آماده سازی مکانیکی در قطعات متالوگرافی

آماده سازی مکانیکی رایج ترین روش تهیه نمونه های ماتروگرافی برای بررسی میکروسکوپی است. نیاز خاص سطح آماده شده توسط نوع خاص تجزیه و تحلیل یا بررسی تعیین می شود.

 نمونه ها را می توان تا پایان کامل آماده کرد ، ساختار واقعی را تهیه کرد ، یا وقتی سطح قابل قبول است برای بررسی خاص ، آماده سازی متوقف می شود.

صرف نظر از نیازهای آماده سازی ، اهداف کلی آماده سازی یکسان است:

• تمام عناصر ساختاری باید حفظ شوند.
• سطح باید بدون خراش یا تغییر شکل باشد.
• هیچ ماده خارجی روی سطح نمونه وارد نمی شود.
• نمونه باید صفحه ای و بسیار بازتابنده باشد.
• قیمت بهینه برای هر نمونه باید بدست آید.
• تمام آماده سازی ها باید 100٪ قابل تکرار باشد.

فرآیند اساسی تهیه نمونه مکانیکی حذف مواد است ، با استفاده از ذرات ساینده در مراحل متوالی دقیق تر ، مواد را از سطح خارج می کنیم تا نتیجه لازم حاصل شود.

سه مکانیزم برای از بین بردن مواد وجود دارد: سنگ زنی ، پرداخت و بستن. آنها از نظر تمایل به تغییر شکل در سطح نمونه متفاوت هستند.

سنگ زنی

سنگ زنی اولین مرحله حذف مواد مکانیکی است.

آسیاب مناسب مواد سطحی آسیب دیده یا تغییر شکل یافته را از بین می برد ، در حالی که میزان تغییر شکل سطح اضافی را محدود می کند. 

هدف یک سطح هواپیما با حداقل آسیب است که به راحتی می توان آن را در طول پرداخت در کوتاهترین زمان از بین برد.

سنگ زنی مواد را با استفاده از ذرات ساینده ثابت که تراشه های ماده نمونه را تولید می کند از بین می برد (به زیر نگاه کنید). 

روند ساخت تراشه ها با یک دانه ساینده تیز با ایجاد بالاترین میزان حذف ، کمترین میزان تغییر شکل را در نمونه ایجاد می کند.

سه موقعیت دانه ساینده که سطح نمونه را در حالت ثابت عبور می دهد عبارتند از:

موقعیت 3:

دانه از سطح نمونه خارج می شود و در سطح آن خراش ایجاد می شود که تغییر شکل نسبتاً کمی در ماده نمونه دارد.

موقعیت 2:

دانه در نیمه راه است و تراشه در حال رشد است.

موقعیت 1:

دانه در حال ورود به سطح نمونه است. دانه کاملاً در جهت X ثابت است. حرکت (انعطاف پذیری) در جهت Y می تواند رخ دهد. وقتی تراشه وارد ماده نمونه می شود تراشه شروع می شود.

سنگ زنی به دو فرآیند تقسیم می شود:

Plane Grinding، PG

این به طور معمول اولین مرحله در فرآیند سنگ زنی است. 

آسیاب کردن هواپیما تضمین می کند که سطح تمام نمونه ها علی رغم شرایط اولیه و درمان قبلی آنها مشابه است. 

علاوه بر این ، هنگام پردازش چندین نمونه در یک نگهدارنده ، باید توجه داشته باشید که همه آنها در یک سطح یا “صفحه” قرار دارند ، قبل از اینکه به مرحله بعدی بروید ، خوب خرد کنید. 

برای دستیابی به میزان بالا و ثابت حذف مواد ، مدت زمان آسیاب کوتاه و حداکثر صافی ، دانه های کاملاً ثابت با اندازه دانه نسبتاً بزرگ برای آسیاب صفحه ای ترجیح داده می شوند. 

سطوح مناسب PG نمونه های کاملاً مسطحی را فراهم می کند ، بنابراین زمان آماده سازی در مرحله خرد کردن زیر را کاهش می دهد. 

علاوه بر این ، برخی از سطوح می توانند لبه خوبی را حفظ کنند. در طی سایش ، دانه های ساینده جدید آشکار می شوند ، بنابراین اطمینان از حذف مداوم مواد.

Fine Grinding، FG

سنگ زنی ظریف سطحی را ایجاد می کند که تغییر شکل کمی دارد و به راحتی می توان آن را در حین پرداخت از بین برد.

 به دلیل اشکالاتی که در کاغذهای آسیاب وجود دارد ، سطوح کامپوزیت آسیاب ریز جایگزین در دسترس است ، به منظور بهبود و تسهیل سنگ زنی خوب ، با استفاده از اندازه دانه های 15 ، 9.0 و 6.0 میکرومتر میزان حذف مواد بالا بدست می آید. 

این کار بر روی دیسک های کامپوزیت سخت (دیسک های سخت) با سطح ماده کامپوزیت مخصوص انجام می شود.

 بنابراین ، دانه های الماس ، که به طور مداوم عرضه می شوند ، اجازه دارند سطح را جاسازی کنند و عملکرد سنگ زنی خوبی را ایجاد کنند. 

با استفاده از این دیسک ها ، یک سطح نمونه کاملاً صفحه ای بدست می آید. 

استفاده از ساینده الماس بر روی دیسک های آسیاب خوب ، حذف یکنواخت مواد از فازهای سخت و همچنین نرم را تضمین می کند.

 هیچ لکه گیری از مراحل نرم یا خرد کردن فازهای شکننده وجود ندارد و نمونه ها یک طرح کامل را حفظ می کنند. 

مراحل پرداخت بعدی می تواند در مدت زمان بسیار کوتاهی انجام شود.

پرداخت

مانند سنگ زنی ، از پولیش برای از بین بردن خسارت باقی مانده از مراحل قبلی استفاده می شود. این امر با مراحل ذرات ساینده متوالی ریزتر حاصل می شود. پرداخت به دو فرآیند مختلف تقسیم می شود:

پرداخت الماس

از الماس به عنوان ساینده استفاده می شود تا سریعترین مواد را از بین ببرد و بهترین دکوراسیون را انجام دهد. 

هیچ ساینده موجود دیگری نمی تواند نتایج مشابهی ایجاد کند. الماس به دلیل سختی آن ، در تمام مواد و مراحل بسیار خوب برش می خورد.

در طول پرداخت ، اندازه تراشه کوچکتر برای دستیابی به سطح نمونه بدون خراش و تغییر شکل مطلوب است. 

برای بدست آوردن اندازه تراشه نزدیک به صفر از پارچه های انعطاف پذیر بیشتری به همراه اندازه دانه های کوچکتر مانند 3.0 یا 1.0 میکرومتر استفاده می شود.

 همچنین نیروی کمتری روی نمونه ها باعث کاهش اندازه تراشه در حین پرداخت می شود.

پرداخت اکسید

برخی از مواد ، به ویژه آنهایی که نرم و منعطف هستند ، برای دستیابی به بهترین کیفیت ، به پرداخت نهایی نیاز دارند. 

سیلیس کلوئیدی ، با اندازه دانه تقریبا 04/0 میکرومتر و PH حدود 8/9 ، نتایج قابل توجهی را نشان داده است. ترکیبی از فعالیت شیمیایی و سایش ظریف و ملایم نمونه های خراشیده و بدون تغییر شکل ایجاد می کند.

لپ زدن

در لپینگ ، ساینده در یک سیستم تعلیق بر روی سطح سخت اعمال می شود.

در لپینگ ، ساینده در یک سیستم تعلیق بر روی سطح سخت اعمال می شود. ذرات را نمی توان به سطح فشار داد و در آنجا محکم کرد. 

آنها می غلتند و آزادانه در همه جهات حرکت می کنند ، ذرات کوچک را از سطح نمونه چکش می زنند و تغییر شکل های عمیقی را ایجاد می کنند. 

دلیل آن این است که ذرات ساینده متحرک آزاد قادر به تولید “تراشه” واقعی از نمونه نیستند.

بنابراین ، میزان حذف (مقدار مواد خارج شده در یک بازه زمانی خاص) در طول لپینگ بسیار کم است و منجر به زمان های طولانی فرآیند می شود. 

با استفاده از مواد نرم ، ذرات ساینده اغلب در محل نمونه فشرده می شوند و محکم در آن قرار می گیرند. 

هر دو تغییر شکل عمیق و دانه های تعبیه شده در تهیه نمونه ماتوگرافی نامطلوب هستند.

 این بدان معنی است که از لپینگ فقط برای تهیه مواد بسیار سخت و شکننده ، مانند سرامیک ها و نمونه های کانی شناسی استفاده می شود.

سه موقعیت دانه ساینده که از سطح نمونه به صورت نورد عبور می کند:

موقعیت 3:

دانه ها بدون دست زدن به سطح نمونه رول می شوند. وقتی دوباره از نمونه عبور کرد ، بسته به شکل دانه ، قطعه کوچکتر یا بزرگتری چکش می خورد.

موقعیت 2:

دانه رول می شود و تکه ای از ماده نمونه را با چکش بیرون می زند و باعث تغییر شکل شدید مواد نمونه می شود.

موقعیت 1:

دانه وارد سطح نمونه می شود.

نحوه آسیاب و پرداخت

هدف از تهیه نمونه ماتروگرافیک ، آشکار سازی ساختار واقعی نمونه است ، اعم از فلز ، سرامیک ، کاربید پخته شده یا هر ماده جامد دیگر.

ساده ترین راه برای رسیدن به این هدف ، استفاده از روش آماده سازی سیستماتیک است.

 هنگامی که کار به طور معمول شامل بررسی مواد مشابه ، در همان شرایط است ، دستیابی به نتیجه یک بار هر بار مطلوب است. 

این بدان معنی است که نتیجه آماده سازی باید قابل تکرار باشد.

تهیه نمونه از قوانین خاصی پیروی می کند که برای اکثر مواد معتبر است. 

مواد مختلف با خواص مربوطه (سختی و شکل پذیری) به طور مشابه پاسخ می دهند و در هنگام تهیه به همان مواد مصرفی نیاز دارند. 

بنابراین ، تمام مواد با توجه به خصوصیات آنها می توانند در Metalogram نمایش داده شوند و نه به این دلیل که در گروه خاصی از مواد قرار دارند.