上海光学仪器一厂浅谈国内外金相试样抛光机的发展状况分析

摘要：介绍了金相试样抛光机的研究情况，以及各种类型抛光机的性能与特点。就我国抛光机的性能和冷却装置等方面存在的问题进行了讨论；以微处理器为基础的各种制样设备代表着金相试样制备的先进技术，通过机电结合、软硬件结合及互补，增加柔性抛光功能，改进冷却方式等来改造传统的金相试样抛光设备。 材料是人类生产和生活的物质基础，它可以直接反映出人类文明的程度。金属材料的力学性能不仅与它的化学成分有关，也与它的组织结构有着密切的关系。了解它们之间的关系并掌握它们之间的变化规律，进行正确的金相分析是有效使用材料所必需的。 要进行金相分析，就必须制备能用于微观观察检验的样品—金相试样。通常，金相试样制备要经过以下几个步骤：取样、镶嵌、磨光（粗磨和细磨）和抛光。每项操作都必须严格细心因为任何阶段的失误都可能影响以后的步骤，在极端的情况下，不正确的制作可能造成假组织，从而得出错误的结论川。金相试样的制备是通过切割机、镶嵌机、磨/抛光机来完成的，金相试样的Z终质量是由抛光工序决定的，抛光是金相制样过程中至关重要的一环。抛光是将试样上磨制产生的磨痕及变形层去掉，使其成为光滑镜面的Z后工序。抛光试样的方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光以及复合抛光等。机械抛光是现阶段应用Z为广泛的抛光方法，其正确的工艺和操作方法是在保证获得优质的试样和其他条件（如边缘保留及石墨和夹杂物保留等）的情况下具有Zgao的抛光速率选择可靠性高的金相试样抛光机，可以提高制样效率和质量，减少试样废品率，从而降低成本，提高经济效益，获得样品质量的高度一致性。 1金相试样抛光的技术要求 抛光操作的关键是要设法得到Zda的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层。同时也要使抛光损伤层不会影响Z终观察到的组织，即不会造成假组织。这两个要求是矛盾的。前者要求使用较粗的磨料，以保证有较大的抛光速率来去除磨光的损伤层，但抛光损伤层也较深；后者要求使用Z细的材料，使抛光损伤层较浅，但抛光速率低。解决这个矛盾的Z好的办法就是把抛光分为两个阶段进行。首先是粗抛，目的是去除磨光损伤层，这一阶段应具有Zda的抛光速率，粗抛形成的表层损伤是次要的考虑，不过也应当尽可能小；其次是精抛（或称终抛），其目的是去除粗抛产生的表层损伤，使抛光损伤减到Z小。 抛光时，试样磨面与抛光盘应平行并均匀地轻压在抛光盘上，注意防止试样飞出和因压力太大而产生新磨痕。同时还应使试样自转并沿转盘半径方向来回移动，以避免抛光织物局部磨损太快在抛光过程中要不断添加微粉悬浮液，使抛光织物保持一定湿度。湿度太大会减弱抛光的磨痕作用，使试样中硬相呈现浮凸和钢中非金属夹杂物及铸铁中石墨相产生“曳尾”现象；湿度太小时，由于摩擦生热会使试样升温，润滑作用减小，磨面失去光泽，甚至出现黑斑，轻合金则会抛伤表面。 为了达到粗抛的目的，要求转盘转速较低，Z好不要超过500r/min；抛光时间应当比去掉划痕所需的时间长些，因为还要去掉变形层。粗抛后磨面光滑，但黯淡无光，在显微镜下观察有均匀细致的磨痕，有待精抛消除。 精抛时转盘速度可适当提高，抛光时间以抛掉粗抛的损伤层为宜。精抛后磨面明亮如镜，在显微镜明视场条件下看不到划痕，但在相衬照明条件下则仍可见到磨痕。 金相试样抛光质量的好坏严重影响试样的组织结构，已逐步引起有关专家的重视。近年来，国内外在抛光机的性能上作了大量的研究工作，研究出不少新机型、新一代的抛光设备，正由原来的手动操作发展成为各种各样的半自动及全自动抛光机。下面介绍几种常用的机械抛光机的性能和特点。 目前，就抛光机设计而言，仍面临许多急待突破的技术难题，主要表现在以一F几个方面： a.抛光方式的研究 先进的金相试样抛光机，需要有先进的理论作指导目前，有关金相试样抛光机的理论著作过于老化，新理论和学术研究性文章比其他机械技术理论少，且深度不够，学术价值低，这给新机型的开发研制带来了困难。理论研究是今后有待深人探讨的关键内容之一。 b.冷却方式的研究 多数试样抛光方法Z重要的特点是抛光时产生高温，会造成金相组织发生变化，给金相分析造成困难因而，金相取样时必须进行充分冷却。通常使用的冷却液为水，冷却试样靠自来水压力注射，冷却程度的好坏直接关系到试样的切割质量。目前，关于试样抛光的冷却方式的ZT研究成果还未见报道。 c.控制方法的研究 在处理复杂系统控制问题时，传统控制方法对于复杂性、不确定性、突变性所带来的问题总有些力不从心·为了适应不同技术领域和社会发展对控制科学提出的新要求，我们必须发展新的控制模式。 近年来，在传统控制中加人逻辑推理和启发式知识，将传统控制理论与模糊逻辑、神经网络、遗传算法等人工智能技术结合起来，充分利用人的控制知识对复杂系统进行智能化控制，逐渐形成抛光机的智能控制。 4结论 目前相试样抛光设备形式多样，各种半自动化、自动化产品在各种规模及各种类型的企业实验室得到广泛应用，使操作者的工作量得以减小，制样效率得到提高；以微处理器为基础的各种制样设备代表着金相试样制备的先进技术通过机电结合软硬件结合及互补，增加柔性抛光功能等方式，改造传统的金相制样设备，就可以获得手工操作难以实现的高精度、高性能和再现性好的金相试样。
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