เครื่องตัด ฝัง และเจียรโลหะ

เครื่องตัดโลหะ เครื่องฝัง และเครื่องเจียรและขัดเงาเป็นอุปกรณ์สามชิ้นที่เรียงตามลำดับซึ่งก่อให้เกิดขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยาที่สมบูรณ์ — และคุณภาพของการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคขั้นปลายทุกครั้งจะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของแต่ละขั้นตอนโดยตรง โดยสรุป: เครื่องตัดจะตัดชิ้นงานจากวัสดุเทกองโดยไม่มีความเสียหายทางความร้อนหรือทางกล เครื่องฝังจะห่อหุ้มชิ้นงานทดสอบด้วยเรซินเพื่อการจัดการที่ปลอดภัยและการรักษาขอบ และเครื่องเจียรและขัดจะค่อยๆ เอาวัสดุพื้นผิวออกเพื่อสร้างพื้นผิวกระจกที่ปราศจากรอยขีดข่วน ไม่มีการเสียรูป พร้อมสำหรับการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์และการแกะสลัก การเลือกและใช้งานเครื่องจักรแต่ละเครื่องอย่างถูกต้องไม่ใช่ประเด็นที่ต้องพิจารณาเป็นพิเศษ เพราะจะเป็นตัวกำหนดว่าคุณสมบัติทางโครงสร้างจุลภาคที่ปรากฏภายใต้กล้องจุลทรรศน์นั้นสะท้อนถึงสภาพวัสดุที่แท้จริงหรือเป็นเพียงการเตรียมการที่ไม่ดีหรือไม่

กระบวนการเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยาสามขั้นตอน

การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยา — การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคของโลหะเพื่อประเมินขนาดเกรน การกระจายเฟส ปริมาณการรวมตัว การตอบสนองของการบำบัดความร้อน คุณภาพการเชื่อม และสัณฐานวิทยาของข้อบกพร่อง ต้องใช้พื้นผิวชิ้นงานทดสอบที่มีความเรียบเป็นพิเศษและปราศจากสิ่งเจือปนในการเตรียม การบรรลุเป้าหมายนี้จำเป็นต้องมีลำดับการเตรียมการสามขั้นตอนที่มีระเบียบวินัย โดยแต่ละขั้นตอนจะจัดการกับแหล่งที่มาของความเสียหายที่พื้นผิวเฉพาะที่เกิดจากขั้นตอนก่อนหน้า

• ขั้นที่ 1 — การแบ่งส่วน: เครื่องตัดโลหะวิทยาจะแยกส่วนที่เป็นตัวแทนออกจากตัวอย่างจำนวนมากโดยเกิดความร้อนน้อยที่สุดและมีการเสียรูปทางกล
• ขั้นตอนที่ 2 — การติดตั้ง (แบบฝัง): เครื่องฝังโลหะจะห่อหุ้มชิ้นงานที่ตัดไว้ในเรซินที่ติดตั้ง ไม่ว่าจะเป็นเรซินแบบอัดร้อนหรือเย็น เพื่อสร้างลูกยางที่ได้มาตรฐานและจับได้ ซึ่งช่วยปกป้องขอบ และช่วยให้สามารถเจียรและขัดเงาได้โดยอัตโนมัติ
• ขั้นตอนที่ 3 — การเจียรและการขัดเงา: เครื่องเจียรและขัดเงาโลหะจะขจัดชั้นที่ผิดรูปออกจากการตัดและการติดตั้ง จากนั้นจึงดำเนินการผ่านกระดาษทรายและขั้นตอนการขัดสารแขวนลอยเพชร/ซิลิกาเพื่อสร้างพื้นผิวกระจกขั้นสุดท้าย

ข้อผิดพลาดแพร่กระจายไปข้างหน้าในทุกขั้นตอน — พื้นผิวการตัดที่ได้รับความเสียหายจากความร้อนไม่สามารถแก้ไขได้อย่างสมบูรณ์ด้วยการขัดเพียงอย่างเดียว และชิ้นงานที่ติดตั้งอย่างไม่เหมาะสมจะโยกไปมาในระหว่างการเจียร ทำให้เกิดพื้นผิวนูน (เรียกว่า "การปัดเศษ") ซึ่งทำให้ไม่สามารถตรวจสอบลักษณะขอบได้ นี่คือเหตุผลที่การเลือกอุปกรณ์และพารามิเตอร์การทำงานในแต่ละขั้นตอนได้รับความสนใจด้านวิศวกรรมอย่างจริงจังในห้องปฏิบัติการวัสดุและแผนกควบคุมคุณภาพทั่วโลก

เครื่องตัดโลหะ : การตัดที่แม่นยำโดยไม่มีความเสียหาย

เครื่องตัดโลหะ - หรือที่เรียกว่าเครื่องตัดโลหะหรือเครื่องตัดกระดาษทราย - ใช้ล้อขัดแบบหมุนบางเพื่อตัดชิ้นงานโลหะจากวัสดุเทกอง เครื่องตัดโลหะได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อลดความลึกของโซนที่ได้รับผลกระทบทางกลและความร้อน ("โซนความเสียหาย") ที่พื้นผิวการตัด ต่างจากเครื่องมือตัดอุตสาหกรรม เนื่องจากโซนความเสียหายนี้จะต้องถูกกำจัดออกในภายหลังโดยการเจียร ยิ่งบริเวณที่เกิดความเสียหายบางลงและตื้นขึ้น จำเป็นต้องทำการบดน้อยลง และรอบการเตรียมการทั้งหมดจะเร็วขึ้น

ประเภทของเครื่องตัดโลหะ

• เครื่องตัดล้อขัด (เครื่องตัดที่แม่นยำ): ใช้ล้อขัดที่เชื่อมด้วยเรซิน โดยทั่วไปคืออะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃) สำหรับวัสดุที่เป็นเหล็กหรือซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่เหล็กและเซรามิก - หมุนที่ 3,000 ถึง 5,000 รอบต่อนาที . การระบายน้ำหล่อเย็นที่ใช้น้ำอย่างต่อเนื่องเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันความเสียหายจากความร้อน หัวกัดที่มีความแม่นยำสูงสามารถตัดชิ้นงานที่มีความลึกของความเสียหายน้อยกว่าได้ 50µm ภายใต้พารามิเตอร์ที่ถูกต้อง
• เลื่อยลวดเพชร: ใช้ลวดที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องซึ่งชุบด้วยสารขัดเพชร การตัดโดยใช้การเสียดสีมากกว่าการกระแทก สร้างแทบไม่มีความร้อนและสร้างโซนความเสียหายที่บางที่สุด 5 ถึง 20µm . ใช้สำหรับวัสดุที่เปราะ (เซรามิก เซมิคอนดักเตอร์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์) และชิ้นงานมีค่าหรือไม่สามารถทดแทนได้ ซึ่งจะต้องลดการสูญเสียวัสดุให้เหลือน้อยที่สุด
• เลื่อยความแม่นยำความเร็วต่ำ: ใช้ใบเพชรติดดุมหมุนด้วยความเร็วต่ำมาก (โดยทั่วไป 300 ถึง 1,000 รอบต่อนาที ) โดยใช้แรงกระทำน้อยที่สุด สร้างความเสียหายน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับวิธีการตัดใดๆ แต่ช้า เหมาะสำหรับชิ้นงานขนาดเล็ก บอบบาง หรือมีมูลค่าสูง ซึ่งคุณภาพในการเตรียมมีมากกว่าปริมาณงาน

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญในการประเมินเมื่อเลือกเครื่องตัด

การควบคุมน้ำหล่อเย็นและแรงป้อน

การไหลของน้ำหล่อเย็นเป็นพารามิเตอร์การทำงานที่สำคัญที่สุดประการเดียวในการตัดล้อขัด สารหล่อเย็นที่ไม่เพียงพอจะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวของการตัดสูงกว่าอุณหภูมิการอบคืนตัวของวัสดุ — สำหรับเหล็กชุบแข็ง ต่ำถึง 150°C ถึง 200°C — ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระดับจุลภาค (การแบ่งเบาบรรเทา ออสเทนไนเซชันใหม่ หรือการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์) ซึ่งทำให้พื้นผิวที่ตัดไม่เป็นตัวแทนของปริมาณมาก หัวกัดโลหะวิทยาคุณภาพสูงให้อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่ 3 ถึง 8 ลิตรต่อนาที มุ่งตรงไปยังส่วนต่อประสานระหว่างล้อกับชิ้นงานอย่างแม่นยำ

การควบคุมแรงป้อนอัตโนมัติ โดยที่เครื่องจักรตรวจจับความต้านทานการตัดและปรับอัตราการป้อนเพื่อรักษาแรงให้คงที่ จะป้องกันไม่ให้ผู้ปฏิบัติงานใช้แรงดันมากเกินไปจนอาจทำให้ล้อและชิ้นงานร้อนเกินไป เครื่องจักรที่มีการควบคุมแรงแบบตั้งโปรแกรมได้ (โดยทั่วไป ช่วงที่ปรับได้ 10N ถึง 300N ) ให้พื้นผิวการตัดที่ดีกว่าเครื่องป้อนด้วยตนเองอย่างสม่ำเสมอ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการที่มีปริมาณงานสูง

เครื่องฝังโลหะ : การติดตั้งเพื่อความแม่นยำและการรักษาขอบ

หลังจากการแบ่งส่วนแล้ว จะต้องติดตั้งชิ้นงานทดสอบส่วนใหญ่ — ห่อหุ้มไว้ในเม็ดพลาสติก — ก่อนทำการเจียรและขัดเงา การติดตั้งทำหน้าที่สำคัญหลายประการ: ให้รูปทรงมาตรฐาน แบน และขนานที่เหมาะกับหัวเจียรอัตโนมัติ รองรับชิ้นงานที่เปราะบางหรือมีรูพรุน และป้องกันการหลุดของขอบ ช่วยปกป้องขอบและคุณสมบัติใกล้พื้นผิว (สารเคลือบ ชั้นชุบแข็งกรณี โซนไนไตรด์) จากการปัดเศษระหว่างการขัดเงา และช่วยให้สามารถหยิบจับชิ้นงานที่มีขอบแหลมคมและชิ้นส่วนเล็กๆ ได้อย่างปลอดภัย ซึ่งปกติแล้วจะไม่สามารถจับได้อย่างสม่ำเสมอ

การติดตั้งการบีบอัดแบบร้อน

เครื่องอัดขึ้นรูปโลหะด้วยความร้อน (แท่นยึด) วางชิ้นงานและผงเรซินในกระบอกที่ให้ความร้อน จากนั้นใช้แรงดันไฮดรอลิกและความร้อนเพื่อบ่มเรซินรอบๆ ชิ้นงาน จากนั้นจึงดีดแท่นยึดที่เสร็จสมบูรณ์ออก ใช้เวลาทั้งวงจร 8 ถึง 15 นาที ขึ้นอยู่กับชนิดของเรซินและเส้นผ่านศูนย์กลางของการติดตั้ง เส้นผ่านศูนย์กลางยึดมาตรฐานคือ 25 มม. 30 มม. 32 มม. และ 40 มม.

เรซินยึดติดร้อนทั่วไปได้แก่:

• เรซินฟีนอล (เบกาไลท์): เรซินยึดติดแบบร้อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด อุณหภูมิวงจร 150°ซ ถึง 180°ซ , กดดัน 200 ถึง 300 บาร์ . สร้างส่วนยึดที่แข็งและมั่นคงในมิติพร้อมการรักษาคมตัดที่ดี ไม่เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ไวต่ออุณหภูมิ (สารบัดกรีอ่อน, โลหะผสมที่หลอมละลายต่ำ, โพลีเมอร์)
• เรซินนำไฟฟ้า (กราไฟท์หรือเติมทองแดง): จำเป็นสำหรับการตรวจสอบ SEM (กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน) โดยที่เมาท์จะต้องเป็นสื่อไฟฟ้าเพื่อป้องกันการสะสมของประจุ มีความแข็งต่ำกว่าฟีนอลเล็กน้อย แต่เพียงพอสำหรับลำดับการเจียรส่วนใหญ่
• เรซิน Diallyl phthalate (DAP): อุณหภูมิในการบ่มต่ำกว่า (120°C ถึง 150°C) กว่าฟีนอล เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ไวต่ออุณหภูมิมากกว่าเล็กน้อย สร้างส่วนยึดแบบโปร่งใสที่ช่วยให้สามารถตรวจสอบการวางแนวของชิ้นงานด้วยสายตาได้

การติดตั้งเย็น

การติดตั้งแบบเย็นใช้ระบบเรซินเหลวแบบสองส่วนประกอบ (อีพอกซี อะคริลิค หรือโพลีเอสเตอร์) เทรอบๆ ชิ้นงานทดสอบในแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องกด ไม่จำเป็นต้องมีเครื่องฝังแบบพิเศษ - การติดตั้งจะดำเนินการในแม่พิมพ์แบบใช้แล้วทิ้งหรือแบบใช้ซ้ำได้ - ทำให้การติดตั้งแบบเย็นเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับชิ้นงานที่ไวต่ออุณหภูมิ วัสดุที่มีรูพรุน (ในกรณีที่จำเป็นต้องชุบสูญญากาศเพื่อเติมช่องว่างก่อนการติดตั้ง) และห้องปฏิบัติการที่ไม่มีการกดร้อน

อีพ็อกซี่เย็นเมานท์ ให้การรักษาขอบที่ดีที่สุดและการหดตัวต่ำสุดของวัสดุติดตั้งเย็น แต่ต้องใช้เวลาในการบ่ม 8 ถึง 24 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิห้อง (ลดลงเหลือ 1 ถึง 4 ชั่วโมงโดยให้ความร้อนอย่างอ่อนโยนถึง 40°C ถึง 60°C) อะคริลิกเย็นเมาท์รักษาใน 10 ถึง 20 นาที แต่สร้างความร้อนคายความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการแข็งตัว ซึ่งบางครั้งก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่ได้รับความร้อนในชิ้นงานขนาดเล็กหรือบาง และมีการหดตัวที่สูงกว่า ทำให้เกิดช่องว่างระหว่างเรซินและขอบของชิ้นงาน

หน่วยเคลือบสุญญากาศ

การเคลือบด้วยสุญญากาศเป็นเทคนิคพิเศษในการติดเย็นซึ่งใช้กับชิ้นงานที่มีรูพรุน เช่น โลหะเผาผนึก การเคลือบด้วยสเปรย์ความร้อน เหล็กหล่อที่มีกราไฟต์ วัสดุที่สึกกร่อน หรือตัวอย่างทางธรณีวิทยา วางชิ้นงานทดสอบไว้ในห้อง ดูดอากาศออกจากรูพรุน ดูดอีพอกซีเหลวภายใต้สุญญากาศ และความดันบรรยากาศกลับคืนมาเพื่อดันเรซินเข้าไปในรูพรุนก่อนจะบ่ม วิธีนี้จะเติมความพรุนทั้งหมดด้วยเรซิน ป้องกันการดึงรูพรุนระหว่างการขัดเงา ซึ่งมิฉะนั้นอาจปรากฏเป็น "รู" เทียมในโครงสร้างจุลภาค เครื่องฝังโลหะบางประเภทมีฟังก์ชันการทำให้มีขึ้นด้วยสุญญากาศในตัวภายในกระบอกกดเพื่อจุดประสงค์นี้

เครื่องเจียรและขัดโลหะ : บรรลุพื้นผิวกระจก

เครื่องเจียรและขัดเงาโลหะเป็นที่ที่การเตรียมพื้นผิวจริงเสร็จสมบูรณ์ เริ่มต้นจากพื้นผิวขรุขระที่เหลือจากการตัดและการติดตั้ง เครื่องจะค่อยๆ ขจัดวัสดุผ่านชุดขนาดการขัดที่ลดลง — แต่ละขั้นตอนจะขจัดรอยขีดข่วนจากขั้นตอนก่อนหน้า — จนกว่าพื้นผิวจะปราศจากการเสียรูปที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พื้นผิวโลหะวิทยาที่เตรียมไว้อย่างเหมาะสมมีความลึกของรอยขีดข่วนน้อยกว่า 0.02µm (20 นาโนเมตร) และชั้นใต้ผิวดินที่ผิดรูปจะตื้นพอที่จะขจัดออกได้ด้วยการขัดเงาขั้นสุดท้ายแบบเบา ๆ

ประเภทเครื่อง: แบบแมนนวล, กึ่งอัตโนมัติ และอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

• เครื่องเจียรและขัดด้วยมือ: แท่นหมุน (ล้อ) เดียวที่ผู้ปฏิบัติงานจับและเคลื่อนย้ายชิ้นงานด้วยตนเอง เรียบง่ายและต้นทุนต่ำแต่ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงานสูง — ผลลัพธ์จะแตกต่างกันไปตามแรงที่ใช้ การวางแนวของชิ้นงานทดสอบ และความสม่ำเสมอของผู้ปฏิบัติงาน เหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการปริมาณน้อยหรือห้องปฏิบัติการฝึกอบรม
• เครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติ: หัวจับชิ้นงานทดสอบแบบใช้มอเตอร์จะใช้แรงกดลงที่ควบคุมลงบนกลุ่มชิ้นงานทดสอบ (โดยทั่วไปคือ 3 ถึง 6 จุด) ขณะที่แท่นหมุน ผู้ปฏิบัติงานโหลดชิ้นงาน กำหนดแรงและเวลา และเครื่องจะดำเนินการตามขั้นตอนโดยอัตโนมัติ ปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำได้อย่างมากมากกว่าการเตรียมด้วยตนเอง
• เครื่องจักรอัตโนมัติเต็มรูปแบบ: การจัดการชิ้นงานด้วยหุ่นยนต์ การเปลี่ยนกระดาษขัดหรือแผ่นขัดอัตโนมัติ การจ่ายสารแขวนลอยการเจียรและการขัดเงาอัตโนมัติ และลำดับหลายขั้นตอนที่ตั้งโปรแกรมได้ มีความสามารถในการเตรียมตัว 6 ถึง 9 ตัวอย่างต่อรอบ พร้อมความสามารถในการทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์ ใช้ในห้องปฏิบัติการควบคุมคุณภาพการผลิตที่มีปริมาณงานสูงและศูนย์วิจัยที่ความสม่ำเสมอในการเตรียมการของผู้ปฏิบัติงานและกะเป็นสิ่งสำคัญ

ลำดับการเจียรและขัดเงา

ลำดับการเตรียมมาตรฐานสำหรับเหล็กกล้าความแข็งปานกลาง (เช่น 45 HRC) ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การเจียรเครื่องบิน: กระดาษทราย SiC, เม็ดกรวด P120 ถึง P320 หรือแผ่นเจียรที่มีฤทธิ์กัดกร่อนคงที่ ขจัดชั้นความเสียหายออกจากการตัด และสร้างพื้นผิวเรียบและขนานกับชิ้นงานทดสอบทั้งหมดในที่จับ โดยปกติแล้วจะวิ่งเพื่อ 1 ถึง 3 นาที ที่ 150–300 รอบต่อนาที ด้วยแรง 20–30 นิวตันต่อชิ้นงาน
2. การบดละเอียด: กระดาษ SiC P600, P800, P1200 (หรือใบเจียรเพชรที่เทียบเท่า) แต่ละขั้นตอนจะขจัดรอยขีดข่วนออกจากขนาดเม็ดทรายก่อนหน้า กระดาษ SiC แบบหล่อลื่นน้ำเป็นวัสดุสิ้นเปลืองทั่วไป ใบเจียรเพชรจะเร็วกว่าและสม่ำเสมอกว่าแต่มีราคาสูงกว่าในแต่ละขั้นตอน
3. การขัดเพชร: แผ่นรองที่หุ้มด้วยผ้าพร้อมระบบกันสะเทือนแบบเพชรหรือแบบเพสต์ — โดยทั่วไป 9µm จากนั้น 3µm จากนั้น 1µm เพชร ขจัดรอยขีดข่วนจากการเจียรแบบละเอียดและสร้างพื้นผิวที่มีการสะท้อนแสงสูงโดยมีการเสียรูปน้อยที่สุด การเลือกน้ำมันหล่อลื่น (แบบน้ำ แอลกอฮอล์ หรือน้ำมัน) จะถูกจับคู่กับวัสดุที่กำลังเตรียม
4. การขัดขั้นสุดท้าย (การขัดออกไซด์): สารแขวนลอยซิลิกาคอลลอยด์ (OPS โดยทั่วไปขนาดอนุภาค 0.04µm) บนผ้างีบสั้น ผสมผสานการเสียดสีทางกลอย่างละเอียดเข้ากับกิจกรรมทางเคมีระดับอ่อนที่ช่วยขจัดชั้นการเปลี่ยนรูปที่เหลืออยู่ ทำให้เกิดพื้นผิวกระจกที่ปราศจากรอยขีดข่วนซึ่งจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ EBSD และการแกะสลักที่มีความละเอียดสูง

พารามิเตอร์เครื่องจักรที่สำคัญ: โหมดแรง ความเร็ว และการหมุน

พารามิเตอร์เครื่องจักรสามตัวมีอิทธิพลมากที่สุดต่อคุณภาพและประสิทธิภาพการเตรียมการ:

• แรงที่ใช้ต่อชิ้นงาน: ใช้แรงน้อยเกินไปทำให้สามารถดึงวัสดุออกได้ช้าและมีขอบโค้งมน มากเกินไปทำให้เกิดรอยขีดข่วนและการเสียรูปมากเกินไป เครื่องจักรที่ทันสมัยส่วนใหญ่สามารถตั้งค่าแรงได้ในช่วง 5N ถึง 50N ต่อตัวอย่าง ด้วยวัสดุที่แตกต่างกันซึ่งต้องใช้แรงที่เหมาะสมที่แตกต่างกัน (โลหะอ่อน เช่น อะลูมิเนียมที่ 10–15N, เหล็กชุบแข็งที่ 20–30N)
• ความเร็วของแท่นวาง: โดยปกติแล้ว 150 ถึง 300 รอบต่อนาที สำหรับการบด 100 ถึง 150 รอบต่อนาที สำหรับการขัดเงา ความเร็วที่สูงขึ้นจะเพิ่มอัตราการขจัดวัสดุ แต่ยังเพิ่มการสร้างความร้อนและการสึกหรอของตัวยึดชิ้นงานด้วย ขั้นตอนการขัดเงาจะได้รับประโยชน์จากความเร็วที่ต่ำกว่าซึ่งช่วยให้สารแขวนลอยการขัดเงายังคงทำงานอยู่ที่พื้นผิวชิ้นงานทดสอบ
• การหมุนตรงกันข้าม (โหมดตรงกันข้าม): ในโหมดนี้ หัวจับชิ้นงานจะหมุนใน ทิศทางตรงกันข้าม ไปที่แท่นวาง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าชิ้นงานแต่ละชิ้นจะได้รับการสัมผัสที่เท่ากันบนพื้นผิวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทั้งหมด และกำจัดทิศทางของรอยขีดข่วน ทำให้สามารถขจัดวัสดุที่สม่ำเสมอมากขึ้นในชิ้นงานทดสอบแต่ละชุด การหมุนสวนทางกันเป็นโหมดมาตรฐานสำหรับเครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติและอัตโนมัติที่ใช้ในงานโลหะวิทยาการผลิต

การเลือกอุปกรณ์ให้ตรงกับความต้องการในห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกัน

ข้อบกพร่องในการเตรียมการทั่วไปและสาเหตุที่แท้จริง

การทำความเข้าใจสิ่งที่อาจผิดพลาดได้ในแต่ละขั้นตอน — และเครื่องจักรหรือพารามิเตอร์กระบวนการใดที่เป็นสาเหตุ — เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแก้ไขปัญหาคุณภาพการเตรียมการในห้องปฏิบัติการที่ทำงาน:

• ความเสียหายจากความร้อนที่พื้นผิวที่ถูกบาด (รอยไหม้ ชั้นสีขาว โซนนิรภัย): เกิดจากการไหลของน้ำหล่อเย็นไม่เพียงพอหรือแรงป้อนมากเกินไประหว่างการตัด วิธีแก้ไข: เพิ่มอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น ลดแรงป้อน เปลี่ยนล้อตัดที่สึกหรอ
• การปัดเศษขอบ (การสูญเสียคุณสมบัติใกล้พื้นผิว): เกิดจากความแข็งของเรซินไม่ตรงกัน (เรซินอ่อนเกินไปเมื่อเทียบกับชิ้นงานทดสอบ) การแข็งตัวของตัวยึดไม่เพียงพอ หรือแรงขัดที่ไม่ถูกต้อง วิธีแก้ไข: ใช้เรซินยึดติดที่แข็งกว่า (ฟีนอลบนอะคริลิก); เพิ่มฟิลเลอร์นำไฟฟ้าเพื่อเพิ่มความแข็ง ลดแรงขัดเงาในขั้นตอนสุดท้าย
• รอยขีดข่วนที่เหลืออยู่หลังจากการขัด (หางดาวหาง): เกิดจากการปนเปื้อนของสารกัดกร่อนจากขั้นตอนกรวดก่อนหน้าส่งต่อไปยังขั้นตอนการขัดละเอียดยิ่งขึ้น วิธีแก้ไข: ใช้การทำความสะอาดระหว่างขั้นตอนอย่างเข้มงวด (การทำความสะอาดอัลตราโซนิกหรือการล้างอย่างละเอียด) ใช้ผ้าขัดแยกตามขนาดเพชร
• การเกิดรูพรุนหรือการดึงอนุภาคเฟสสองออก: เกิดจากการขัดเงาสุดท้ายนานเกินไปด้วยซิลิกาคอลลอยด์บนเมทริกซ์แบบอ่อน หรือค่า pH ของสารแขวนลอยการขัดที่ไม่ถูกต้อง วิธีแก้ปัญหา: ลดเวลาในการขัด OPS ตรวจสอบว่าค่า pH ของสารแขวนลอยเหมาะสมกับระบบวัสดุ
• พื้นผิวที่ไม่ใช่ระนาบ (นูนหรือรูปลิ่ม): เกิดจากการวางชิ้นงานที่ไม่ขนานกับตัวจับยึดในหัวเจียร หรือความสูงของชิ้นงานที่ไม่สอดคล้องกันภายในตัวจับยึดแบบแบตช์ วิธีแก้ไข: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวยึดมีความทนทานต่อความสูง ± 0.05 มม. ก่อนโหลด ใช้ขั้นตอนการบดล่วงหน้าเพื่อปรับความสูงของชิ้นงานให้เท่ากัน

การบำรุงรักษาและการจัดการวัสดุสิ้นเปลืองสำหรับอุปกรณ์ทางโลหะวิทยา

ต้นทุนการดำเนินงานของการตั้งค่าการเตรียมงานโลหะวิทยาไม่ได้ถูกครอบงำด้วยค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักร แต่รวมถึงค่าใช้จ่ายสิ้นเปลือง เช่น ล้อตัด การติดตั้งเรซิน กระดาษขัด ผ้าขัดเงา และสารแขวนลอยเพชร การจัดการวัสดุสิ้นเปลืองเหล่านี้อย่างถูกต้องมีความสำคัญพอๆ กับการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสม:

• การเปลี่ยนล้อตัด: ต้องเปลี่ยนล้อขัดเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางล้อลดลงมากกว่า 30% จากของใหม่ หรือเมื่อสังเกตการเผาไหม้หรือการบรรทุก (รอยเปื้อนโลหะบนหน้าล้อ) การใช้ล้อที่สึกหรอจะเพิ่มความเสียหายจากความร้อนให้กับชิ้นงานทดสอบ แม้ว่าจะมีสารหล่อเย็นเพียงพอก็ตาม
• ความถี่ในการเปลี่ยนกระดาษทราย: โดยทั่วไปกระดาษ SiC ที่ P320 grit ยังคงใช้ได้ผลสำหรับ 3 ถึง 5 ตัวอย่างต่อแผ่น เมื่อใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางเมาท์ 30 มม. การดำเนินการนอกเหนือจากนี้ทำให้เกิดอัตราการกำจัดที่ไม่สอดคล้องกันและระยะเวลาในขั้นตอนที่นานขึ้น ซึ่งทำให้การประหยัดต้นทุนจากการนำกระดาษกลับมาใช้ใหม่ไม่เป็นผล
• การบำรุงรักษาน้ำหล่อเย็นสำหรับเครื่องตัด: สารหล่อเย็นในการตัดที่ใช้น้ำจะเกิดการปนเปื้อนของแบคทีเรียและการเบี่ยงเบนของค่า pH เมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนของพื้นผิวชิ้นงานที่เพิ่งตัดใหม่ เปลี่ยนน้ำยาหล่อเย็นให้หมดทุกครั้ง 2 ถึง 4 สัปดาห์ ในการใช้งานปกติ ตรวจสอบ pH (เป้าหมาย 8.5 ถึง 9.5 ) และเติมไบโอไซด์ตามความจำเป็น
• การบำรุงรักษากระบอกกดร้อน: ควรทำความสะอาดกระบอกยึดด้วยเรซินที่ตกค้างทุกครั้ง 20 ถึง 50 รอบ และโอริงลูกสูบได้รับการตรวจสอบการสึกหรอ โอริงที่สึกหรอจะทำให้เรซินกะพริบด้านหลังลูกสูบ เพิ่มแรงดีดตัวออก และในที่สุดจะเกิดการติดขัด