當金相試樣尺寸過小(如金屬碎片、鋼絲、鋼帶、鋼片等)不易握持,或者要保護試樣邊緣(如作表面處理的檢 測、表面缺陷的檢驗等)時,對試樣要進行鑲嵌或夾持。鑲嵌是把試樣鑲人鑲嵌料中,夾持是把試樣夾人預先 制備好的夾具內。為達到保護試樣邊緣和便于手持操作的目的,要求夾具或鑲嵌料緊貼試樣,沒有空隙;夾具和鑲嵌料的硬度要稍低于或等于試樣的硬度;夾具和鑲嵌料在浸蝕時應不影響試樣的化學浸蝕過程。
在現代金相實驗室中,廣泛使用半自動或自動化的金相磨拋機,要求試樣的尺寸規格化,便于裝入夾持器中。
金相試樣在鑲嵌或夾持前均應經過清洗,有條件的可用超聲波清洗器清洗。在鑲嵌或夾持后應編寫上號碼,以免試樣之間產生混亂。
金相鑲嵌機試樣夾持的特點是利用預先制備好的夾具裝置,依照試樣的外形分別選用不同類型的夾具。夾 具的形狀,主要根據被夾試樣的外形、大小及夾持保護的要求選定。常用的有平板夾具,環狀夾具和專用夾具3種。
1. 平板夾具
平板夾角,適用于長方形截面的板材試樣或圓 形截面的棒材試樣。夾具靠兩端的螺栓可使試樣之間緊貼。如果螺釘過緊,會使壓板彎曲影響效果。平板夾具常用兩塊 50mmX 20mmX 5mm的中碳鋼板制成,兩端用兩副M6螺檢、螺 母,螺釘長度根據試樣厚度而定。試樣小時,也可用4mm的鋼板 及M5螺栓制成。
2. 環形夾具
環形夾具,適用于小尺寸試樣的夾持。凡能裝人環內的試樣都能使用,也可一次同時 裝入多個試樣,用一只螺釘即可把試樣夾牢。這種夾具裝拆較方便,效率高,在接觸點處不會產生倒角。 缺點是不能使整個圓周不倒角。圓環試樣夾具可用鋼管、白鐵管或銅管來制造,也可用碳鋼車削加工制 成。具體尺寸可視具體的常規產品而定,但不宜過大。
3. 專用夾具
專用夾具示,適用于需要經常檢查表面處理后的組織情況、又具有固定形狀試樣的夾持。 夾具孔形隨試體形狀而定。
金相試樣的鑲嵌
有些金相試樣體積很小,外形不規則,或者需檢查表面薄層,如滲碳層、氮化層,表面淬火層、金屬滲鍍層及噴涂層等試樣,需要鑲嵌制成一定尺寸規格的試件,以便在磨光拋光機上定位夾緊。鑲嵌分為熱鑲嵌 和冷鑲嵌。
熱鑲嵌是把試樣與鑲嵌料一起放入鋼模內加熱加壓、冷卻后 脫模,這種鑲嵌方法是最為有效和最快捷的方法。進行熱鑲嵌時,要使用鑲嵌機,工作原。開始時,底膜上升至模套口 處,放妥試樣后底模下降到一定深度,加鑲嵌料,然后固定好上模,加熱、加壓,達一定溫度后再加壓至所規定的要求,經一段時間保 溫確定成型后即可冷卻。冷卻分自然冷卻和強制充分冷卻后就可放松底模,取走上模,再頂起底模就可取出鑲嵌好 的試樣。所施壓力、加熱溫度、保溫時間均視鑲嵌材料而定。
自動金相鑲嵌機,整個鑲嵌過程的各個參數,包括加熱溫度、時間、壓力和壓力保持時間、冷卻速度等,均可事先設 定并自動完成。該金相鑲嵌機,可具有長時間持 續自動鑲嵌壓力的特點,鑲嵌壓力為8kPa?30kPa,且具有雙模具,能同時制備兩個試樣。
金相鑲嵌機熱鑲嵌材料常用的有酚一甲醛樹脂、酚一糠醛樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯,前兩種主要為熱固性的材 料,后兩種為熱塑性材料,并呈透明或半透明性。在酚一甲醛樹脂內加入木粉,即成常用的“電木粉”,它可 以染成不同顏色。還有一種能導電的鑲料,鑲嵌好的試樣能直接進行電解拋光或掃描電鏡觀察。
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