凡是使用固定磨料(砂紙,砂輪等)制備試樣的過程都稱為磨光,磨光是制備試樣過程中非常重要的一環(huán),因為在切取試樣時引起的表面損傷層必須在這一階段去除。如果在切割時損傷太大,比如燒損,就很難在磨光的過程中去除,只能在其它地方重新取樣。磨光本身也會產(chǎn)生表層損傷,但能夠在后續(xù)工序中去除。磨光結束時,表層的損傷應當只是由于最后一道工序磨制時存留下的。過于嚴重的磨光造成的損傷層無法在后續(xù)的拋光工序中去除。
一、粗磨:
粗磨的目的是為了獲得一個平整的表面,鋼鐵材料試樣的粗磨通常在砂輪機上進行,磨制時候應注意試樣對砂輪機壓力不宜過大,否則會在試樣表面形成很深的磨痕,從而增加細磨和拋光的難度。用手捏住試樣在砂輪上磨制,要盡量使試樣的磨面與砂輪面平行,同時沿著砂輪的徑向來回移動,避免砂輪面磨出凹坑,要隨時用水冷卻試樣,以免受熱影響而引起組織變化。試樣邊角如不需要保存,可先行磨圓(倒角),以免在細磨和拋光中撕破砂紙和拋光布,甚至造成試樣在拋光中從手上飛出傷人。如果是很軟的材料(鋁,銅等有色金屬)可用銼刀磨平,以免磨屑填滿砂輪孔隙,且使試樣產(chǎn)生較深的磨痕和嚴重的塑性變形層。當試樣表面平整之后,粗磨就算完成,用水將試樣沖洗干凈。
二、細磨:
經(jīng)過粗磨的試樣表面雖然較平整但還是存在較深的磨痕,因此細磨的目的就是消除這些磨痕,以獲得一個更為平整光滑的磨面,為下一步拋光做準備。細磨是在一套粗細程度不同的金相砂紙上由粗到細依次順序進行,可以分為手工磨制和機器磨制
1、手工磨制:
手工磨制時候可將金相砂紙放在玻璃板上,手指緊握試樣并使磨面朝下,均勻用力向前推行磨制,即不能來回磨,也不能畫圈磨,必須是單程單向,在更換另一號砂紙時,需將試樣研磨方向調(diào)轉(zhuǎn)90度,即與上一道砂紙磨痕方向垂直,直到把上一道砂紙所產(chǎn)生的磨痕消除為止,換砂紙的時候應將試樣,玻璃板清理干凈,以防粗砂粒帶到下一道細砂粒紙上產(chǎn)生粗的磨痕。
手工細磨時應注意:
①、經(jīng)粗磨的試樣必須清洗,吹干后再依次在砂紙上細磨,磨面上磨痕一致時,更換細一號砂紙,并轉(zhuǎn)90°與舊磨痕垂直,繼續(xù)細磨,直至舊磨痕消失、新磨痕均勻一致時再更換砂紙,每次更換砂紙時須將試樣和雙手洗凈、擦干。
②、磨制時壓力不可太大,以免產(chǎn)生過深的磨痕,或使磨面溫度升高引起組織變化。
③、磨制較軟材料時,應在砂紙上加幾滴潤滑劑,以免砂粒嵌入軟的金屬表面,并減少表面撕裂現(xiàn)象。常用的潤滑劑有煤油、汽油、機油或石蠟汽油溶液,以及肥皂水、甘油水溶液等。當砂粒變鈍后,磨削作用大減,,要更換新砂紙,否則砂粒與磨面產(chǎn)生滾壓作用,使變形層增厚,故過舊的砂紙雖未撕破,也不宜繼續(xù)使用。
④、凡磨制過硬材料的砂紙,不能再磨軟材料,以免硬顆粒嵌在軟材料上,造成很深的劃痕,拋光時難以消除。
2、機械磨制:
為了加快磨制速度,金相試樣可以采用機械磨制來提高磨制效率。機械磨制是將磨粒粗細不同的水砂紙裝在預磨機的磨盤上,一邊沖水,一邊在轉(zhuǎn)動的磨盤上磨制試樣磨面,將試樣的磨面輕壓在水砂紙上,沿徑向移動并與磨盤的旋轉(zhuǎn)方向相反做輕微轉(zhuǎn)動,待粗磨痕完全消失細磨痕一致即可。機械磨制時候磨盤上方有水流流入磨盤,流水的作用是潤滑兼冷卻,由于通水磨制,水流可沖洗砂紙,及時將大部分磨屑及脫落的磨粒沖走,這樣可保證在整個細磨過程中,磨粒的尖銳棱角始終與試樣磨面接觸,保持良好的切削作用。而脫落的磨粒被水沖走,可防止磨粒嵌入試樣表面造成假象,還可提高細磨效率和質(zhì)量。磨制鑄鐵試樣時,為了防止石墨脫落,可在砂紙上涂一薄層石墨或肥皂作為潤滑劑。磨制軟的有色金屬試樣時,為了防止磨粒嵌入軟金屬內(nèi)和減少磨面的劃痕,可在砂紙上涂一層機油,汽油,肥皂水溶液或甘油水溶液作為潤滑劑。金相試樣的磨光除了要使表面光滑平整外,更重要的是應盡可能減少表層損傷。每一道磨光工序必須除去上一道工序造成的變形層,而不是僅僅把上一道工序的磨痕除去,同時該道工序本身也要盡可能減少損傷,以便進行下一道工序,最后一道磨光工序產(chǎn)生的變形層深度應該非常淺,并且保證在拋光工序中去除。
三、磨料:
粗磨大多在砂輪機上進行,砂輪硬度的選擇:硬的試樣選擇較軟的磨料,軟的試樣選擇稍硬的磨料。一般選擇磨料粒度為40號,46號,54號,60號,數(shù)字越大磨料越細。砂輪片材料一般為:白剛玉,綠碳化硅,棕剛玉,黑碳化硅。
金相砂紙是專門用來磨光金相分析用的樣塊用的砂紙,一般的金相砂紙其樣子和普通砂紙相似。根據(jù)金相制樣的特點,金相專用砂紙包括成型金相砂紙和成型金相水砂紙,有直徑230mm和200mm 圓片形規(guī)格,專門用于金相制樣時的粗磨和精磨。適用于國內(nèi)、外各種型號、規(guī)格的金相預磨機,尤其適用于各種半自動或全自動金相磨拋機。
磨光過程中用的砂紙應為耐水砂紙、砂帶。耐水砂紙、砂帶系以樹脂為粘結劑將人造或天然磨料粘結在抗水紙表面制成的一種耐水附涂磨具。耐水砂紙上涂附的磨料為剛玉或碳化硅。金相用的細砂紙一般為碳化硅。
金相專用砂紙以精選的、粒度均勻的、磨削效果極佳的碳化硅磨粒為磨料,采用靜電植砂工藝制造出的金相專用耐水砂紙,具有磨粒分布均勻、磨削鋒利、經(jīng)久耐用的特點。從而使樣品的磨除速度快、變形層淺,對高硬或較硬的材料效果尤為明顯。所有粗磨和精磨工序均可實現(xiàn)水磨化,徹底根除了用普通金相砂紙時樣品被磨糊、灰塵大等弊端,由于金相砂紙有諸多優(yōu)桌,在模具加工(拋光)和其他高光潔度的加工中也經(jīng)常使用。
磨料種類 :黑色碳化硅, 氧化鋁
預磨 : 80# 120# 180# 240# 320#
精磨 : 600# 800# 1000# 1200# 1500# 2000#
超精磨 : P2500# P4000# P5000#
砂紙直徑 : Φ200mm Φ230mm Φ250mm Φ300mm 用戶提出的其他任何尺寸
砂紙背面 : 普通(無背膠) 帶粘貼后背(PSA)
常見干砂紙編號和粒度尺寸:
粒度編號 |
特定標號 | 粒度尺寸/微米 | 備注 |
280# | - | 50-40 | 一般鋼鐵材料用280#320#400#500#四個粒度砂紙即可 |
320#(W40) | 0 | 40-28 | |
400#(W28) | 01 | 28-20 | |
500#(W20) | 02 | 20-14 | |
600#(W14) | 03 | 14-10 | |
800#(W10) | 04 | 10-7 | |
1000#(W7) | 05 | 7-5 | |
1200#(W5) | 06 | 5-3.5 | |
1400#(W3.5) | 07 | 3.5-2.5 |
常見水砂紙編號和粒度尺寸:
編號 | 粒度尺寸 | 粒度尺寸/微米 | 備注 |
320 | 220 | -- | 一般鋼鐵材料用240#320#400#600#四個粒度號的砂紙即可 |
360 | 240 | 63-50 | |
380 | 280 | 50-40 | |
400 | 320 | 40-28 | |
500 | 360 | -- | |
600 | 400 | 28-20 | |
700 | 500 | -- | |
800 | 600 | 20-14 | |
900 | 700 | -- | |
1000 | 800 | -- |