨光以及粗抛已经有了比较成熟的原 则,但对于精抛还要求操作者有较高的技 巧。近年来已经有在抛光机上配置微型计 算机的,使抛光过程自动化,抛光机可以 按照规定的参数(如转速,压力,润滑剂 的选择,磨料喷洒频率等)进行工作,还 建立了最佳制样参数,制样效果重现性好, 工作效率大大提高。
使用金相湿磨,磨光 效率能进一步提高, 图2-4为转盘式金相 预磨机,使用水作为 润滑剂和冷却剂。配 有微型机的自动抛光 机,可对磨光进行程 序控制,整个过程可 在数分钟内完成。
抛光
目的为去除金相磨面 上因细磨而留下的磨 痕,使之成为光滑、 无痕的镜面。金相试 样的抛光可分为机械 抛光、电解抛光、化 学抛光三类。机械抛 光简便易行,应用较 广。
炭化硅砂纸的粒度大到一定程度后(280号~150 号),磨光速率差不多,但变形层深度却随却随 磨粒尺寸的增大而增加。因此,开始磨光时所用 的砂纸不一定越粗越好,通常用粒度为200,400, 600以及800(或300,500,700,900)的四种砂 纸,进行磨光后即可进行抛光。对于较软的金属, 应用更细的砂纸磨光后再抛光。 新砂纸产生的变形层较深,但经过磨50-100下之 后就基本不变,磨光速率则随着使用次数的增加 而下降。因此新砂纸稍加使用后处于最佳使用状 态,当用的太旧时,旧不宜再使用。 磨光时施加的压力越大,磨大压力。
镶样
如果试样尺寸过小或者形状极不规则, 如带、丝、片、管,制备试样十分困难, 就必须把试样镶嵌起来。
目前一般采用塑料镶 嵌。 镶嵌材料有: 1,热凝性塑料(如胶 木粉)、 2,热塑性塑料(如聚 氯乙烯)、 3,冷凝性塑料(环氧 树脂加固化剂)等。
胶木粉不透明,有各种颜色,而且 比较硬,试样不易倒角,但抗强酸 强碱和耐腐蚀性能比较差
自动研磨抛光系统 通过制备参数的控制,保证试样制备的质量。
制样系统 由粗磨至清洗及乾燥 全自动微处理控制
其他抛光方式:
电解抛光 化学抛光 复合抛光
组织显示
由于金属中合金成分和组织的不同,造成 腐蚀能力的差异,腐蚀后使各组织间、晶 界和晶内产生一定的衬度,金属组织得以 显示。常用的金相组织显示方法有: (1)化学浸蚀法; (2)电解浸蚀法; (3)金相组织特殊显示法, 其中化学浸蚀法最为常用