樣品預(yù)處理:首先需要對(duì)待鑲嵌的金相試樣進(jìn)行預(yù)處理,,這一步至關(guān)重要。需將試樣切割并打磨至適當(dāng)尺寸,,確保其表面平整且無明顯缺陷,,之后通過清洗手段去除表面的油污、雜質(zhì)等污垢,,常用的清洗方式有超聲波清洗,,以保證樣品表面潔凈,利于后續(xù)鑲嵌料與樣品的良好結(jié)合,。
裝樣入模:將預(yù)處理好的樣品放置在專用的鑲嵌模具中,。模具的設(shè)計(jì)需保證在后續(xù)加熱加壓過程中,鑲嵌料能夠均勻地填充到樣品周圍,。
加熱與加壓:
加熱:?jiǎn)?dòng)金相鑲嵌機(jī)的加熱系統(tǒng),,該系統(tǒng)會(huì)將鑲嵌料加熱至設(shè)定溫度,使鑲嵌料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭闪鲃?dòng)的液態(tài)或半液態(tài),,以便其能夠充分包裹試樣,。加熱功率和加熱方式對(duì)整個(gè)鑲嵌過程影響較大,功率越大,,可達(dá)到的最高溫度越高,,能適應(yīng)的熱鑲嵌樹脂種類就越多。加熱方向越多,,如采用 360 度環(huán)繞加熱,,則加熱速度越快,,并且若具備加熱冷卻一體化功能,那么加熱控溫會(huì)更加精準(zhǔn),。
加壓:在加熱的同時(shí),,通過特定的壓力施加裝置對(duì)鑲嵌料施加一定壓力。對(duì)于手動(dòng)簡(jiǎn)易型金相鑲嵌機(jī),,一般是通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)手輪,,其作用力通過傘齒輪絲桿等部件使下模向上運(yùn)動(dòng),從而對(duì)鑲嵌料進(jìn)行擠壓,;自動(dòng)高效型則采用氣壓或液壓動(dòng)態(tài)自控加壓方式,,這種方式能夠更精準(zhǔn)地控制壓力大小和保壓時(shí)間。壓力的作用是使處于軟化或熔化狀態(tài)的鑲嵌料緊密填充到試樣的每一處縫隙和周圍,,確保與試樣緊密結(jié)合,,形成牢固的鑲嵌結(jié)構(gòu)。壓力可調(diào)范圍越大,,能適用的樣品種類和鑲嵌粉類型就越廣泛,,例如氣動(dòng)加壓方式反應(yīng)速度快,且較為干凈,;液壓加壓方式則壓力控制精準(zhǔn),、穩(wěn)定 。
保壓與固化:在達(dá)到一定的加熱溫度和壓力后,,需要保持該狀態(tài)一段時(shí)間,,即保壓過程。這段時(shí)間內(nèi),,鑲嵌料在高溫高壓下充分滲透到樣品的細(xì)微結(jié)構(gòu)中,,與樣品進(jìn)一步融合。保壓時(shí)間結(jié)束后,,關(guān)閉加熱系統(tǒng),,讓鑲嵌料在壓力下自然冷卻或通過冷卻系統(tǒng)加速冷卻,逐漸固化,。對(duì)于自動(dòng)高效型設(shè)備,,通常配備智能節(jié)水式冷卻控制,可根據(jù)設(shè)定程序精準(zhǔn)控制冷卻速度和時(shí)間,,確保鑲嵌料均勻固化,,避免因冷卻不均導(dǎo)致的鑲嵌體內(nèi)部應(yīng)力集中或出現(xiàn)缺陷。在冷卻過程中,,鑲嵌料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),,從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),將試樣牢固地鑲嵌在其中,最終形成一個(gè)完整且堅(jiān)固的鑲嵌體,。
脫模與后處理:當(dāng)鑲嵌料固化后,,便可進(jìn)行脫模操作。手動(dòng)型設(shè)備一般通過反向搖動(dòng)絲桿等部件,,使上蓋板打開,,將試樣取出;自動(dòng)型設(shè)備則通常配備自動(dòng)脫模裝置,,操作更加便捷。取出的鑲嵌試樣可能還需要進(jìn)行一些后處理,,如切割多余的鑲嵌料部分,,對(duì)表面進(jìn)行精細(xì)打磨、拋光等操作,,以滿足后續(xù)在金相顯微鏡下進(jìn)行高質(zhì)量顯微組織觀察和分析的要求,。
手動(dòng)簡(jiǎn)易型:這類金相鑲嵌機(jī)在鑲嵌過程中,,加熱環(huán)節(jié)通過電控加溫實(shí)現(xiàn),,即通過電加熱元件對(duì)鑲嵌模具及內(nèi)部鑲嵌料進(jìn)行加熱,達(dá)到設(shè)定溫度后保持恒溫,。加壓過程則依靠手動(dòng)操作,,工作人員手動(dòng)搖動(dòng)機(jī)體外的手輪,通過一對(duì)傘齒輪帶動(dòng)機(jī)體內(nèi)絲桿,,使壓制試樣的下模在剛模套內(nèi)上下移動(dòng),,從而對(duì)熱固性塑料連同鑲嵌的試樣施加壓力。在加熱過程中,,試樣制備所需的成形壓力由固定在機(jī)體內(nèi)的彈簧自動(dòng)補(bǔ)償,,當(dāng)彈簧被擠壓到限位開關(guān)位置時(shí),亮起保壓指示燈,,提示操作人員需要繼續(xù)反復(fù)搖動(dòng)幾次手輪,,直至保壓時(shí)間達(dá)到要求。冷卻過程則依靠空氣自然冷卻,,鑲嵌料在空氣中緩慢降溫固化,。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作容易,,成本相對(duì)較低,;缺點(diǎn)是整個(gè)鑲嵌過程依賴人工操作,效率偏低,,且由于人為因素影響,,制樣質(zhì)量的穩(wěn)定性相對(duì)較差 。
自動(dòng)高效型:自動(dòng)高效型金相鑲嵌機(jī)在原理上有了較大提升,整個(gè)鑲嵌過程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制,。加熱環(huán)節(jié)采用智能溫控技術(shù),,通過高精度的溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鑲嵌料的溫度,并將信號(hào)反饋給控制系統(tǒng),,控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)程序精確調(diào)節(jié)加熱功率,,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫。加壓環(huán)節(jié)采用氣壓或液壓動(dòng)態(tài)自控方式,,通過壓力傳感器和控制器精確控制壓力大小和變化過程,,在不同階段提供合適的壓力,確保鑲嵌料均勻填充和良好結(jié)合,。冷卻環(huán)節(jié)采用智能節(jié)水式冷卻控制,,可根據(jù)鑲嵌料的固化特性和預(yù)設(shè)程序,精確控制冷卻水流速和溫度,,實(shí)現(xiàn)快速且均勻的冷卻,,大大縮短了制樣周期。同時(shí),,自動(dòng)高效型設(shè)備還可以利用先進(jìn)的技術(shù)手段,,如采用圖像處理技術(shù)(高分辨率攝像頭)實(shí)現(xiàn)樣品在模具中的精準(zhǔn)定位,以及對(duì)樣品特征進(jìn)行初步分析,;支持參數(shù)化設(shè)置,,操作人員可根據(jù)不同的樣品和鑲嵌要求,靈活設(shè)置溫度(例如 50 - 180℃),、壓力(如 130bar)等關(guān)鍵參數(shù),,從而在保證鑲嵌質(zhì)量的前提下,顯著提高制樣效率,,適用于大規(guī)模,、高質(zhì)量金相制樣需求的場(chǎng)景 。
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