Металлографическая пробоподготовка в промышленности: этапы, системы, материалы
На предприятиях промышленной отрасли постоянно проводятся металлографические исследования для изучения макро- и микроструктуры металлов, взаимосвязи и влияния на различные свойства испытуемого материала, а также для контроля качества. Поэтому дифференциация и детальный обзор продуктов для пробоподготовки на основных этапах работы (резка, заливка, шлифовка и полировка образцов) всегда актуальны.
Металлографическая пробоподготовка в промышленности: этапы, системы, материалы

Предлагаем рассмотреть этапы пробоподготовки на примере использования продукции партнера ХЛР — Akasel, ведущего датского производителя расходных материалов для металлографии и петрографии.

Резка образцов

Первый шаг в процессе металлографической пробоподготовки — резка. Важное значение здесь имеет отрезной круг — качественное устройство даст плоскую поверхность среза с минимальным количеством деформаций, а следовательно, ускорит и упростит дальнейшие этапы пробоподготовки.

Компания Akasel поставляет отрезные круги, с помощью которых резка происходит максимально точно и с минимальными деформациями.

Заливка образцов

Если исследуемые металлографическим методом образцы имеют неправильную форму, проводить исследование бывает достаточно сложно или даже невозможно из-за проблем с подготовкой качественного шлифа. После запрессовки / заливки образец имеет стандартную форму, благодаря чему его легко установить в держатель образцов или держать в руке во время ручной пробоподготовки.

С заливкой также значительно проще исследовать «сложные» образцы: сварные соединения неправильной формы, закаленные образцы и образцы с покрытием, хрупкие образцы, детали и элементы деталей. В таких случаях качественная заливка гарантирует хороший образец. 

Предлагаем ряд решений для заливки от компании Akasel, которые способствуют простоте и удобству процесса.

Холодная заливка

  • Ака-Cure, Slow (8–24 ч): система отверждения с низкой усадкой и хорошей адгезией, что обеспечивается добавленным усилителем адгезии.
  • Aka-Cure, Quick (30 мин): быстроотвердевающие системы, время отверждения — 30 мин при 80 °C. Также используется в двухэтапном процессе, что позволяет заливать большие образцы без усадки.
  • Aka-Crylic-2 (8 мин): быстроотвердевающие низкоусадочные двухкомпонентные системы. Термоотверждение в течение 8 минут, идеальное удержание края благодаря большому количеству минеральных наполнителей.
  • Aka-Clear-2 (8 мин): двухкомпонентная термоотвердевающая система быстрой заливки. Качественное и четкое крепление без использования давления.

У всех смол имеются в комплекте чашки и ложки для смешивания.

Горячая запрессовка

В заливочных прессах используются следующие расходные материалы Akasel:

  • Aka-Resin, Epoxy — черная термореактивная смола с минеральными заполнителями очень низкого уровня свертывания и наилучшим удержанием края.
  • Aka-Resin, Acrylic — термопластическое вещество для получения шлифов и простого наблюдения за образцом.
  • Aka-Resin, Melamine — термореактивная смола с белым минеральным наполнителем для универсальной запрессовки (низкий уровень свертывания).
  • Aka-Resin, Phenolic — черная термореактивная смола с древесным наполнителем для «черновой» заливки.
  • Aka-Resin, SEM — термореактивная фенольная смола, заполненная углеродом для токопроводимости при работе со сканирующими электронными микроскопами (СЭМ).

Akasel покрывает почти все типы подготовки образцов и позволяет выбрать необходимые материалы без потери качества фиксации образца.

Шлифовка образцов

На этом этапе главная цель — устранить любые изменения формы, которые вносятся в процессе резки. Идеальным результатом будет плоский образец с минимальными деформациями.

Алмазные шлифовальные диски Aka-Piatto отличаются простотой в использовании, отличной плоскостностью, а также более экономичны по сравнению с традиционной шлифовкой.

Aka-Piatto: альтернатива шлифовальной бумаге

Ака-Piatto — это серия алмазных шлифовальных дисков зернистостью от Р80 до P1200. Они плоские и отлично шлифуют материалы твердостью более 150 HV.

К преимуществам Ака-Piatto относятся:

  • Дифференциация по цвету
  • Износостойкая конструкция
  • Небольшие крылышки, облегчающие снятие диска после использования
  • Способность заменить от 200 до 300 листов шлифовальной бумаги
  • Постоянная скорость удаления материала из образца
  • Высокий уровень плоскостности

Aka-Piatto + высококонцентрированная версия Aka-Piatto

Системы с удвоенной концентрацией и меньшими размерами алмазов обеспечивают более высокую плоскостность и более длительный срок службы, поэтому идеальны для шлифования керамики, металлокерамики и твердых металлов без глубокой деформации.

Благодаря твердости алмазов сохраняется постоянная глубина снятия материала с образца практически для всех материалов. Соответственно, плоскостность в процессе пробоподготовки намного выше, а последующие этапы — быстрее.

Шлифовка в автоматическом режиме осуществляется всего в два этапа без потери качества: сначала — вывод плоскости, например, с Ака-Piatto 80, затем тонкая шлифовка с Ака-Piatto 1200 или Ака-Allegran. В случае шлифовки очень твердых материалов изнашиваемость связующей суспензии снижается из-за уменьшения глубины шлифования. В таких случаях поверхность нужно очистить шлифовальным камнем, чтобы ввести новые острые алмазы и восстановить шлифмашину Ака-Piatto.

Классическая абразивная бумага используется для шлифовки мягких материалов (ниже 150 HV), поскольку пока не существует альтернативы этому методу. Для него Akasel разработал и производит абразивы Rhaco Grit.

Rhaco Grit

Классическая подготовка с помощью абразивной бумаги до сих пор является основным шлифовальным методом для материалов с твердостью менее 150 HV. Rhaco Grit от Akasel имеет ряд уникальных особенностей, благодаря которым обходит обычную шлифовальную бумагу:

  • Продолжительность службы более 100 % на P120–P320 по сравнению с аналогами на рынке
  • Высокая плоскостность на P400–P1200 (тонкая бумага подложки)
  • Нет закручивания из-за однонаправленности бумаги
  • Идеальная адгезия при использовании с Aka-Rhaco
  • «Закрылки» для легкого удаления с диска

Шлифовальный камень используется на отдельном шлифовальном станке. Из-за финансовой составляющей этот метод применяют только при большом потоке образцов. Для среднего и небольшого потока Akasel разработал альтернативу — Rigid Discs.

Ака-Allegran и Ака-Largan: быстрая подготовка плоских образцов

В Aka-Allegran работает уникальная система удаления материала. Интегрированный абразив алмаза высвобождается в случае применения алмазной суспензии или алмазного спрея для Ака-Allegran. Такой подход обеспечивает высокий уровень удаления материала, идеальную плоскостность и более длительный, чем у обычных систем с жестким диском, срок службы. Диски Ака-Allegran и Ака-Largan:

  • Заменяют более 1000 штук шлифовальной бумаги
  • Могут использоваться на материалах твердостью 50–2000 HV
  • Имеют «закрылки» для легкого снятия с магнитного диска

Отличительной чертой Ака-Allegran является «одношаговая» шлифовка: система сводит ряд шлифовальных шагов, обычно P320–P1200, к одному шагу. После подготовки на Ака-Allegran, занимающей 3–5 минут, образцы готовы к полированию базовой шлифовкой на P80–P220. Если предварительная шлифовка была с Ака-Piatto, плоскость образцов будет высокой, и Ака-Allegran поможет дополнительно снизить время подготовки.

Используйте в соответствии с показателями твердости образцов:

  • Aka-Largan 9 — для 50–400 HV
  • Aka-Allegran 1 — для 150–2000 HV
  • Aka-Allegran 3 — для 150–2000 HV
  • Aka-Allegran 9 — для 450–2000 HV

Полировка образцов

Последний шаг перед исследованием образца обычно имеет два отдельных этапа: полировку и финальную полировку.

Полировка материалов малой и средней твердости производится при помощи алмазов на 3 мкм с мягкой тканью для полировки Aka-Molan. Для других материалов подойдет жесткая полировальная ткань Aka-Ramda.

Финальная полировка осуществляется: для большинства материалов — при помощи оксидов, для материалов высокой твердости, например, керамики — при помощи алмазов.

Тип носителя

Алмазные продукты в широком ассортименте имеют большое количество различных применений. Пасты или стики используют, чтобы предварительно загружать алмазы в ткань для полировки. Во время полировки отмеряют комбинированный продукт «абразив + лубрикант». В линейке Akasel это DiaMaxx и DiaDoublo — комплексные смазочные суспензии, которые удобны в работе, дозировке, гарантируют точные и повторяемые результаты.

Экономичность

Сэкономить в процессе подготовки единичных разнотипных образцов можно благодаря дозировке суспензий (например, Aka-Poly и Aka-Mono) в сочетании с отдельной дозировкой смазки. Это позволяет точно и экономически оправданно распределять алмазы: меньше — в работе с мягкими материалами или небольшими образцами, больше — в работе с твердыми материалами или на больших площадях.

Еще выгоднее использовать Aka-Poly+ и Aka-Mono+, ведь при высокой концентрации этих смесей требуется примерно половина количества стандартной суспензии.

Полировочные диски

Элементы для полировки от Akasel есть двух типов:

  • Полотна — наиболее распространенный метод. Структура полотна упрощает использование, поскольку не нужна точная и контактная дозировка суспензии и смазки. В то же время свободная текстура приводит к тканевому закруглению кромок. Поэтому специалисты Akasel создали более усовершенствованный полировальный материал — Ridgid-диски.
  • Ridgid-диски — полимерные композитные диски, которые устанавливаются на стальной диск для магнитной адаптации. Композитная поверхность сложнее текстильной, поэтому прекрасно сохраняется край. Кроме того, с такой поверхностью будет более плотный контакт между абразивом и поверхностью образца — а значит, значительно больше скорость подготовки образца. Allegran-3 и Allegran-1 из линейки Akasel обладают высоким уровнем полировки, хорошей производительностью и заменяют до трех шагов в процессе полировки.

Магнитные адаптеры

Магнитные диски – самый простой способ металлографической пробоподготовки. Однако некоторые расходные материалы могут быть недоступны на диске с магнитным основанием. В этом случае используются магнитные адаптеры.

Алмазные продукты: алмазы с соответствующей геометрией

Чтобы достичь равномерного распределения частиц алмазов по размерам, прежде всего следует использовать равномерные почти кубические по форме алмазы. Например, всего один алмаз в форме иглы может свести на нет всю подготовку. Итак, главная задача — минимум отклонений от геометрии вроде игольчатых кристаллов или формы хлопьев.

Допуск

Частицы в суспензиях и алмазных продуктах Akasel оцениваются в узких интервалах размеров, что определяется высокими требованиями допусков внутрикорпоративных стандартов. Расхождения минимизированы от партии к партии, и это прописывается в сопроводительной документации и подтверждает высокое качество продукции Akasel.

Агломерация частиц

Если в процессе производства возникают ошибки, то мелкие частицы, в частности алмазы, могут связываться в агломерации. Akasel осуществляет проверку на всем пути — от входного сырья до готового продукта, гарантируя качество на 100 %.

Контроль абразивов

Получить максимально качественный продукт невозможно без распределения частиц по размерам. Чем меньше диапазон, тем качественнее и быстрее будет конкретный этап пробоподготовки. Размеры контролируются благодаря оптическим и электронным методам, наиболее прогрессивным и продуктивным на сегодня.

Высокая концентрация алмазов

Все продукты Akasel имеют одинаковую концентрацию алмазов независимо от размера частиц. Следовательно, у суспензий 0,1–3 мкм концентрация до 50 % больше, чем у конкурентных продуктов.

Суспензии оксидов

Akasel выпускает оксидные суспензии на основе диоксида кремния и оксида алюминия — по оригинальным рецептурам, препятствующим кристаллизации.

В суспензиях на основе кремния полировка происходит благодаря химико-механической реакции. Поверхность образца подвергается травлению, а полученный в результате слой удаляется с помощью мягкой двуокиси кремния. Конечная поверхность — без деформации.

Мы предлагаем большой выбор суспензий со следующими характеристиками:

  • Коллоидные и Fumed
  • Размеры зерен от 0,2 до 0,05 мкм
  • Уникальная система, предотвращающая образование кристаллов
  • Безводные суспензии

Суспензии оксида алюминия для финальной полировки имеют большую скорость удаления, чем диоксид кремния.

Смазки: полный набор материалов

Смазочные материалы Akasel идеально сочетают в себе скорость удаления и обработки поверхности. Используемая двухфазная система с размером частиц в нанодиапазоне позволяет смазке попадать в пространство между алмазом и образцом, где фактически обрабатывается образец.

На водной основе

Aka-Lube Clear+ — максимально тонкая смазочная пленка, пригодится там, где удаление материала наиболее важно.

Aka-Lube Green с тонкой смазочной пленкой — применяется там, где наряду с удалением материала имеет значение качество шлифовки / полировки.

Aka-Lube Red — имеет самую толстую пленку и нужна для финальной полировки, где требуется высокое качество процесса.

Aka-Lube Yellow — средний вариант между Green и Red, используется также как общий смазочный материал.

На безводной основе

Aka-Lube Clear безводная — огнестойкий полимер на основе Ака-Lube Clear+ с очень тонкой пленкой смазки.

Aka-Lube Blue — традиционный вариант на основе этанола с тонкой смазочной пленкой для высокой производительности или безводной подготовки.

Aka-Lube Blue Concentrate — безопасный концентрат, который смешивают с этанолом (99 %), что дает собственный Aka-Lube Blue непосредственно в вашей лаборатории.

ХЛР и Akasel покрывают весь процесс пробоподготовки, благодаря чему металлографическая пробоподготовка становится более быстрой, удобной и дешевой.

У меня есть вопросы...

Здравствуйте!

Вам, возможно, будет интересно:
С Рождеством и Новым годом!
29 / 12 / 2023
С Рождеством и Новым годом!
На свой день рождения ХЛР провел благотворительную ярмарку
28 / 12 / 2023
На свой день рождения ХЛР провел благотворительную ярмарку
Идеальный газовый хроматограф для нефтегазовой отрасли
22 / 11 / 2023
Идеальный газовый хроматограф для нефтегазовой отрасли
Проверяем стойкость к истиранию и разрушению по ДСТУ!
09 / 11 / 2023
Проверяем стойкость к истиранию и разрушению по ДСТУ!
Газоанализаторы SKY от ХЛР теперь имеют сертификат соответствия
07 / 11 / 2023
Газоанализаторы SKY от ХЛР теперь имеют сертификат соответствия
«ДорТехЭкспо»: ХЛР приглашает на выставку!
03 / 10 / 2023
«ДорТехЭкспо»: ХЛР приглашает на выставку!
С Днем защитников и защитниц Украины!
29 / 09 / 2023
С Днем защитников и защитниц Украины!
Приглашаем к стенду ХЛР на выставке «Енергетика в промисловості»
20 / 09 / 2023
Приглашаем к стенду ХЛР на выставке «Енергетика в промисловості»