金相磨抛制备方法是采用晶粒度连续变小的磨料、通过机械方式从试样表面去除材料的一系列步骤。 一种制备方法通常由以下步骤组成:
粗磨,PG
精磨,FG
金刚石抛光,DP
氧化物抛光,OP
金相磨抛粗磨,PG:
为了获得较高且一致的材料去除率、缩短研磨时间并获得最高平面度,宜采用晶粒度较大的全固结磨粒。 粗磨时应采用 MD-Primo 或 MD-Piano。 它们可制备出具有完美平面度的试样,从而缩短后续精磨步骤的制备时间。 另外,MD-Primo 和 MD-Piano 还具有很好的边角保护效果。 MD-Primo 含有碳化硅,适用于研磨硬度为 150 HV 以下的软质材料。 MD-Piano含有金刚石,适用于研磨硬度为 150 HV 或以上的材料。 MD-Primo 和 MD-Piano 均基于树脂粘合式磨粒。 在磨损过程中,新的磨粒不断露出,确保材料去除量始终一致。
使用晶粒度为 15 微米、9 微米和 6 微米的磨粒,可获得较高的材料去除率。 精磨采用 MD-Allegro 和 MD-Largo 磨盘。 MD-Allegro和MD-Largo均为硬质复合磨盘(刚性磨盘),表面由一种特殊复合材料制成,可使连续供应的金刚石晶粒嵌入表面,发挥精磨作用。 这些磨盘可帮助您获得非常平整的试样表面。
MD-Allegro 和 MD-Largo 将所有精磨作业融入一个步骤完成, 从而取代了必须不断更换研磨纸并造成很大浪费的研磨纸精磨法。 研磨过程中必须在试样上施加较大的作用力,以获得更大尺寸的切口。
抛光过程中要求较小的切口尺寸,以最终获得无划痕、无变形的试样表面。 抛光采用 MD-Mol 或 MD-Nap 等弹力更大的抛光布,配以 3 微米或1微米等更小的晶粒度,可使切口尺寸接近于零。 抛光过程中降低对试样的作用力,也会减小切口尺寸。
抛光为制备过程的最后步骤。 通过晶粒度的递减和抛光布弹力的递增,抛光可消除精磨过程中留下的所有变形和划痕。 抛光的风险在于,抛光布的弹性会造成浮凸和边角修圆等缺陷。 尽可能缩短抛光时间,可减少这些缺陷。
机械试样制备的基本过程是采用磨料去除材料。 材料去除共有三种机制,在此按其引发变形的能力加以排列。
在金相磨抛精磨过程中,磨料被掺入悬浮液用于硬质表面的研磨。 金相磨抛磨粒不会被压入表面而是留在表面上,因此可以朝各个方向滚动。 磨粒会敲击并使试样表面的微小颗粒脱落,造成纵深变形,原因是自由移动的磨粒不能产生试样表面的真正“切口”。(见下图)。因此,精磨过程中的去除率(某一特定时段内材料的去除量)很低,研磨持续时间很长。 对于软质材料,磨粒常常会被挤压并牢牢地嵌入试样表面。 在材料微观结构试样制备中,纵深变形和嵌入颗粒都是制备人员极不愿意看到的缺陷。 由于上述原因,精磨仅适于在制备陶瓷和矿物试样等硬度和脆性很高的材料时使用。
以滚动方式通过试样表面的磨粒有三种位置。
位置 1: 磨粒进入试样表面。
位置 2: 磨粒在试样表面上方滚过并敲下一块试样材料。这种“敲击效应”会导致试样材料严重变形。
位置 3: 磨粒滚动但未接触试样表面。当磨粒再次通过试样时,根据颗粒的形状,会敲下一块尺寸更小或更大的试样材料。