A mesin pemotong metalografik ialah langkah pertama dan paling berbangkit dalam penyediaan sampel — potongan yang kurang baik akan menyebabkan ubah bentuk, kerosakan haba atau calitan yang tidak boleh ditanggalkan sepenuhnya selepas itu. Perbezaan antara keratan rentas yang boleh digunakan dan sampel yang rosak biasanya disebabkan oleh tiga faktor yang boleh dikawal: pemilihan bilah, kelajuan pemotongan dan penghantaran penyejuk.
Mengapa Kualiti Pemotongan Menentukan Hasil Keseluruhan Proses Persediaan Sampel
Pembahagian metalografi pada asasnya berbeza daripada pemotongan kasar — matlamatnya adalah untuk mengeluarkan bahan dengan ubah bentuk mekanikal yang minimum dan input haba yang minimum, kerana kedua-duanya boleh mengubah struktur mikro yang sedang dikaji. Potongan yang memperkenalkan lapisan ubah bentuk lebih dalam daripada langkah pengisaran dan penggilap yang boleh dialih keluar akan meninggalkan artifak kelihatan di bawah mikroskop, yang membawa kepada kesimpulan yang mengelirukan tentang struktur butiran, kekerasan atau pengedaran fasa.
Inilah sebabnya mesin pemotong metalografiks dibina di sekeliling roda pemotong yang melelas dan bukannya gergaji geseran atau gergaji jalur — pemotongan kasar mengeluarkan bahan melalui tindakan pengisaran berkelajuan tinggi yang, apabila dikawal dengan betul, menghasilkan permukaan licin, ubah bentuk rendah yang memerlukan kurang pengisaran berikutnya untuk mencapai kawasan yang diminati.
Memadankan Jenis Roda Pemotong dengan Kekerasan Bahan
Roda pemotongan yang melelas biasanya dikelaskan oleh butiran kasarnya (aluminium oksida atau silikon karbida) dan kekerasan ikatan. Peraturan am adalah berlawanan dengan intuisi kepada ramai pendatang baru: bahan yang lebih keras memerlukan roda yang lebih lembut , kerana ikatan yang lebih lembut mengeluarkan butiran kasar yang kusam dengan lebih cepat, secara berterusan mendedahkan butiran tajam yang segar dan bukannya membiarkan roda berkaca-kaca dan menghasilkan haba yang berlebihan.
| bahan | Jenis Pelelas | Kekerasan Ikatan |
|---|---|---|
| Lembut bukan ferus (Al, Cu, loyang) | Silikon karbida (SiC) | Ikatan keras |
| Keluli lembut dan rendah karbon | Aluminium oksida (Al2O3) | Ikatan sederhana |
| Keluli yang dikeraskan, keluli alat | Aluminium oksida (Al2O3) | Ikatan lembut |
| Seramik, komposit | Diamond atau CBN | Resin atau ikatan logam |
Untuk bahan yang sangat keras atau rapuh seperti karbida tersinter, seramik dan komponen elektronik, roda berlian atau CBN (boron nitrida padu) diperlukan, kerana roda aluminium oksida atau silikon karbida konvensional haus terlalu cepat dan menghasilkan haba yang berlebihan.
Kelajuan Pemotongan, Kadar Suapan dan Peranan Mereka dalam Penjanaan Haba
Kebanyakan pemotong metalografi makmal mengendalikan kelajuan roda dalam julat 1,500–5,000 RPM , dengan kelajuan optimum bergantung pada diameter roda dan bahan. Diameter roda yang lebih besar biasanya memerlukan RPM yang lebih rendah untuk mengekalkan kelajuan pemotongan persisian yang sama, yang merupakan parameter yang sebenarnya mengawal tindakan pemotongan dan penjanaan haba.
- Kadar suapan yang lebih tinggi mengurangkan jumlah masa pemotongan tetapi meningkatkan risiko terlalu panas dan pembakaran setempat, terutamanya pada bahan sensitif haba
- Kadar suapan yang lebih rendah menghasilkan potongan yang lebih bersih dengan kurang ubah bentuk tetapi memanjangkan masa kitaran dan boleh meningkatkan haus roda jika terlalu perlahan menyebabkan kaca
- Kawalan suapan automatik, tersedia pada kebanyakan mesin pemotong ketepatan, mengekalkan daya malar pada roda tanpa mengira input operator — penting untuk kebolehulangan merentas berbilang sampel
- Mod pemotongan berdenyut atau berayun mengurangkan pembentukan haba berterusan untuk aloi sensitif haba, dengan menarik balik roda secara ringkas pada selang waktu untuk membenarkan penyejuk menyiram zon potong
Sistem Penghantaran Penyejuk dan Mengapa Kadar Aliran Penting Sama Seperti Jenis Penyejuk
Bahan penyejuk mempunyai dua tujuan dalam pemotongan metalografi: mengeluarkan haba dari zon potong dan membuang serpihan yang melelas yang sebaliknya akan menyumbat roda dan mengurangkan kecekapan pemotongan. Penyejuk larut air dengan perencat kakisan adalah standard untuk bahan ferus, manakala penyejuk khusus digunakan untuk bahan yang sensitif kepada pendedahan air, seperti aloi magnesium, yang boleh bertindak balas dengan cecair berasaskan air.
Kadar alir dan kedudukan muncung selalunya dipandang remeh. Aliran penyejuk yang tidak menyasarkan secara langsung antara muka bahan kerja roda memberikan manfaat penyejukan yang minimum tanpa mengira jumlah volum — kebanyakan pemotong ketepatan menggunakan muncung dwi yang diletakkan pada kedua-dua belah roda untuk memastikan liputan sepanjang pemotongan, terutamanya apabila roda bergerak lebih dalam ke dalam sampel yang lebih tebal.
Contoh Pengapit dan Lekapan untuk Pemotongan Konsisten, Boleh Berulang
Pengapitan yang tidak konsisten adalah punca kecacatan pemotongan yang biasa tetapi diabaikan. Sampel yang beralih walaupun sedikit semasa pemotongan boleh menyebabkan pesongan roda, membawa kepada permukaan potongan beralun atau bersudut yang menyukarkan pemasangan dan pengisaran. Pengapit gaya ragum dengan sisipan rahang boleh laras menampung bentuk yang tidak sekata, manakala lekapan blok V lebih disukai untuk sampel silinder seperti keratan rentas rod atau tiub untuk mengelakkan putaran di bawah daya pemotongan.
Untuk sampel yang kecil atau rapuh — kepingan logam nipis, wayar atau seramik rapuh — lekapan sokongan sekunder atau bahan sandaran korban sering digunakan untuk mengelakkan sampel daripada retak atau tercampak dari pengapit apabila roda keluar dari pemotongan. Kapasiti pemotongan maksimum, biasanya dinyatakan sebagai diameter sampel terbesar atau keratan rentas yang boleh dimuatkan oleh mesin, harus diperiksa terhadap saiz sampel biasa kerana melebihinya memaksa pemotongan pemposisian semula berbilang yang meningkatkan kemungkinan salah penjajaran antara permukaan potongan.
