金相切割片

金相切割就是把金相试样利用薄片砂轮或金刚石锯片截断经过研磨抛光进行物理化验查看金相组织的一道程序。 现在出现的问题是如何避免在切割过程中烧伤，切割效率低。 首先是选用的砂轮是否硬度过高或过底，如若过高就会出现烧伤金相组织，不能准确实验出材料的组织结构，出现误差。如若硬度过底就会出现切割效率底，浪费切割片。怎能使切割过程中不烧伤且锋利，需要对材料的硬度进行检测，及冷却液的正确使用。 其次是选用切割片原材料，切割金属材料首选氧化铝材料，切割非铁金属及非金属材料首选碳化硅材料。因为切割金属材料用氧化铝材料不会与金属中化学成分产生化学反映，有利于切割。非金属及非铁金属化学活动性小，碳化硅材料本身化学活动较氧化铝小，切割性能较好，烧伤小，磨耗小等。 再次是粒度，选用适中的粒度有利于切割。如果要求锋利应选用较粗粒度。如果切割要求精度高，应选用粒度偏细的磨料。 总之，在金相切割过程中的问题要对试样的硬度及材质先进行确定在选用切割片。在有针对性的选用切割片的材料。金相切割不同与普通金属切割，普通金属不要求烧伤只求耐用切断多即可。

金相试样取样的时候一般需要对材料进行切割。 为了方便和加速后续制备过程，要求切割面为平面并且尽可能减少平滑。因此，最合适的切割方法是磨料湿切法，相对于所需时间而言，这种切割方法的损伤程度最低。注： 所取金相试样必须能够代表其母料的特性。 磨料湿切法 磨料湿切法一般采用砂轮片进行切割，砂轮片含磨料和粘合剂。 切割时，用冷却液冲洗砂轮片，以防试样因摩擦热而受损。 另外，冷却液还可清除切割区域的切屑。砂轮片轮的选择 根据需要切割的材料，可能需要选用含不同成分的砂轮片。 砂轮片的选择还会受到材料硬度和韧性的影响。 陶瓷或硬质合金材料的分割需选用由金属或酚醛塑料粘合剂粘合而成的金刚石切割片。采用酚醛塑料粘合剂粘合的氧化铝 (Al2O3) 砂轮片是黑色金属材料切割的典型选择。立方氮化硼（CBN）也在越来越多地应用于更高硬度黑色金属材料的切割。有色金属切割应选择由酚醛塑料粘合剂粘合的碳化硅 (SIC) 砂轮片。切割轮的设计 砂轮片的设计中除了需考虑磨粒外，还应考虑金刚石/ CBN 切割片与 SiC/Al2O3 切割片之间的差别。 因磨粒硬度极高并采用了耐用型粘合剂固定磨粒，金刚石/CBN 切割轮的性能十分持久。金属磨盘周边（连续轮缘）只粘了薄薄的一层磨料。这些切割轮属于长期自耗切割片。SiC 和 Al2O3, 等其他磨料，磨损速度相对较快，价格相对低廉。因此，砂轮片的整个主体由磨料和粘合剂组成。 这种切割轮被称为自耗切割片。 切割片的特性 长期自耗切割片 长期自耗切割片一般为金刚石切割片，金刚石切割片共有两种供您选择，它们采用了不同的磨粒粘合剂——一种切割片采用金属粘合剂，另一种则采用酚醛塑料粘合剂。 这两种切割片均可用于极硬材料的切割。金属粘合剂适用于脆性更高的材料，如陶瓷。酚醛塑料粘合剂则胜任切割类似于硬质合金的材料。 CBN 切割轮仅有酚醛塑料粘合剂型可供选择，适用于切割白口铸铁等极硬的黑色金属材料。 自耗切割片 自耗切割片一般为砂轮片，这种切割片的切割特性随粘合剂特性的不同而变化。粘合剂可根据“硬度”或磨粒保持能力或丢弃能力而划分为不同的类别。 "硬质"砂轮片的磨粒保持能力优于“软质”砂轮片。"软质" 砂轮片用于切割硬质、脆性材料，因为这种砂轮片会随着更低硬度粘合剂的分解，不断补充崭新、尖锐的磨粒。切割软质和韧性材料时，应选择粘合剂硬度更高的砂轮片。另外，粘合剂硬度更高的切割轮磨损速度较慢，因此更为经济。 为特定材料选择正确的切割片非常重要。只有正确的切割片才能确保变形量小、表面平整。切割后表面质量越高，获得所需制备结果的速度就越快。

摘 要:介绍了金相试样切割机的国内外研究情况,以及多种类型切割机的结构和特点。就我国切割机的性能和砂轮片质量等方面存在的问题进行了讨论。以微处理器控制为基础的各种制样设备代表着目前金相制样设备的先进技术。通过机电结合、软硬件结合及互补、增加调速功能及柔性切割功能、改进砂轮片质量等方式来改造传统的金相切割设备。 关键词:金相 切割 试样 制备 1 引言 金属零件的力学性能不仅与它的化学成分有关,也与它的金相组织密切相关。金相检验是控制和评定产品质量不可缺少的重要手段,是科学研究中研究新材料、新工艺和提高金属制品内在质量的重要方法。 要进行金相分析,就必须制备能用于微观检验的样品———金相试样。通常,金相试样的制备要经过取样、镶嵌、磨光和抛光几个步骤。每个步骤都应该细心操作,因为任何阶段上的失误都可能影响最后的结果,因为这可能会造成组织假象,从而得出错误的结论。金相试样的制备是通过切割机、镶嵌机、磨/抛光机来完成。金相试样的截取是金相试样制备过程中一个重要环节。截取试样的方法有手锯、锯床、砂轮切割机和线切割机等等。根据零件的形状和材料,选择适当的方法来切割。目前砂轮切割机广泛应用于金相试样的截取上,主要原因是其适应性强,树脂砂轮片可切割软的金属零件如铜、铝及合金和硬的金属零件如淬火后的碳钢、高速钢 金刚石切割机可切割超硬材料如硬质合金、陶瓷等。另外其切割速度快、劳动强度低、操作简便和切割成本低。选择可靠性高的金相试样切割机,可以提高制样效率和质量,降低成本,提高经济效益。 2 金相试样截取的技术要求 与机械行业中的金属切割、下料不同,金相试样的切割有它自身的要求和特点,截取的金相试样必须保持原有的组织状态,即必须保证所截取的试样的金相组织与原状态金相组织一致,这就要求： ①在截取试样的过程中试样受热、受外力作用要尽量小 ②配备良好的冷却系统,保证切口无过热和过烧现象 ③精确控制进给量的大小,保证试样变形小,光洁度高 ④砂轮切割机应配备精确的卡具和良好的运动机构,保证试样的切口垂直性好,切口余量小,零件装卡方便 ⑤切割机应有良好的防护,保证使用安全。 作为室内使用的切割设备,切割机还必须具备较低的噪音,保证无噪音污染。配备循环冷却系统,注意节约用水和室内清洁。 金相试样切割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,国内外在切割机的性能上作了大量研究工作,研究出不少新机型,新一代切割设备,正由原来的手动操作,发展成为数显、数控及微电脑智能控制。下面介绍常用的砂轮切割机类型与特点。 3 金相切割机分类与特点 根据工件移动和砂轮片移动形式可将金相切割机分为两类:一类为工件移动,砂轮轴旋转、但其位置固定的切割机 另一类为固定工件而砂轮轴作移动的切割机。按切割精度可分为普通切割机和精密切割机。 3.1 移动工件,砂轮轴位置固定的切割机 (1)上海日用电机厂生产的Q22型金相试样切割机配备1.1kW电机,采用250mm砂轮片。特点是切割砂轮直接固定在电动机的轴上,利用夹具的摆动来切割固定在钳口中的试样。冷却系统是人工调整旋钮控制流量的单根水管。操作时,由罩壳将砂轮片罩住,以防冷却液飞溅和砂轮片碎裂时飞出伤人。此类切割机的特点是,电动机在底座上固定不动。砂轮转速固定,体积小,制造成本低,适用于切割30mm×30mm形状简单的柱形试样。 (2)太湖机械厂生产的JQ21型金相试样切割机配备2.2kW的电机,采用250mm砂轮片。工件安装在工作台面上,通过工作台垂直和水平移动切割工件。最大切割尺寸75mm×300mm,工作台上下移动距离180mm,工作台左右移动距离300mm,砂轮转速3300r/min。此类设备类似于铣床,适应于切割块状零件,机械结构较复杂,造价较高。 (3)美国BUEHLER公司ISOMET型精密金相试样切割机①可以精确设定切割的时间、压力及速度,并在面板上显示出来 ②试样夹持机构具有压力传感器防止试样撞击锯片边缘,避免锯齿损坏 ③试样以很轻的初始负载自动送到旋转着的锯片 ④工作负载可预定在0.98～9.8N之间,切割完毕后,独特的传感机构使得试样夹持臂返回到原位置。该机有三种冷却方式,①低速时,可利用冷却剂的滞动作用 ②速度较高时,可使用切割机自身的浸水泵冷却循环系统 ③切割硬质材料时速度很高,可连接一个外部供水排水装置,以达到最佳的冷却效果。Isomet1000型精密切割机,功率为0.93kW,切割过程采用弧形进刀方式,金刚石切割片直径75mm～200mm,转速范围100～5000r/min。可自动进料和受控进料,定位精度为2μm。该机特别适用于高速、高质量切割极硬材料小试件。