易发生变形金属的磨抛制备——半自动磨抛

2021-01-19 15:29:56 1680阅读次数

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在金相检测及材料分析领域，在样品的制备过程中，经常会遇到一些特别容易发生变形/流变的金属，例如：纯铝（部分低硬度铝合金）、纯铜（部分低硬度铜合金）、贵重金属（金、银等）、低熔点金属（锡、铅）、难熔金属（钛、铬、钼等）、高温合金等，这类金属样品的制备需要花费大量的时间，制备完成后是否能满足测试、分析要求也一直是金相工程师或技术人员Z棘手的问题。

我们常常在上述金属在磨抛制样时出现以下一些困扰：1）终抛细小划痕始终难以去除；2）终抛后划痕被变形层掩盖，造成抛光WM的假象，腐蚀后划痕显露；3）样品表面发生延展/流变；4）样品表面出现SiC、金刚石、氧化铝颗粒等嵌入。

研磨：磨削去除切割损伤，而非摩擦。

软金属的研磨很轻松，普通的SiC砂纸即可（软金属不推荐使用金刚石磨盘），但要关注砂纸的使用寿命，锋利的新砂纸能带来良好的磨削效果，即使划痕较深，所以砂纸粗细之间更换不宜跳太快；而变钝的旧砂纸研磨，看似划痕浅、光亮的表面实际上已经形成了较深的变形层。

对于易发生嵌入现象的材料，研磨过程嵌入：在研磨时，研磨表面（砂纸）涂上石蜡，石蜡在润滑的同时，也能固定脱落的研磨颗粒。抛光过程嵌入：降低加载力值；尽量缩短抛光过程，使用研磨代替（例如：P1200砂纸研磨取代9µm金刚石抛光）。

抛光：去除研磨后的划痕，而非掩盖。

行业俗话说：硬材料，难磨易抛；软材料，易磨难抛。软金属样品的抛光过程决定了样品制备成功与否，经常在终抛完成后样品表面：1）依然存在较多细微划痕，难以去除，2）划痕消失，腐蚀后划痕出现，3）金属流变、延展明显等现象。那么如何来通过参数、耗材的选择：加载力值、抛光布、抛光液等来优化制备效果呢，如何制备一个表面无划痕、无假象、无流变的样品呢，下表中推荐了针对软金属相应抛光过程（可选）。

步骤	抛光布		抛光液	加载力值/单个样品*	适合材料特征
	型号	特征
粗抛	UltraPad /UltraPod	平面无弹编织布-粗线束	9µm 金刚石	中等力值 10N-20N	粗线束去除效率高，能有效的去除研磨留下的划痕。通用于大多数材料，同时也可以用细砂纸研磨取代。
			6µm 金刚石
中抛	VerduTex	平面无弹编织/缎面布-细线束	3µm 金刚石	低力值 5N-10N	细线束去除效率相对低，加载力值降低以防止摩擦产生变形或掩盖，TriDent相对 VerduTex划痕更细，适合更软的金属。划痕须逐步细化。
	TriDent		3µm 金刚石
			1µm 金刚石
中抛/终抛	MicroCloth MicroFloc MasterTex	柔软绒毛布	1µm 金刚石	低力值 5N-10N	相对较硬金属划痕的细化过程。不适合软金属划痕去除，极易形成划痕掩盖。
			0.05µm~1µm氧化铝	低力值 5N-10N	相对较硬金属的终抛。软金属抛光后残余细微划痕。
终抛	ChemoMet	化学合成橡胶	0.05µm~1µm氧化铝	低力值 5N-10N	摩擦力较大，去除效率高，同时也极易发生表面流变和浮凸。适合相对较硬的金属。
			0.02µm/0.06µm氧化硅	低力值 5N-10N	摩擦力小，去除效率相对低，但不易发生表面变形，自身碱性，也可添加相应化学试剂来提高化学作用效果（如Ti、Mo抛光）。