摘要：要在金相显微镜下观察到清晰的金相组织，有一个质量很高的合格的金相试样是必不可少的，制取一个合格的金相试样一般都要经过切割、镶嵌、研磨、抛光、腐蚀等，在这些过程中各种设备性能的优劣和操作人员使用都会对制样有影响，本文对目前的制样流程做简单分析陈述。

关键词：金相    切割    镶嵌   研磨  抛光

    一个质量很高合格的金相试样对后续的观察材料的金相组织非常重要，如对金相组织进行分析得出结论，在对生产工艺过程进行分析，进而得出工艺的改进措施等，目前在机械、热处理、焊接、电子等应用到金属的各行各业做金相分析已经非常普及，常规的制样流程一直没有变化，但一些新设备不断改进后加入到制样过程，能够更好的得到一个合格的试样，可以减少人员的劳动量，提高生产效率。

一、 取样

    取样就是要在一块待分析的材料上取下有代表性的部位，用来后续的分析，取样在现实中也有很多种，如火焰切割、线切割、机械切割机等，但考虑到生产效率和对金相组织的影响，如火焰切割因发热量大，会造成金相组织变化，线切割成本高和效率低等，机械切割机目前是主要的切割取样设备，其主要是用工作台夹具进行夹持工件，用旋转的砂轮片进行切割，在切割时喷水冷水进行冷却避免烧伤金相组织，主要有手动切割和自动切割，大行程的切割机多数为手动自己一体的，且切割时由于切割时间相对比较长，多数是自动切割，在这个切割过程中，主要参数有以下几点：

A、 夹具及工作台

    在切割时，工件要牢固的被夹持在工作台上，但工件的外形有规则的、不规则的，对一些不规则的工件需要定制特定的夹具来夹持试样。为了更好的在切割完一次后，能够移动工作台调整位置在切割取下试样，目前流行的都是分体的工作台；

B、切割速度与切割方式

    在进行切割时选择一个合适的切割速度很必要，切割速度小需要的切割时间长，效率低，切割速度大又容易造成冷却跟不上而造成砂轮片破损，一般控制的切割速度在15mm/min，同时要根据切割材料的软硬进行调整，材料较软时可以选择大点的切割速度，材料硬切割速度要小；目前机器的功能上主要是在切割过程中能够根据实时的调整切割速度，而不是按设定好的速度固定切割；

    切割方式目前主要是三进一退，即在切割时砂轮片推进3步在后退1步进行切割，这样的切割方式主要是防止机器一直进刀切割造成材料表面过热和砂轮片损坏，而在实际操作中，这种会由于重复定位的精度不高，造成切割后横截面上有层状且光洁度不好，造成在后续的研磨抛光时耗时长，且难以研磨造成砂纸损坏等，为了保证这些定位精度，对机器的传动丝杆有比较高的要求，我司都是用高精度的滚珠丝杆保证其定位精度；同时对一些软的材料不需要这样的切割模式，直接进刀不退刀就可以，这就需要能够设定进刀退刀参数，目前我司的机器都可以实现；

    在切割一些圆形的实体棒料上，由于砂轮片在切割过程中参与摩擦的侧面越来越大，造成作用在砂轮片上的扭矩越来越大，电机带动的砂轮片需要克服这些扭矩做的功也大，因此机器对电机的功率和稳定性要求就高，我司使用的大功率进口电机，转动平稳，能够平稳切割大的实体棒料，无振动噪音低。

C、复位

    一般的机器都是在完成最大切割量后到达极限位置，机器会自动复位，停机，这种模式下如切割小工件已经切断还在空切，造成工作效率低，目前新款机器对这些有很大的程序改进，可以设定切割行程，实时现实完成量，到达切割行程后自动复位停机。下图为研润切割机软件界面：

二、 镶嵌

    镶嵌主要是把小的不易用手拿持的工件镶嵌后好拿持，镶嵌分为冷镶嵌和热镶嵌。热镶嵌成本低，但镶嵌过程有加热，一般在130摄氏度左右，这个温度和热处理上的低温回火温度接近，有可能造成金相组织的变化，因此对一些材料对温度敏感如低温回火材料，尽量不使用热镶嵌；冷镶嵌使用一瓶液体和粉末混合后凝固起到镶嵌作用，液体主要是各种树脂，粉末为固化剂，冷镶嵌在镶嵌过程中没有发热，很好的解决了热镶嵌会因为发热改变材料金相组织的问题，可以一次进行多个工件的批量镶嵌，缺点是成本高。

三、 研磨抛光

    尽管在切割时都喷洒了大量冷却水进行切割时的发热冷却，但也难免会发热烧伤横断面，因此在切割后有必要对这一层变形层进行研磨去除，去除的方式主要还是使用机械磨抛处理，使用不同粒度的砂纸在机器上进行研磨，研磨时要喷水或用湿的砂纸避免发热引起金相组织变化，在把工件放在盘上时，要先从盘的中心放置工件，因为盘上角速度一样，离圆心越远线速度越大，磨抛速度快，放不稳时容易造成工件飞出。在表面比较光洁后在进行抛光。在机械研磨抛光时，盘的转速使用有很大不同，开始时转速高，砂纸作用在工件上切削力大，能够更快的把工件磨平，在抛光时速度的选择主要还是遵循一句老话“材料越硬，研磨抛光速度越低”，但一些特别硬的材料是相反的，如合金钢会选择较大的转速；因为在磨抛时有速度选择的过程，因此目前主流的机器在转速的调整上都是无极调速的，一些定速的机器使用的越来越少；

    为了减少人手持工件的高强度劳动，目前都有自动研磨机，使用一定的夹具把待研磨抛光的工件夹持到夹具上，有机器程序控制加压力后研磨，可设定研磨抛光时间等，这些设备的应用能够大大的提高作业效率。

四、 腐蚀

在试样研磨好后，由于试样的表面对光的反射强度差别不大，没有超过10%强度变化的光人眼无法进行分辨，因此直接放在显微镜下观察时只能看到白茫茫视野，有的是一些杂志和气泡等，要想看到金相内的各种组织，需要进行腐蚀，不同的材料使用的腐蚀剂也不同，具体可以参照相关的腐蚀手册等。