Текущее время: 16 окт 2018, 13:15

Часовой пояс: UTC




Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Резка и шлифовка образцов под металографию.
СообщениеДобавлено: 26 дек 2012, 18:03 
Не в сети
Администратор

Зарегистрирован: 03 сен 2010, 07:09
Сообщений: 12755
Шлифовка И Полировка Металлография

ШЛИФОВКА

Цель шлифования – снять повреждения после резки, выровнять образец(ы) и удалить материал, приблизив зону интереса.

Самый употребляемый металлографический абразив – карбид кремния SiC. Это идеальный абразив для шлифовки из-за своей твердости и остроты краев. Для металлографической пробоподготовки SiC абразивы используются в виде покрытой абразивом шлифовальной бумаги от очень грубой с размером зерна 60 grit до очень тонкой 1200 grit. Некоторые примеры применения приведены ниже.
•Мягкие цветные металлы – первичная шлифовка рекомендуется на 320 grit SiC шлифовальной бумаге, затем на 600, 800 и 1200 grit SiC шлифовальной бумаге. Так как эти материалы относительно мягкие, они не очень сильно портят SiC бумагу. Таким образом, первичная шлифовка на 320 grit в основном эффективна для минимизации первичной деформации, но в то же время достигает адекватной скорости снятия материала. Для очень мягких материалов типа олова, свинца и цинка рекомендуют слегка покрыть абразивную бумагу парафиновым воском. Воск уменьшает тенденцию SiC абразива внедряться в мягкий образец.
•Мягкие черные металлы – относительно легко шлифуются при обращении основного внимания на глубину деформации. 240 grit SiC абразивы обеспечивают хорошее начало с последующим использованием 320, 400, 600, 800 и 1200 grit SiC.
•Твердые черные металлы требуют более агрессивных абразивов для достижения адекватного снятия материала. Так, грубые абразивы (120 или 180 grit) рекомендованы по требованиям снятия припуска. Если надо достигнуть плоскостности и зоны интереса, рекомендуется стандартная серия 240, 320, 400 и 600 grit.
•Суперсплавы – обычно умеренной твердости, но имеют чрезвычайно стабильные характеристики при повышенной температуре и коррозионной стойкости. Процесс подготовки суперсплавов очень похож на шлифовку большинства цветных металлов.
•Керамика – очень твердый, коррозионностойкий и хрупкий материал. Она трескается, производя как поверхностные, так и подповерхностные повреждения. Правильная шлифовка минимизирует обе формы повреждений. Для этого требуется применение полуфиксированного абразива, который жестко закреплен во время шлифования, но смещается под давлением для минимизации подповерхностных повреждений. Размер абразива также важен, поскольку грубый абразив быстро снимает материал, но может серьезно повредить образец. Для керамики необходимо обращать внимание на повреждения на каждой стадии подготовки, чтобы свести к минимуму всю последовательность пробоподготовки.
•Композиты – вероятно, самые трудные образцы для подготовки, т.к. в них используются широкий диапазон свойств. Например, композит с металлической матрицей (ММК) типа кремний-карбидной керамики в алюминии с металлической матрицей – трудный образец для пробоподготовки. Такой композит содержит чрезвычайно твердые/хрупкие керамические частицы, распределенные в относительно мягкой/пластичной металлической матрице. По опыту, первичная шлифовка должна фокусироваться на выведении плоскостности металла и шлифовании до зоны интереса. На втором этапе необходимо сфокусироваться на керамических частицах, что обычно требует использования алмазного абразива.

Параметры шлифовки

Параметры станка, которые влияют на подготовку металлографических образцов следующие: давление при шлифовке/полировке, распределение относительной скорости и направление шлифовки/полировки.

Давление при шлифовке:

Давление при шлифовке/полировке зависит от прилагаемого усилия (в Ньютонах) и площади образца с запрессовочным материалом. Давление определяется, как Усилие/Площадь (Н/м2). Для образцов с твердостью существенно выше, чем запрессовочный компаунд, давление лучше рассчитывать как усилие, деленное на площадь поверхности образца. Таким образом, для больших твердых образцов более высокое давление при шлифовке/полировке увеличивает скорость снимаемого припуска, однако большее давление увеличивает также количество поверхностных и подповерхностных повреждений. Более высокое давление при шлифовке/полировке может также вырабатывать теплоту трения, которая на самом деле может быть полезна при химически-механическом полировании (CMP) керамики, минералов и композитов. Более того, для очень растрескивающихся образцов типа чугуна с шаровидным графитом более высокое давление и более низкое распределение относительной скорости может способствовать удержанию включений и вторичных фаз.

Скорость вращения и направление:

Скорость диска шлифовально-полировального станка (базы) и скорость держателя образцов Автоматической головки (головы) играют важную роль. Это относительно вращение позволяет получить изменяемое распределение скорости, в зависимости от отношения скорости головы к скорости базы.

Скорость головы (об/мин) Скорость базы (об/мин) Распределение относительной скорости Характеристики Применение
150 300 до 600 Высокое Агрессивный съем припуска. Избирательная шлифовка в поперечном направлении к поверхности образца Полезно для грубого снятия материала твердых образцов
150 150 Минимальное Соответствие скоростей головы и базы в одном направлении уменьшает распределение относительной скорости. Равномерный и низкий съем припуска. Производит минимальные повреждения Обеспечивает исключительную плоскостность образца. Полезно для удержания включений и фаз охрупчивания

Для высокого съема припуска более низкая скорость головы относительно более высокой скорости базы производит наиболее агрессивную шлифовку/полировку. Недостатком высокой скорости распределения является то, что абразив (особенно SiC бумага) может входить из строя неравномерно, что приводит к неравномерному снятию поверхности образца. Еще одни недостаток то, что высокая скорость распределения может создать гораздо больше повреждения, особенно в фазах охрупчивания. В любом случае, не рекомендуется, чтобы направления вращения головы и базы не совпадали, потому что происходит неравномерное снятие материала образца и износ абразива.

Минимальное распределение относительной скорости можно получить вращением головы с таким же количеством оборотов в минуту и в том же направлении, что и приводной диск базы. Это условие самое лучшее для удержания включений и фаз охрупчивания, а также для получения равномерной окончательной обработки всего образца. Недостатком минимального распределения относительной скорости является достаточно низкая величина съёма припуска.

На практике, комбинация высокой скорости распределения (150 об/мин скорость головы/ 300 -600 об/мин скорость базы) для первичного шага выведения плоскости или съема припуска, за которым следует шаг средней скорости и низкого распределения скорости (120-150 об/мин скорость головы/ 150 об/мин скорость базы) рекомендуется для получения относительно плоских образцов. Для окончательной полировки при химически-механическом полировании (CMP), когда теплота трения может усилить химический процесс, высокая скорость и высокое распределение относительной скорости могут быть полезны, пока не присутствуют фазы охрупчивания (напр., монолитная керамика типа нитрида кремния и оксида алюминия).

ПОЛИРОВКА

Полировка – наиболее важный шаг в пробоподготовке для микроструктурного анализа. Этот шаг требуется, чтобы полностью убрать предыдущие повреждения. В идеальном случае, количество повреждений необходимо свести к минимуму за счет правильного выбора отрезного круга и шлифовального абразива, чтобы минимизировать процесс полировки.

Чтобы удалить деформацию от тонкой шлифовки и получить высоко отражающую поверхность, образцы необходимо отполировать перед исследованием под микроскопом. Полировка – это комплексный процесс, в котором надо брать в расчет такие факторы, как качество и пригодность ткани, абразива, давления при полировке, скорости и времени полирования. Качество поверхности, полученное после окончательной полировки, зависит от всех этих факторов, а окончательная обработка поверхности – от завершения каждой из предыдущих стадий.

Полировальные ткани

Существует три типа полировальных тканей: тканные, нетканые и с ворсом.
•Тканные материалы предлагают полировальные свойства «твердой поверхности» и гарантируют плоскую предварительную полировку без изнашивания краев.
•Нетканые ткани используются для очень твердых материалов для высокопрецизионной окончательной полировки поверхности, напр., стекла, кварца, сапфира, и полупроводников.
•Ткани с ворсом гарантируют конечную супер-полировку. Время полировки должно быть сведено к минимуму, чтобы избежать возможное извлечение включений.

Алмазная продукция

Алмаз, благодаря исключительной твердости и режущей способности, стал абразивом номер один в металлографической полировке. Алмазы для металлографического шлифования и полирования доступны в двух различных кристаллических формах: поликристаллической (P) и монокристаллической (M). Поликристаллические алмазы имеют несчетное количество небольших режущих кромок. В процессе металлографической подготовки эти кромки способствуют высокому уровню снятия материала, при этом создавая только неглубокие царапины.

Монокристаллические алмазы – более пластино-подобные и имеют несколько режущих кромок. Эти алмазы дают высокий уровень снятия материала с более разнообразной картиной царапин. Для высоких требований выбираются алмазы (P)-типа. Алмазы (M)-типа лучше подходит для многоцелевого полирования. Алмазная продукция обычно выпускается в трех формах: алмазная паста, алмазная суспензия и алмазный спрей.

Поликристаллические алмазы по сравнению с монокристаллическими алмазами обеспечивают лучшую окончательную обработку поверхности и более высокую эффективность снятия материала. Особенности и преимущества поликристаллических алмазов включают следующее:
•Более высокая эффективность к эффекту резания
•Очень равномерная окончательная поверхность
•Боле равномерное распределение по размеру частиц
•Более высокая скорость снятия материала (самозатачивающийся абразив)
•Тверже/прочнее частицы
•Глыбовая форма
•Гексагональные микрокристаллиты (одинаково твердые по всем направлениях)
•Чрезвычайно шероховатая поверхность (больше режущих точек)
•Площадь поверхности на 300% больше чем монокристаллических алмазов
•Нет направленности стойкости к истиранию (истирание не зависит от ориентации частиц)

Абразивы для окончательной полировки

Абразивы для окончательной полировки выбираются, исходя из твердости и химической активности образца. Чаще всего в качестве абразива для полировки используют оксид алюминия. Оксид алюминия в основном используется как механический абразив из-за высокой твердости и долговечности. Он существует либо в более мягкой гамма- (по Моосу 8), либо в более твердой альфа (по Моосу 9) фазе.

Отсюда. http://www.metkon.org/metallography/grinding/


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group (блог о phpBB)
Сборка создана CMSart Studio
Русская поддержка phpBB