金相试样的制备 - 图文

量，一般在完成前开大水流量，减小对试样的压力以减小变形层（对于软金属还降低了砂粒嵌入磨面的可能）。待上一级砂纸留下的划痕完全消失而且只有同一方向均匀的划痕时便可结束磨光。

⑨ 最终样品

最终磨光样品应是变形层和磨痕深度小于17微米的只有同一方向均匀划痕的平整磨面，这样，适合于下面的样品抛光过程。 十一、实际工作中的镶嵌技巧实践 1 前言

随着表面工程技术的发展，实际生产中经常要进行表面金相检验。如何在较高放大倍数的情况下依然能够清晰再现表层组织结构的细微变化，样品表层不出现倒角，使我们得以方便地检验样品表层组织结构，这是表面金相检验过程中经常遇到的事情。

镶嵌是一个有效的解决办法。但是，在分析检验表层组织试样时还需要一些特殊的保护方法才能够更好地解决问题，比如，在样品表面紧密粘贴形状、硬度适合的保护性配合材料后再进行镶嵌。不过，在时间比较紧迫、实验室机加工条件简陋的情况下，如何采用尽可能简单、有效的保护方法是实际工作中最现实的问题。

在工作中，我们遇到某汽车零配件生产厂送检的样品，需要检验铝阳极氧化膜的厚度，其尺寸在2~30?m的范围，在检验过程中得到一些有益的启示。 2 检验过程、效果、分析

工厂送检样品的待检表面分为平直及弧形的（并且是测量内侧弧面）两类，基本的长、宽、高尺寸不超过12mm。

我们实验室拥有的设备比较简单，有XQ-2镶嵌机、M-2预磨机、P-2抛光机，没有小型的钳工间，缺乏机加工设备。所以，采用形状、硬度与待检样品表面相近

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的配合保护材料紧密粘贴后再镶嵌的方法是不现实的。

对于表面平直的样品，我们采用从普通钢锯片上掰断下来的1cm左右长短的断片，用砂轮磨去齿尖部分，使用502胶与样品表面粘贴压紧后进行镶嵌。

对于需要检验弧形内侧表面的样品，经过考虑，我们请工厂提供了表面光亮的半径小于待测样品内弧面曲率半径的随意牌号的?6?6的表面光滑的钢材圆柱，紧贴检测表面竖立。由于钢柱与样品表面是相切，接触面极小，所以也就未考虑使用502粘紧。镶嵌材料为酚醛树脂（即电木粉，牌号为141）。两种进一步保护的样品镶嵌后的顶视图如图1所示：

样品

钢锯片 钢圆柱

A B

图1 样品进一步保护后的顶视图

镶嵌后的样品采取常规金相样品的制备方式，经200、400、600、800号水砂纸磨光后，采用2.5M的金刚石抛光膏在海军呢上进行抛光，不用腐蚀，直接进行氧化

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膜厚度的观察测量。

我们最初考虑的效果是：对于表面平直的样品，氧化膜的保护效果应当没有问题；弧形表面的样品在表面与圆柱形保护性配合材料的切点处基本可以保证依靠紧密，在切点处应当也不会出现什么异常，可以以点代面地确定表层膜厚。

最终结果，选取4张采用钢柱进一步保护的典型图片如下，放大倍数均为400×。图中铝合金基材较明亮，但略显现一些组织及有细小嵌入物；钢柱是明亮干净感觉的；氧化膜膜层与镶嵌材料为暗色，但氧化膜发灰，镶嵌材料发黑，内部有形貌出现，在灰度上有较明显区别。

图2 样品表面与保护性配合材料无空隙 图3 样品表面与保护性

配合材料有空隙

图4 稍微偏离中心位置 图5 偏离中心位置

较远

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表面平直的样品，氧化膜非常光滑，锯片与之粘贴后极其紧密，在高倍观察时样品表面与保护性配合材料间基本没有空隙，最终制备样品的氧化膜的边沿非常齐整，未见有倒角，测量时精度可以保证，同时可以确定其表面膜层的均匀性很好，其金相组织形貌与图2所示近似，差别仅仅是表面与锯片没有弧度，是平直的。应当说，普通钢锯片的硬度与铝合金、氧化膜的差异是较大的，但是，锯片与样品表面紧密粘贴时的保护效果对于平直的检测面来讲依然是良好的。

需要检测弧形表面氧化膜厚度的样品非常值得关注。几个弧面样品镶嵌后的效果出现了一些差异，有的是贴靠紧密无间隙，有的钢柱和贴靠面之间有明显间隙。

以圆柱与检测表面相靠的切点为基准，观察、分析在垂直于法线方向上的左右两侧的膜层质量，上述两类样品的表现是不一样的。

① 圆柱与样品依靠紧密时

如图2所示，（由于放大倍数的缘故，弧面显得比较平直）样品在切点处的膜层质量很好，边沿整齐，无倒角、崩碎的现象。当偏离切点一定距离后，如图3所示，由于圆柱与样品表面的曲率半径不同，相互间出现细小的间隙，由于此时间隙太小，而电木粉又无法流入其间，膜层质量变差，呈波浪形。不过，当偏离到一定的距离，由于圆柱与样品间的距离大到足以让电木粉流入其间（我们的实验效果是间隙＞0.1mm时），紧密依靠在钢柱与样品表面之间时，膜层再次出现良好的质量，如图4所示。但当偏离切点更远，圆柱与样品表面间距离＞0.5mm时，即使电木粉得以充实样品与圆柱之间，但是膜层的质量还是再次变差，如图5所示。

所以，圆柱与样品粘贴紧密时，样品表面膜层总体质量表现为好、差、好、差的间隔出现。

② 当圆柱与样品表面的切点没有紧密粘贴时

圆柱与样品表面在理论切点位置存在明显间隙，同时，电木粉无法挤入，此处的膜层质量类似图3所示；在圆柱与样品的间隙为0.1mm至0.5mm时，电木粉可以挤

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