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MIM零件的金相檢驗介紹與方法
發(fā)布日期：[2024/6/18]
MIM零件的金相檢驗
1、顯徽鏡檢驗MIM零件的制備
(1)目的:這個準則的目的，是為用顯微鏡檢驗制備MIM零件試樣規(guī)定所必要的操作程序。
(2)要檢驗的零件:
零件生坯一對于發(fā)現(xiàn)試樣的缺陷(裂紋、氣泡、收縮、孔隙度、焊接線等)，零件生坯的金相檢驗是有用的。還可以根據(jù)零件的幾何形狀與使用的粉末類型，檢驗注射成形用的粉末一黏結(jié)劑混合物的均一性，而且，必要時，若使用的粉末不均勻，可對不同的粉末(性能或形狀)進行重新配制。
棕色零件一棕色零件由于除去了黏結(jié)劑，因此，很脆弱。若零件中有缺陷，其比較容易沿著這些缺陷破裂。用這種方法，可確定缺陷的位置，和對破裂截面的檢驗可提供缺陷(裂紋、氣泡等)的性質(zhì)的信息。由于表面粗糙，不需要高的放大倍數(shù)。
預(yù)燒結(jié)的零件一倘若黏結(jié)劑很軟或脆弱，就難以順利地制備零件生坯。因此，零件必須進行脫戮與燒結(jié)到顆粒之間開始形成燒結(jié)頸。零件的聲音和金屬一樣，但其尺寸大小仍然很接近零件生坯的尺寸(收縮2% - 5% )。零件生坯中的缺陷仍然和預(yù)燒結(jié)零件中的十分相同，而且，比較容易檢驗。
燒結(jié)的零件一燒結(jié)零件的金相檢驗大多用于查驗孔隙度，光潔度及顯微給織。對于MIM零件的冶金特性來說，金相檢驗是重要的。
(3)試樣制備
I)掃描電鏡(SEM )
對于SEM檢驗，往往不需要制備MIM零件。在電子顯微鏡中可使用整個或破碎的零件，同時檢驗應(yīng)在外表面或破碎截面上進行。倘若需要化學(xué)分析時，特別是半一定量分析時，則應(yīng)像光學(xué)顯微鏡一樣制備試樣，和分析應(yīng)在拋光的表面上進行。
2)光學(xué)金相檢驗
A.概述
由于大多數(shù)零件都有薄壁，因此，若不將試樣鑲嵌在適當?shù)木酆衔飿渲校鹣鄼z驗幾乎就無法進行。檢驗的截面最好是試樣最重要的截面。這種截面可能是:
·有缺陷處;
·焊接線;
·偏析處;
·預(yù)計有特殊信息的任何表面。
倘若沒有特別需要檢測處，則可將試樣在中間切開，或在任何較方便處切開。
B.零件生坯制備
零件生坯的制備可能變化很大，這決于黏結(jié)劑的性質(zhì)與力學(xué)性能。否則，就應(yīng)將包括被檢驗的試樣部分鑲嵌在冷固定樹脂中，最好是用為金相檢驗專門設(shè)計的樹脂。在聚合反應(yīng)完成后，用高速圓盤鋸進行切割。
發(fā)現(xiàn)下列條件是有效的:
圓鋸片高強度鋼
直徑:63 mm
厚度:0.3 mm
齒數(shù):128
切割速度(圓周):600 m/min
直線速度:0.3 mm/min
零件生坯試樣不能拋光。在拋光成光滑表面之前，可能會除掉與破壞勃特別劑，同時可看到的金屬含有量遠比實際的含有量少。檢驗應(yīng)直接在切割的表面上進行。殘留的粗糙度阻礙使用高的放大倍數(shù)，但可以檢驗與分析粉末的形狀與粉末分布。切割時，一些粉末顆粒可能被從聚合物基體中除去，但孔洞清楚地呈黑色，并可用于圖象分析。
C.預(yù)燒結(jié)的與燒結(jié)的零件制備
a.試樣切割
為了防止試樣在切割時擠壓，變形或損壞，對于零件的固定要特別小心。可以用砂輪切割機，用薄砂輪或輪緣鑲有金剛石的砂輪進行切割。切割時，要充分冷卻，以防止由于過熱結(jié)構(gòu)發(fā)生變化與損壞。
也可用鋸切割。使用標準的鋼鋸，會留下毛邊和粗糙的與變態(tài)的表面，因此，在以后研磨時，以除去零點幾毫米。和珠寶商使用的類似精細片鋸，可能適用于切割MIM試樣。
倘若零件比鑲樣的模具小，可能不需要切割。倘若沒有特定的截面要檢驗，可以鑲嵌整個零件;可是，這需要進行充分地研磨加工。
b.鑲樣
對于金相試樣，最常用的鑲樣方法是熱壓鑲樣。若熱塑性與熱固性樹脂的硬度足夠高與收縮小，則二者都可以用于試樣鑲嵌。可是，零件生坯，預(yù)燒結(jié)
的零件及一些很脆弱的零件都需要冷鑲樣。在真空或加壓氣氛中使鑲樣的樹脂固化可以改進預(yù)燒結(jié)試樣的浸透性，從而使MIM零件較好地強化，同時，由于孔隙度低或孔隙度為零，較容易拋光。
倘若零件要用光學(xué)與電子顯微鏡二種方法進行檢驗，適于用導(dǎo)電性的樹脂(例如含有碳粉，銀粉或銅粉)。這種導(dǎo)電性鑲樣也用于試樣的電解浸蝕。
試樣在鑲樣樹脂中的位置必須完全固定與記錄。倘若鑲樣的樹脂是透明的，則位置就可以驗證，而且，必要時在完全聚合之前可以校正。倘若樹脂不透明，則最重要的是，在澆注樹脂之前，要確保試樣的位置正確，和保證其仍保持在正確的位置上。為此，可使用特制的穩(wěn)定器。
c.研磨
為了消除掉切割造成的毛邊與結(jié)構(gòu)變化，在最終拋光之前，要將切割表面相當厚度的一層用研磨加工除掉。經(jīng)驗對于確定應(yīng)除掉多么厚會有一些幫助。在世界上研磨后，于低的放大倍數(shù)下檢驗表面，對于結(jié)果的鑒定，有時是有用的。也可一直研磨到試樣的特定區(qū)域或缺陷。
研磨是試樣制備的關(guān)鍵作業(yè)。研磨不正確，可能會導(dǎo)致由于塑性變形部分孔隙被封存閉或孔隙被研磨的碎屑充填。
在每一道作業(yè)之后，特別是研研磨之后，對試樣都要進行徹底清清洗。用自來水清洗之后，再用異丙基醇超聲清洗是適宜的。
d.最后拋光
光學(xué)顯微鏡金相需要扁平的鏡面對面般拋光表面。每一個金相試樣都要要進行拋光，和最后要用粒度6.3μm的金剛石粉粉膏研磨。為防止污染拋光盤，要特別小心。倘若磨料顆粒較小時，則可能遺留在孔隙中，和落在下一個盤上。倘若顆粒比孔隙大，則可能堵塞孔隙和將之除掉時會擦傷試術(shù)表面。研磨時，在每一次操作之間都徹底清理試樣是重要的。不能采用電解拋光，因為其會影響孔隙邊沿。
(4).檢驗
1、顯徽鏡檢驗MIM零件的制備
(1)目的:這個準則的目的，是為用顯微鏡檢驗制備MIM零件試樣規(guī)定所必要的操作程序。
(2)要檢驗的零件:
零件生坯一對于發(fā)現(xiàn)試樣的缺陷(裂紋、氣泡、收縮、孔隙度、焊接線等)，零件生坯的金相檢驗是有用的。還可以根據(jù)零件的幾何形狀與使用的粉末類型，檢驗注射成形用的粉末一黏結(jié)劑混合物的均一性，而且，必要時，若使用的粉末不均勻，可對不同的粉末(性能或形狀)進行重新配制。
棕色零件一棕色零件由于除去了黏結(jié)劑，因此，很脆弱。若零件中有缺陷，其比較容易沿著這些缺陷破裂。用這種方法，可確定缺陷的位置，和對破裂截面的檢驗可提供缺陷(裂紋、氣泡等)的性質(zhì)的信息。由于表面粗糙，不需要高的放大倍數(shù)。
預(yù)燒結(jié)的零件一倘若黏結(jié)劑很軟或脆弱，就難以順利地制備零件生坯。因此，零件必須進行脫戮與燒結(jié)到顆粒之間開始形成燒結(jié)頸。零件的聲音和金屬一樣，但其尺寸大小仍然很接近零件生坯的尺寸(收縮2% - 5% )。零件生坯中的缺陷仍然和預(yù)燒結(jié)零件中的十分相同，而且，比較容易檢驗。
燒結(jié)的零件一燒結(jié)零件的金相檢驗大多用于查驗孔隙度，光潔度及顯微給織。對于MIM零件的冶金特性來說，金相檢驗是重要的。
(3)試樣制備
I)掃描電鏡(SEM )
對于SEM檢驗，往往不需要制備MIM零件。在電子顯微鏡中可使用整個或破碎的零件，同時檢驗應(yīng)在外表面或破碎截面上進行。倘若需要化學(xué)分析時，特別是半一定量分析時，則應(yīng)像光學(xué)顯微鏡一樣制備試樣，和分析應(yīng)在拋光的表面上進行。
2)光學(xué)金相檢驗
A.概述
由于大多數(shù)零件都有薄壁，因此，若不將試樣鑲嵌在適當?shù)木酆衔飿渲校鹣鄼z驗幾乎就無法進行。檢驗的截面最好是試樣最重要的截面。這種截面可能是:
·有缺陷處;
·焊接線;
·偏析處;
·預(yù)計有特殊信息的任何表面。
倘若沒有特別需要檢測處，則可將試樣在中間切開，或在任何較方便處切開。
B.零件生坯制備
零件生坯的制備可能變化很大，這決于黏結(jié)劑的性質(zhì)與力學(xué)性能。否則，就應(yīng)將包括被檢驗的試樣部分鑲嵌在冷固定樹脂中，最好是用為金相檢驗專門設(shè)計的樹脂。在聚合反應(yīng)完成后，用高速圓盤鋸進行切割。
發(fā)現(xiàn)下列條件是有效的:
圓鋸片高強度鋼
直徑:63 mm
厚度:0.3 mm
齒數(shù):128
切割速度(圓周):600 m/min
直線速度:0.3 mm/min
零件生坯試樣不能拋光。在拋光成光滑表面之前，可能會除掉與破壞勃特別劑，同時可看到的金屬含有量遠比實際的含有量少。檢驗應(yīng)直接在切割的表面上進行。殘留的粗糙度阻礙使用高的放大倍數(shù)，但可以檢驗與分析粉末的形狀與粉末分布。切割時，一些粉末顆粒可能被從聚合物基體中除去，但孔洞清楚地呈黑色，并可用于圖象分析。
C.預(yù)燒結(jié)的與燒結(jié)的零件制備
a.試樣切割
為了防止試樣在切割時擠壓，變形或損壞，對于零件的固定要特別小心。可以用砂輪切割機，用薄砂輪或輪緣鑲有金剛石的砂輪進行切割。切割時，要充分冷卻，以防止由于過熱結(jié)構(gòu)發(fā)生變化與損壞。
也可用鋸切割。使用標準的鋼鋸，會留下毛邊和粗糙的與變態(tài)的表面，因此，在以后研磨時，以除去零點幾毫米。和珠寶商使用的類似精細片鋸，可能適用于切割MIM試樣。
倘若零件比鑲樣的模具小，可能不需要切割。倘若沒有特定的截面要檢驗，可以鑲嵌整個零件;可是，這需要進行充分地研磨加工。
b.鑲樣
對于金相試樣，最常用的鑲樣方法是熱壓鑲樣。若熱塑性與熱固性樹脂的硬度足夠高與收縮小，則二者都可以用于試樣鑲嵌。可是，零件生坯，預(yù)燒結(jié)
的零件及一些很脆弱的零件都需要冷鑲樣。在真空或加壓氣氛中使鑲樣的樹脂固化可以改進預(yù)燒結(jié)試樣的浸透性，從而使MIM零件較好地強化，同時，由于孔隙度低或孔隙度為零，較容易拋光。
倘若零件要用光學(xué)與電子顯微鏡二種方法進行檢驗，適于用導(dǎo)電性的樹脂(例如含有碳粉，銀粉或銅粉)。這種導(dǎo)電性鑲樣也用于試樣的電解浸蝕。
試樣在鑲樣樹脂中的位置必須完全固定與記錄。倘若鑲樣的樹脂是透明的，則位置就可以驗證，而且，必要時在完全聚合之前可以校正。倘若樹脂不透明，則最重要的是，在澆注樹脂之前，要確保試樣的位置正確，和保證其仍保持在正確的位置上。為此，可使用特制的穩(wěn)定器。
c.研磨
為了消除掉切割造成的毛邊與結(jié)構(gòu)變化，在最終拋光之前，要將切割表面相當厚度的一層用研磨加工除掉。經(jīng)驗對于確定應(yīng)除掉多么厚會有一些幫助。在世界上研磨后，于低的放大倍數(shù)下檢驗表面，對于結(jié)果的鑒定，有時是有用的。也可一直研磨到試樣的特定區(qū)域或缺陷。
研磨是試樣制備的關(guān)鍵作業(yè)。研磨不正確，可能會導(dǎo)致由于塑性變形部分孔隙被封存閉或孔隙被研磨的碎屑充填。
在每一道作業(yè)之后，特別是研研磨之后，對試樣都要進行徹底清清洗。用自來水清洗之后，再用異丙基醇超聲清洗是適宜的。
d.最后拋光
光學(xué)顯微鏡金相需要扁平的鏡面對面般拋光表面。每一個金相試樣都要要進行拋光，和最后要用粒度6.3μm的金剛石粉粉膏研磨。為防止污染拋光盤，要特別小心。倘若磨料顆粒較小時，則可能遺留在孔隙中，和落在下一個盤上。倘若顆粒比孔隙大，則可能堵塞孔隙和將之除掉時會擦傷試術(shù)表面。研磨時，在每一次操作之間都徹底清理試樣是重要的。不能采用電解拋光，因為其會影響孔隙邊沿。
(4).檢驗
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