2020-10-30
金相制樣的終極目的就是制備平整鏡面,用于腐蝕后觀測,或者直接觀測。磨拋的重要性顯而易見。如果說切割和鑲嵌都是制樣的前期步驟的話,那么磨拋就是制樣環(huán)節(jié)中最為重要的步驟。有幸避開了切割和鑲嵌工序的小伙伴,在磨拋階段要更加謹慎仔細,稍有不慎便會功虧一簣。

磨拋分為磨平和拋光兩個階段。樣品在切割的過程中,由于鋸片高速旋轉沖擊,切割面的前表層出現(xiàn)一定程度的材料變形和燒傷,同時割痕形成的表面粗糙不平。所謂的磨平就是將切割的粗糙表面通過大粒徑磨料快速去除材料表層,獲得平整的新鮮表面,為后續(xù)拋光提供基礎。通常來說磨平階段的磨粒直徑在100微米以上,所以基礎劃痕自然也在100微米上下,拋光的過程就是逐級降低劃痕大小,最終在1微米以內(nèi),常規(guī)光學倍數(shù)下面不可見,適合直接觀測分析,或腐蝕后進行觀測分析。由此可見,磨拋就是一個微細的材料平面磨削過程,磨削介質有兩個來源,磨盤和懸浮液。特別是拋光的初級階段,磨粒來源與磨盤,磨盤面可以是砂紙,也可以是帶有金剛石或其他類型磨粒的研磨盤,這個過程也可以輔以懸浮液來強化研磨效果。在拋光的后期階段,磨盤是不同類型的面料,本身不包含磨粒,但是可以收納存儲來自于懸浮液的磨粒。

磨拋的過程一般要有粗磨、精磨和拋光三個磨拋工序,要求較高的樣品還要把拋光分為粗拋和精拋兩步來實現(xiàn)才能達到理想的觀測表面。每一步工序結束要有徹底的清潔工序,以消除上道殘留磨粒干擾下道工序。
粗磨:即為磨平,去除切割劃痕,找到基準面,劃痕控制在100微米左右。
精磨:進一步降低劃痕大小至9微米左右,為拋光提供合適的表面。
粗拋:消除肉眼可見劃痕,將劃痕控制在3微米左右。
精拋:消除光學顯微鏡劃痕,劃痕控制在1微米一下。
磨拋環(huán)節(jié)有很多方面的影響因素,我們要保證優(yōu)質磨拋,必須要把變量定量化,所有的開放型節(jié)點都能實現(xiàn)量化控制。例如設備支持中心加載和單點加載兩種模式,盤面轉速,夾持器轉向和轉速,夾持器在盤面的投影位置,加載壓力,磨拋時間,懸浮液類型,加注速度,每一步的盤面類型等。把如上環(huán)節(jié)都實現(xiàn)的定量控制,那么磨拋成功的偶然性因素就大幅下降,制樣從對人的依賴轉向對設備的依賴,降低技術準入門檻。

上述環(huán)節(jié)實現(xiàn)設備控制和流程控制之后,對于特定材質的樣品,金相師的主要任務就是摸索出最優(yōu)化的參數(shù)組合,然后將其固化下來,與其他人分享。這個過程注定要反復摸索嘗試,少不了走不少的彎路。最省力的辦法就是把這這項工作外包給專業(yè)公司。國內(nèi)比較專業(yè)的公司例如上海川禾,他們有十多年的委托制樣經(jīng)驗,積累了大量的制樣信息,組建了專門的數(shù)據(jù)庫,可以快速獲得最佳制樣方案。
所有的顯微分析都是無數(shù)細節(jié)的累計和結晶,金相分析亦是如此。再不起眼的誤差都可能為后續(xù)觀測制造障礙,行業(yè)從業(yè)人員必須懷揣敬畏之心,追求盡善盡美。
上海川禾公司深耕金相檢測行業(yè)數(shù)十載,長期踐行精致金相的理念,是國內(nèi)領先的金相解決方案供應商。川禾以國際巨頭為標桿,直面難題、潛心研究,攻克制約行業(yè)發(fā)展的關鍵設備和耗材,打造了融合設備、耗材和制樣培訓的金相完整產(chǎn)業(yè)鏈;公司配備尖端金相實驗室,擁有高素質的專家團隊,十多年來為數(shù)以千計的客戶提供金相分析和制樣培訓服務,并提供量身定制的金相實驗室方案。
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