CN105437050A - 一种金相研磨抛光工艺 - Google Patents

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CN105437050A CN201510751777.6A CN201510751777A CN105437050A CN 105437050 A CN105437050 A CN 105437050A CN 201510751777 A CN201510751777 A CN 201510751777A CN 105437050 A CN105437050 A CN 105437050A
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Abstract

本发明公开了一种金相研磨抛光工艺，工艺步骤为：(1)金相试样表面清洗；(2)金相试样表面研磨；(3)金相试样抛光；(4)清洗；采用了超声波清洗机的振动对金相试样进行清洗和打磨，在对金相试样进行清洗时，超声波清洗机内部的液体为工业净水，在内部放入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油进行清理，能够节约资源，先进行除油处理，能够避免给后续的研磨和抛光工艺造成影响，在金相试样的底部放置橡胶软底，避免在研磨过程中划伤表面，多次对金相试样进行烘干处理，可以避免易氧化的金属在操作的过程中发生氧化，保证金相试样表面色泽均匀无水斑，且避免了涂抹防锈剂，在真空环境下，保存时间较长。

Description

一种金相研磨抛光工艺
技术领域
本发明涉及金相样品制备技术领域，特别涉及一种金相研磨抛光工艺。
背景技术
金相试样的制作约占金相分析总时间的2/3，如何提高金相制样效率具有十分重要的意义。
传统的金相制样采用手工磨制，效率较低，机械后的试样，须要求经过精密磨面，金相试验人员在玻璃板上铺上金相砂纸、用手工进行4-5道磨制，砂纸粒级越来越细，从(180#-)240#-400#-600#-800#依次磨削，精细磨样需增加至1000#甚至1200#，并且每更换一道砂纸，同时需清理试样、台面。磨制工序完成后，进行粗抛光和精抛光。这样，一个试样全部流程下来约花费0.5h制作完成，不仅浪费时间且浪费人力资源。
现有的金相研磨抛光工艺为：
制样：利用镶嵌粉(又名胶木粉)和镶嵌机将待观察的钢铁样品制成金相样品。镶嵌温度一股在110℃～150℃。
磨样：利用不同颗粒度水磨砂纸将金相样品进行打磨处理，每次打磨方向与前次打磨方向成90°角，每次打磨将前次打磨划痕磨去即可，最后打磨的砂纸规格为1500#水磨砂纸，划痕方向统一均匀。
抛光：在抛光机上利用抛光布和抛光剂将打磨后金相样品表面划痕去除，使样品表面光滑无划痕。抛光剂一股选用金刚石抛光膏或金刚石研磨液。
侵蚀：将抛光后的金相样品，放入侵蚀剂中进行侵蚀，侵蚀一段时间后用纯净水洗去侵蚀剂，吹干后即可进行金相观察。
在整个工艺过程中，并没有对金相样品金相防锈处理，所以在金相样品制备过程中，尤其在侵蚀后，极容易在表面氧化并产生污迹，影响金相组织的观察。
且金相试样的抛光沿用较多的还是传统的机械抛光工艺，这种抛光工艺通常是除油后高温酸洗，酸洗液中多含有铬酸、氢氟酸、硝酸等毒害较大物质，酸洗液的主要作用是去除氧化皮提高金属制品的光洁度，但高温酸洗时间长，这不仅使生产成本高，而且内含的有毒酸挥发性大，极易污染环境和腐蚀设备。
申请号为CN200910204809.5的中国发明专利，本发明公开了一种金相试样制作的工艺方法，包括如下步骤：a)锯切样品快速磨削：使用改为砂轮磨盘的光谱退役的磨样机，用一次可装夹8-10个试样的磨样夹具快速磨样，手工握持，在磨样机上进行快速磨削，表面粗糙度至Ra1.6-0.8um，达到精密磨削的要求；b)金相磨样；c)金相抛光。与现有技术相比，本发明的优点在于，它可以方便、快速地进行金相制样工作，既保证制样质量、分析质量，又可节约成本、提高效率。
申请号为CN201110008675.7的中国发明专利，一种硅钢金相样品制备方法。制备方法为：硅钢金相样品制样后，用不同颗粒度的水磨砂纸进行打磨，再机械抛光去除样品表面划痕，将样品清洗干净并吹干，利用侵蚀剂侵蚀，侵蚀完成后立即用纯净水冲洗，冲洗时加入十二烷基磺酸钠水溶剂并配合柔软皮布进行摩擦处理，摩擦处理后再用纯净水将样品清洗干净，吹干样品后即可在普通金相显微镜下进行硅钢样品金相观察。优点在于，解决了金相试样制备过程中表面因氧化影响观察的问题。并且操作简便，容易实现。
申请号为CN201310085308.6的中国发明专利，一种用于变形镁合金不同微观组织状态的金相显示方法，其主要包括金相试样制备、砂纸粗磨—细磨、机械抛光及电解抛光的具体操作，并提供一种与现有技术不同的电解抛光液，又针对铸态、固溶态、球化态和时效态镁合金组织提供各自不同的电解抛光工艺。本发明提供的电解抛光液，其容易制备、操作简单；针对镁合金的不同微观组织的电解抛光工艺，可提高金相显示的质量；本发明提供的粗磨-细磨以及机械抛光的具体操作可提高金相制备的质量。
复合抛光是机械法和电解法两种研磨方式的组合，复合抛光综合了机械抛光和电解抛光的优点，在现有技术的整个工艺过程中，并没有对金相样品金相防锈处理，所以在金相样品制备过程中，尤其在侵蚀后，极容易在表面氧化并产生污迹，影响金相组织的观察，且并没有对金相样品进行除油除污处理，容易给后续的研磨和抛光工艺造成影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金相研磨抛光工艺，以解决现有技术中导致的上述没有对金相样品金相防锈处理，所以在金相样品制备过程中，尤其在侵蚀后，极容易在表面氧化并产生污迹，影响金相组织的观察，且并没有对金相样品进行除油除污处理，容易给后续的研磨和抛光工艺造成影响的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，工艺步骤为：
(1)金相试样表面清洗
a.除尘清洗
通过高压水枪以工业净水来冲洗金相试样的表面，对有重油污的金相试样表面采用高温工业净水，温度为45-55℃，冲洗时间为10-15min；
b.表面除油
将金相试样置于碱水中进行超声波清洗，清洗时间为10min，室温为20℃，并在清洗后，浸泡0.5-2h；
c.漂洗
利用纯水对金相试样金相低压漂洗，漂洗时间为5-10min；
(2)金相试样表面研磨
a.粗磨
使用300-2000目的水磨砂纸对金相试样进行打磨，打磨完成后放入净水中进行简单清洗；
b.精磨
采用研磨机对金相试样进行打磨，进行研磨时加入研磨液，在金相磨抛机上，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面；
(3)金相试样抛光
a.粗抛
使用30-900目的金相抛光纸对金相试样进行简单打磨，并喷射抛光剂，喷出时间为3-6s；
b.超声波抛光
将金相试样置于超声波清洗机中进行抛光，并在超声波清洗机中加入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油，抛光时间为30-60min。
c.电解质等离子抛光
以金相试样为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解液中；以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连；两者相距一定距离浸入电解液中，电解液以硫酸﹑磷酸为基本成分，浸入电解抛光液中以5—8A的电流进行抛光，抛光温度为0—30℃；
(4)清洗
通过高压水枪以去离子水来冲洗金相试样的表面，冲洗时间为10-20min；
优选的，所述步骤(1)之后，对金相试样表面擦干，用热风机吹去金相试样表面的水分，并用白色绒布檫干表面的残留水分。
优选的，所述步骤(2)的精磨b步骤中的研磨液采用多晶金刚石研磨液。
优选的，所述步骤(3)中粗抛a步骤中抛光剂的成分为：蚀刻剂45％，光亮剂22％，修复剂15％，其他活性剂13％。
优选的，所述步骤(3)中超声波抛光b步骤中，超声波清洗机内组成甘油15—20％、抛光膏25—30％、金刚石研磨砂40—50％、余量为水。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，电解液的质量比为浓硫酸5％—10％、浓磷酸12％—15％和水75—80％。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，采用高频高压窄脉冲电场对金相试样进行等离子电浆抛光。
优选的，所述步骤(4)之后，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，完成后放置于真空保证。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明采用了超声波清洗机的振动对金相试样进行清洗和打磨，在对金相试样进行清洗时，超声波清洗机内部的液体为工业净水，在内部放入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油进行清理，实现了一机多用，能够节约资源，在抛光之前对金相试样进行清洗，进行除油处理，能够避免给后续的研磨和抛光工艺造成影响，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面，多次对金相试样进行烘干处理，可以除去金相试样表面的水渍，还可以避免易氧化的金属在操作的过程中发生氧化，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，保证在后期观察过程中不会有水渍影响观察，且避免了涂抹防锈剂，影响观察，在真空环境下，不仅可以保存时间较长，且可以一直处在可待观察的状态。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1
一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，工艺步骤为：
(1)金相试样表面清洗
a.除尘清洗
通过高压水枪以工业净水来冲洗金相试样的表面，对有重油污的金相试样表面采用高温工业净水，温度为45℃，冲洗时间为15min；
b.表面除油
将金相试样置于碱水中进行超声波清洗，清洗时间为10min，室温为20℃，并在清洗后，浸泡0.5h；
c.漂洗
利用纯水对金相试样金相低压漂洗，漂洗时间为5min；
(2)金相试样表面研磨
a.粗磨
使用300目的水磨砂纸对金相试样进行打磨，打磨完成后放入净水中进行简单清洗；
b.精磨
采用研磨机对金相试样进行打磨，进行研磨时加入研磨液，在金相磨抛机上，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面；
(3)金相试样抛光
a.粗抛
使用30目的金相抛光纸对金相试样进行简单打磨，并喷射抛光剂，喷出时间为6s；
b.超声波抛光
将金相试样置于超声波清洗机中进行抛光，并在超声波清洗机中加入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油，抛光时间为30min。
c.电解质等离子抛光
以金相试样为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解液中；以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连；两者相距一定距离浸入电解液中，电解液以硫酸﹑磷酸为基本成分，浸入电解抛光液中以8A的电流进行抛光，抛光温度为0℃；
(4)清洗
通过高压水枪以去离子水来冲洗金相试样的表面，冲洗时间为20min；
优选的，所述步骤(1)之后，对金相试样表面擦干，用热风机吹去金相试样表面的水分，并用白色绒布檫干表面的残留水分。
优选的，所述步骤(2)的精磨b步骤中的研磨液采用多晶金刚石研磨液。
优选的，所述步骤(3)中粗抛a步骤中抛光剂的成分为：蚀刻剂45％，光亮剂22％，修复剂15％，其他活性剂13％。
优选的，所述步骤(3)中超声波抛光b步骤中，超声波清洗机内组成甘油15％、抛光膏25％、金刚石研磨砂50％、余量为水。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，电解液的质量比为浓硫酸5％、浓磷酸15％和水80％。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，采用高频高压窄脉冲电场对金相试样进行等离子电浆抛光。
优选的，所述步骤(4)之后，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，完成后放置于真空保证。
实施例2
一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，工艺步骤为：
(1)金相试样表面清洗
a.除尘清洗
通过高压水枪以工业净水来冲洗金相试样的表面，对有重油污的金相试样表面采用高温工业净水，温度为55℃，冲洗时间为10min；
b.表面除油
将金相试样置于碱水中进行超声波清洗，清洗时间为10min，室温为20℃，并在清洗后，浸泡2h；
c.漂洗
利用纯水对金相试样金相低压漂洗，漂洗时间为10min；
(2)金相试样表面研磨
a.粗磨
使用2000目的水磨砂纸对金相试样进行打磨，打磨完成后放入净水中进行简单清洗；
b.精磨
采用研磨机对金相试样进行打磨，进行研磨时加入研磨液，在金相磨抛机上，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面；
(3)金相试样抛光
a.粗抛
使用900目的金相抛光纸对金相试样进行简单打磨，并喷射抛光剂，喷出时间为3s；
b.超声波抛光
将金相试样置于超声波清洗机中进行抛光，并在超声波清洗机中加入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油，抛光时间为60min。
c.电解质等离子抛光
以金相试样为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解液中；以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连；两者相距一定距离浸入电解液中，电解液以硫酸﹑磷酸为基本成分，浸入电解抛光液中以5A的电流进行抛光，抛光温度为30℃；
(4)清洗
通过高压水枪以去离子水来冲洗金相试样的表面，冲洗时间为10min；
优选的，所述步骤(1)之后，对金相试样表面擦干，用热风机吹去金相试样表面的水分，并用白色绒布檫干表面的残留水分。
优选的，所述步骤(2)的精磨b步骤中的研磨液采用多晶金刚石研磨液。
优选的，所述步骤(3)中粗抛a步骤中抛光剂的成分为：蚀刻剂45％，光亮剂22％，修复剂15％，其他活性剂13％。
优选的，所述步骤(3)中超声波抛光b步骤中，超声波清洗机内组成甘油20％、抛光膏30％、金刚石研磨砂40％、余量为水。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，电解液的质量比为浓硫酸10％、浓磷酸12％和水78％。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，采用高频高压窄脉冲电场对金相试样进行等离子电浆抛光。
优选的，所述步骤(4)之后，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，完成后放置于真空保证。
实施例3
一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，工艺步骤为：
(1)金相试样表面清洗
a.除尘清洗
通过高压水枪以工业净水来冲洗金相试样的表面，对有重油污的金相试样表面采用高温工业净水，温度为50℃，冲洗时间为12min；
b.表面除油
将金相试样置于碱水中进行超声波清洗，清洗时间为10min，室温为20℃，并在清洗后，浸泡0.5-2h；
c.漂洗
利用纯水对金相试样金相低压漂洗，漂洗时间为8min；
(2)金相试样表面研磨
a.粗磨
使用900目的水磨砂纸对金相试样进行打磨，打磨完成后放入净水中进行简单清洗；
b.精磨
采用研磨机对金相试样进行打磨，进行研磨时加入研磨液，在金相磨抛机上，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面；
(3)金相试样抛光
a.粗抛
使用400目的金相抛光纸对金相试样进行简单打磨，并喷射抛光剂，喷出时间为5s；
b.超声波抛光
将金相试样置于超声波清洗机中进行抛光，并在超声波清洗机中加入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油，抛光时间为40min。
c.电解质等离子抛光
以金相试样为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解液中；以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连；两者相距一定距离浸入电解液中，电解液以硫酸﹑磷酸为基本成分，浸入电解抛光液中以7A的电流进行抛光，抛光温度为20℃；
(4)清洗
通过高压水枪以去离子水来冲洗金相试样的表面，冲洗时间为15min；
优选的，所述步骤(1)之后，对金相试样表面擦干，用热风机吹去金相试样表面的水分，并用白色绒布檫干表面的残留水分。
优选的，所述步骤(2)的精磨b步骤中的研磨液采用多晶金刚石研磨液。
优选的，所述步骤(3)中粗抛a步骤中抛光剂的成分为：蚀刻剂45％，光亮剂22％，修复剂15％，其他活性剂13％。
优选的，所述步骤(3)中超声波抛光b步骤中，超声波清洗机内组成甘油18％、抛光膏26％、金刚石研磨砂45％、余量为水。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，电解液的质量比为浓硫酸10％、浓磷酸15％和水75％。
优选的，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，采用高频高压窄脉冲电场对金相试样进行等离子电浆抛光。
优选的，所述步骤(4)之后，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，完成后放置于真空保证。
采用了超声波清洗机的振动对金相试样进行清洗和打磨，在对金相试样进行清洗时，超声波清洗机内部的液体为工业净水，在内部放入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油进行清理，实现了一机多用，能够节约资源，在抛光之前对金相试样进行清洗，进行除油处理，能够避免给后续的研磨和抛光工艺造成影响，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面，多次对金相试样进行烘干处理，可以除去金相试样表面的水渍，还可以避免易氧化的金属在操作的过程中发生氧化，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，保证在后期观察过程中不会有水渍影响观察，且避免了涂抹防锈剂，影响观察，在真空环境下，不仅可以保存时间较长，且可以一直处在可待观察的状态。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，工艺步骤为：
(1)金相试样表面清洗
a.除尘清洗
通过高压水枪以工业净水来冲洗金相试样的表面，对有重油污的金相试样表面采用高温工业净水，温度为45-55℃，冲洗时间为10-15min；
b.表面除油
将金相试样置于碱水中进行超声波清洗，清洗时间为10min，室温为20℃，并在清洗后，浸泡0.5-2h；
c.漂洗
利用纯水对金相试样金相低压漂洗，漂洗时间为5-10min；
(2)金相试样表面研磨
a.粗磨
使用300-2000目的水磨砂纸对金相试样进行打磨，打磨完成后放入净水中进行简单清洗；
b.精磨
采用研磨机对金相试样进行打磨，进行研磨时加入研磨液，在金相磨抛机上，在金相试样的底部放置橡胶软底，并在橡胶软底涂抹黄油，用以抵消研磨过程中的压力和摩擦力，避免在研磨过程中划伤表面；
(3)金相试样抛光
a.粗抛
使用30-900目的金相抛光纸对金相试样进行简单打磨，并喷射抛光剂，喷出时间为3-6s；
b.超声波抛光
将金相试样置于超声波清洗机中进行抛光，并在超声波清洗机中加入金刚石研磨砂、抛光膏和甘油，抛光时间为30-60min。
c.电解质等离子抛光
以金相试样为阳极，与直流稳压电源正极相连，浸入电解液中；以铂片为阴极，与直流稳压电源负极相连；两者相距一定距离浸入电解液中，电解液以硫酸﹑磷酸为基本成分，浸入电解抛光液中以5—8A的电流进行抛光，抛光温度为0—30℃；
(4)清洗
通过高压水枪以去离子水来冲洗金相试样的表面，冲洗时间为10-20min。
2.根据权利要求1所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(1)之后，对金相试样表面擦干，用热风机吹去金相试样表面的水分，并用白色绒布檫干表面的残留水分。
3.根据权利要求1所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(2)的精磨b步骤中的研磨液采用多晶金刚石研磨液。
4.根据权利要求1所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(3)中粗抛a步骤中抛光剂的成分为：蚀刻剂45％，光亮剂22％，修复剂15％，其他活性剂13％。
5.根据权利要求1所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(3)中超声波抛光b步骤中，超声波清洗机内组成甘油15—20％、抛光膏25—30％、金刚石研磨砂40—50％、余量为水。
6.根据权利要求1所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，电解液的质量比为浓硫酸5％—10％、浓磷酸12％—15％和水75—80％。
7.根据权利要求6所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(3)中电解质等离子抛光c步骤中，采用高频高压窄脉冲电场对金相试样进行等离子电浆抛光。
8.根据权利要求1所述的一种金相研磨抛光工艺，其特征在于，所述步骤(4)之后，采用热氮气或电加热炉烘干金相试样表面水分以保证金相试样表面色泽均匀无水斑，完成后放置于真空保证。
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