Метрология
Термические приборы
Главная / Articles / Подготовка образца для металлографического анализа. Шлифовка-полировка

Articles

Категории
Подготовка образца для металлографического анализа. Шлифовка-полировка
19 декабря, 12:58

Металлографические исследования - это система комплексных испытаний и анализов над микро- и макроструктурой металлических материалов. Это классический способ исследования металлов, который начинается с подготовки образцов и заканчивается выводом аналитических результатов о структуре материала.

Любой металлографический анализ включает в себя четыре этапа:

  • Пробоотбор
  • Пробоподготовка
  • Металлографический анализ
  • Статистическая обработка результатов анализа.

В данной статье рассмотрим процедуру пробоподготовки для металлографического анализа на примере образца из чугуна (рис.1).

Исследуемый образец. Материал чугун.

Рисунок.1 Исследуемый образец. Материал чугун.

Продемонстрируем процесс подготовки исследуемого образца на ручном шлифовально-полировочном станке МР-100S от компании MTDI (Корея) (рис.2).

Ручной шлифовально-полировочный станок МР-100S MTDI (Корея).

Рисунок.2 Ручной шлифовально-полировочный станок МР-100S MTDI (Корея).

Металлографический анализ всегда начинается с проотбора. На металлорежущем станке серии МА-100E компании MTDI (Корея) осуществляется отбор пробы твердого металла (рис.3).

Автоматический отрезной станок MA-100E (Корея).

Рисунок 3. Автоматический отрезной станок MA-100E (Корея).

Так как структура металла может быть неоднородной проотбор производится в наиболее характерных зонах металлопродукции по правилам, установленными соответствующими стандартами. Во время пробоотбора необходимо соблюдать меры, предохраняющие образцы от нагрева. В противном случае это может привести к изменению структуры и свойств образца.

После получения плоской поверхности образца (рис.1) при отрезки и заторцовки переходим к этапу пробоподготовки. Стандартная пробоподготовка включает в себя комплекс мероприятий при подготовке образцов для оптических исследований:

  • Шлифование
  • Полировка

Благодаря сменным абразивным кругам с различной степенью зернистости абразивных материалов, начиная с 180 заканчивая 2500 (рис.4) ручной шлифовально-полировочный станок МР-100S предназначен для работы с любым материалом.

Абразивные круги для шлифовально-полировочного станка

Рисунок 4. Абразивные круги для шлифовально-полировчного станка МР-100S.

Шлифование

Шлифование - это механическая обработка металлического образца, при которой устраняются неровности перед полированием.

Процесс шлифовки начинается со снятия противобрызгового и крепежного кольца для шлифовальной бумаги. Для сглаживания поверхности чугунного образца был выбран и установлен шлифовальный круг с зернистостью 180.

В процессе шлифования металл может нагреваться, меняя изначальную структуры. Поэтому необходимо обеспечить доступ охлаждающей жидкости (в нашем случае это вода) на шлифовальный круг в течении всего рабочего процесса на станке (рис.5).

Подача охлаждающей жидкости на шлифовальный круг в течении

Рисунок 5. Подача охлаждающей жидкости на шлифовальный круг в течении

На шлифовально-полировочном станке МР-100S скорость работы варьируется от 50 до 500 оборотов в минуту (рис.6). Выбор скорости и времени шлифования зависят от исследуемого образца и поставленных задач.  

Дисплей ручного шлифовально-полировочного станка МР-100S

Рисунок 6. Дисплей ручного шлифовально-полировочного станка МР-100S.

 В начале шлифования рекомендуем перемещать образец от центра к краю. Данная операция выполняется с целью удаления воздуха между шлифовальной бумагой и диском (рис.7).

Смеха расположения образца на шлифовально-полировочный станок МР-100S.

Рисунок 7. Смеха расположения образца на шлифовально-полировочный станок МР-100S.

 Затем образец следует удерживать на одном месте, чтобы все риски на его поверхности были параллельны.

После удаления видимых царапин и неровностей переходим на бумагу со следующей номером абразива (в нашем случае 400). При этом направление шлифования образца изменяем на 90о.

Повторяем процедуру с образцом на более мелкой шлифовальной бумаге (800) до удаления всех царапин (рис.8).

Отшлифованный образец чугуна.

Рисунок 8. Отшлифованный образец чугуна.

Полирование

Полирование - это финиш механической обработки материалов при помощи мелких абразивов. Основной сутью полирования является придание поверхности испытуемых образцов мельчайшей шероховатости и зеркального блеска.

Для смены шлифовального круга на полировочное сукно необходимо снять противобрызговое и крепежное кольца и совершить замену.

Перед началом полировки на сукно наносится алмазная суспензия 3 мкм (рис.9).

Нанесение алмазной суспензии на полировочное сукно

Рисуно 9. Нанесение алмазной суспензии на полировочное сукно.

Скорость вращения круга составляет 400-500 об/мин. Полировочный круг должен быть достаточно влажным. Полирование считается законченным, когда на образце получается зеркальная гладкая поверхность (рис.10).

Отполированный чугунный образец, готовый к дальнейшим металлографическим исследованиямРисунок 10. Отполированный чугунный образец, готовый к дальнейшим металлографическим исследованиям.