金(jīn)相檢測培訓——蘇州工業園區貝利電子科技有限公司(内部資料) 步驟 1、取樣 2、鑲樣 3、磨制 4、抛光 5、組織顯示 6、觀測
金(jīn)相檢測流程 一、取樣 取樣應根據被檢零件的檢驗目的選擇有代表性的部位。同時(shí)還須考慮切取方法、檢驗面的選擇及樣品是否需要裝夾或鑲嵌。切取試樣時(shí)應防止樣品過熱和(hé)變形。金(jīn)相樣品的尺寸一般以Φ12×10mm爲宜。
•取樣原則
•(1)根據不同的檢驗目的可選取在處理(lǐ)工(gōng)藝上(shàng)以及使用(yòng)過程中的工(gōng)作(zuò)面上(shàng)具有代表性部位,如是随其工(gōng)藝過程處理(lǐ)的試樣,其材質和(hé)處理(lǐ)工(gōng)藝必須與工(gōng)件完全相同。
•(2)由于許多表面處理(lǐ)層在工(gōng)件或試樣的不同部位具有不同的厚度和(hé)不同的組織,因而在以估計(jì)工(gōng)件使用(yòng)壽命,推測表面發生失效的可能(néng)性作(zuò)爲檢測目的時(shí),應在工(gōng)件的薄弱環節處選取試樣,檢測分析其内在慣量。
•(3)作(zuò)爲失效分析的金(jīn)相試樣,應在失效工(gōng)件的腐蝕、磨損、斷口或裂紋處直接取樣以檢驗分析其失效原因,以便找出相應的對(duì)策。
二、鑲樣 如果試樣尺寸過小(xiǎo)或者形狀極不規則,如帶、絲、片、管,制備試樣十分困難,就必須把試樣鑲嵌起來(lái)。
•目前一般采用(yòng)塑料鑲嵌。
•鑲嵌材料有
•1熱凝性塑料:如膠木(mù)粉、
•2熱塑性塑料:如聚氯乙烯、
•3冷凝性塑料:環氧樹脂加固化等。
•膠木(mù)粉不透明(míng),有各種顔色,而且比較硬,試樣不易倒角,但(dàn)抗強酸強堿和(hé)耐腐蝕性能(néng)比較差
•聚氯乙稀爲半透明(míng)或透明(míng)的,抗強酸強堿腐蝕性能(néng)好(hǎo),但(dàn)較軟。
•用(yòng)這(zhè)兩種材料鑲樣均需專門(mén)的鑲樣機對(duì)加熱溫度和(hé)壓力都有一定要求并會(huì)引起淬火馬氏體回火,軟金(jīn)屬發生塑性變形。
•用(yòng)環氧樹脂鑲樣,澆注後可在室溫下(xià)固化,因而不會(huì)引起試樣組織發生變化但(dàn)這(zhè)種材料比較軟。适用(yòng)于一些(xiē)熱敏感性較高(gāo)的材料。
此外(wài),還可以采用(yòng)機械鑲嵌法,即采用(yòng)夾具夾持試樣。
•冷鑲的固化劑主要是胺類化合物 其用(yòng)量應适當,用(yòng)量過多會(huì)使數質變脆,反之如果用(yòng)兩過少,則不能(néng)充分固化。一般固化劑含量約占總量的50%左右。
三、磨制 •分粗磨和(hé)細磨兩步。
•粗磨是将切割後的試樣在砂輪上(shàng)磨平對(duì)不作(zuò)表層檢驗或測量的試樣磨平後應倒角。
對(duì)于較軟的金(jīn)屬如銅、鋁等一般用(yòng)锉刀(dāo)、粗砂紙(zhǐ)或在銑床車床上(shàng)修整外(wài)形和(hé)磨面,應盡量避免使用(yòng)砂輪機。
•細磨是消除粗磨時(shí)産生的磨痕,爲試樣磨面的抛光做好(hǎo)準備。細磨一般在從(cóng)粗到(dào)細不同粒度的一系列砂紙(zhǐ)上(shàng)進行。
普通的金(jīn)相砂紙(zhǐ)所用(yòng)的磨料有炭化矽和(hé)天然剛玉兩種。
炭化矽砂紙(zhǐ)适合用(yòng)于金(jīn)相試樣抛光其優點是磨光速率,單位時(shí)間除去金(jīn)屬重量較高(gāo)變形層較淺可以用(yòng)水(shuǐ)作(zuò)爲潤滑劑進行手工(gōng)濕磨和(hé)機械濕磨。
天然剛玉砂紙(zhǐ)目前已較少使用(yòng)。
炭化矽砂紙(zhǐ)的粒度大(dà)到(dào)一定程度後磨光速率差不多但(dàn)變形層深度卻随磨粒尺寸的增大(dà)而增加。因此開(kāi)始磨光時(shí)所用(yòng)的砂紙(zhǐ)不一定越粗越好(hǎo)通常用(yòng)粒度爲280,400,600 ,800 1000以及1200的6種砂紙(zhǐ)進行磨光後即可進行抛光。對(duì)于較軟的金(jīn)屬應用(yòng)更細的砂紙(zhǐ)磨光後再抛光。
新砂紙(zhǐ)産生的變形層較深,但(dàn)經過磨50-100下(xià)之後就基本不變,磨光速率則随着使用(yòng)次數的增加而下(xià)降。因此新砂紙(zhǐ)稍加使用(yòng)後處于較好(hǎo)使用(yòng)狀态,當用(yòng)的太舊時(shí)就不宜再使用(yòng)。
磨光時(shí)施加的壓力越大(dà),磨光速率也(yě)越大(dà),但(dàn)對(duì)變形層的深度卻影響不大(dà),所以磨光時(shí)可是适當加大(dà)壓力。使用(yòng)金(jīn)相濕磨,磨光效率能(néng)進一步提高(gāo),使用(yòng)水(shuǐ)作(zuò)爲潤滑劑和(hé)冷卻劑。配有微型機的自(zì)動抛光機可對(duì)磨光進行程序控制,整個過程可在數分鐘(zhōng)内完成。
四、抛光 目的爲去除金(jīn)相磨面上(shàng)因細磨而留下(xià)的磨痕,使之成爲光滑、無痕的鏡面。金(jīn)相試樣的抛光可分爲機械抛光、電解抛光、化學抛光三類。機械抛光簡便易行應用(yòng)較廣。抛光和(hé)磨光的機制基本相同即鑲嵌在抛光織物纖維上(shàng)的每顆磨粒可以看(kàn)成是一把刨刀(dāo),根據它的取向有的可以切除金(jīn)屬有的則隻能(néng)産生劃痕。
由于磨粒隻能(néng)以彈性力與試樣作(zuò)用(yòng)。
圖2-6它所産生的切屑,劃痕以及變形層都比磨光時(shí)細小(xiǎo)和(hé)淺的多。操作(zuò)的關鍵是要設法得到(dào)較大(dà)的抛光速率以便盡快(kuài)除去磨光時(shí)産生的損傷層同時(shí)要使抛光産生的變形層不緻影響觀察到(dào)的組織,即不會(huì)産生假相。
通常将抛光分爲兩個階段來(lái)進行。
首先:是粗抛,這(zhè)一階段應具有較大(dà)的抛光速率粗抛本身形成的變形層是次要的考慮不過也(yě)應盡可能(néng)小(xiǎo)。
其次:是精抛,又稱終抛,其目的是除去粗抛産生的變形層,使抛光損傷減小(xiǎo)到(dào)較小(xiǎo)。
過去粗抛常采用(yòng)的磨料爲10-20m的α,Al2O3, Cr2O3加水(shuǐ)配成懸浮液使用(yòng)。目前人造金(jīn)剛石磨料已經逐漸取代了(le)氧化鋁等磨料。因其具有以下(xià)優點
1)與氧化鋁等比較,粒度小(xiǎo)的多的金(jīn)剛石磨粒,抛光速率大(dà)的多
2)表面變形層較淺
3)抛光質量較好(hǎo)。
對(duì)于磨光以及粗抛已經有了(le)比較成熟的原則,但(dàn)對(duì)于精抛還要求操作(zuò)者有較高(gāo)的技巧。近年來(lái)已經有在抛光機上(shàng)配置微型計(jì)算(suàn)機的使抛光過程自(zì)動化,抛光機可以按照規定的參數如轉速、壓力、潤滑劑的選擇、磨料噴灑頻率等進行工(gōng)作(zuò),還建立了(le)較佳制樣參數,制樣效果重現(xiàn)性好(hǎo),工(gōng)作(zuò)效率大(dà)大(dà)提高(gāo)。
其他(tā)抛光方式:
(1)電解抛光電解抛光
(2)化學抛光化學抛光
(3)複合抛光
五、組織顯示 •由于金(jīn)屬中合金(jīn)成分和(hé)組織的不同,造成腐蝕能(néng)力的差異,腐蝕後使各組織間、晶界和(hé)晶内産生一定的襯度,金(jīn)屬組織得以顯示。常用(yòng)的金(jīn)相組織顯示方法有:
•(1)化學浸蝕法
•(2)電解浸蝕法
•(3)金(jīn)相組織特殊顯示法
•其中化學浸蝕法較爲常用(yòng)
•化學腐蝕是将抛光好(hǎo)的樣品磨面在化學腐蝕劑中腐蝕一定時(shí)間,從(cóng)而顯示出試樣的組織。
•純金(jīn)屬及單相合金(jīn)的腐蝕是一個化學溶解的過程。由于晶界上(shàng)原子排列不規則,具有較高(gāo)的自(zì)由能(néng),所以晶界易受腐蝕而呈凹溝使組織顯示出來(lái)在顯微鏡下(xià)可以看(kàn)到(dào)多邊形的晶粒。
化學腐蝕的方法是顯示金(jīn)相組織常用(yòng)的方法。其操作(zuò)方法是化學腐蝕的方法是顯示金(jīn)相組織常用(yòng)的方法。其操作(zuò)方法是:
1、将已抛光好(hǎo)的試樣用(yòng)水(shuǐ)沖洗幹淨或用(yòng)酒精擦掉表面殘留的髒物,将已抛光好(hǎo)的試樣用(yòng)水(shuǐ)沖洗幹淨或用(yòng)酒精擦掉表面殘留的髒物;
2、将試樣磨面浸人腐蝕劑中或用(yòng)竹夾子夾住棉花(huā)球蘸取腐蝕劑在試樣磨面上(shàng)擦拭,抛光的磨面,将試樣磨面浸人腐蝕劑中或用(yòng)竹夾子夾住棉花(huā)球蘸取腐蝕劑在試樣磨面上(shàng)擦拭抛光的磨面即逐漸失去光澤即逐漸失去光澤;
3、待試樣腐蝕合适後馬上(shàng)用(yòng)水(shuǐ)沖洗幹淨,用(yòng)濾紙(zhǐ)吸幹或用(yòng)吹風(fēng)機吹幹試樣磨面,即可放(fàng)在顯微鏡下(xià)觀察。鏡下(xià)觀察。試樣腐蝕的深淺程度要根據試樣的材料、組織和(hé)顯微分析的目的确定,同時(shí)還與觀察者所需要的顯微鏡的放(fàng)大(dà)率有關;放(fàng)大(dà)率高(gāo),應腐蝕淺一些(xiē),放(fàng)大(dà)率低(dī)則可腐蝕深一些(xiē)。
觀測 目前金(jīn)相顯微鏡仍是研究金(jīn)屬顯微組織的基本的儀器之一。其中種類很(hěn)多但(dàn)基本原理(lǐ)大(dà)緻相同。
保存 試樣制備好(hǎo)後,應放(fàng)入幹燥皿内存放(fàng),如果需要長期存放(fàng),則需要在腐蝕過的試樣觀察面上(shàng)塗一層保護膜,常用(yòng)的有硝酸纖維漆加香蕉水(shuǐ)或指甲油。