Решение задач металлографической пробоподготовки: унифицированный подход

Целесообразно дифференцировать продукты для пробоподготовки по этапам работы. В данной статье рассмотрим 4 основных этапа: резка, заливка, шлифовка и полировка образцов в металлографических исследованиях.

1. Резка образцов

Резка является первым шагом в процессе металлографической пробоподготовки.

При выборе качественного отрезного круга поверхность среза будет плоской, с минимальным количеством деформаций. Это позволит ускорить и упростить последующие шаги пробоподготовки.

Компания Akasel учла эту задачу при разработке отрезных кругов, чтобы резка происходила максимально точно и с минимальными деформациями.

2. Заливка образцов

Достаточно часто исследуемые металлографическим методом образцы имеют неправильную форму. Это затрудняет, а иногда даже делает невозможным проведение металлографического исследования – поскольку невозможно подготовить качественный шлиф.

После запрессовки/заливки образец приобретает стандартную форму, что упрощает его установку в держатель образцов или же удержание в руке при ручной пробоподготовке.

Также заливка упрощает исследование «сложных» образцов: сварных соединений неправильной формы, закаленных образцов и образцов с покрытием, хрупких образцов, деталей и элементов деталей. В таких случаях качественная заливка является фундаментом пробоподготовки, и без нее просто невозможно получить хороший образец.

1.jpg 

Компания Akasel производит решения для заливки, которые делают этот процесс более простым и удобным. 

Холодная заливка

  • Ака-Cure, Slow (8–24 ч): система отверждения с низкой усадкой и хорошей адгезией из-за добавленного усилителя адгезии.
  • Aka-Cure, Quick (30 мин): быстрозатвердевающие системы отверждения при нагревании на 80 °C. Также может быть использована в 2-этапном процессе, что позволяет заливать большие образцы без усадки.
  • Aka-Crylic-2 (8 мин): быстрозатвердевающие низкоусадочные 2-компонентные системы. Термоотверждение за 8 мин, идеальное удержание края из-за большого количества минеральных наполнителей.
  • Aka-Clear-2 (8 мин): 2-компонентная термоотвердевающая система быстрой заливки. Качественное и четкое крепление без использования давления.

Все смолы поставляются с чашками и ложками для смешивания в комплекте.

Горячая запрессовка

Расходные материалы Akasel для горячей запрессовки (используются в заливочных прессах):

  • Aka-Resin, Epoxy – черная термореактивная смола с минеральными заполнителями для идеальной запрессовки.
  • Aka-Resin, Acrylic – прозрачная термопластичная смола для кристально чистой запрессовки металлографических образцов.
  • Aka-Resin, Melamine – термореактивная смола с белым заполнителем для универсальной запрессовки.
  • Aka-Resin, Phenolic – черная термореактивная смола для «черновой» заливки1.
  • Aka-Resin, SEM – черная термореактивная смола с углеродным заполнителем для электронной микроскопии.

Таким образом, покрывая практически все типы подготовки образцов, Akasel позволяет выбрать необходимые материалы без потери качества фиксации образца.

3. Шлифовка образцов

2.jpg 

Шлифовка является третьим этапом подготовки металлографического образца. Ее цель – удалить деформации, которые вносятся в процессе резки. Идеальный результат – это плоский образец с минимальными деформациями.

Алмазные шлифовальные диски Aka-Piatto пользуются спросом благодаря простоте использования, превосходной плоскостности и экономичности по сравнению с традиционной шлифовкой. 

Aka-Piatto: Альтернатива шлифовальной бумаге

Ака-Piatto представляет собой серию алмазных шлифовальных дисков зернистостью от Р80 до P1200. Ака-Piatto плоская и отлично шлифует материалы твердостью более 150HV. Уникальными особенностями Ака-Piatto являются дифференциация по цвету, износоустойчивая конструкция и небольшие крылышки, чтобы облегчить снятие диска после использования.

  • Заменяет от 200 до 300 листов шлифовальной бумаги.
  • Постоянная скорость удаления материала с образца.
  • Высокий уровень плоскостности.
Aka-Piatto + высококонцентрированная версия Aka-Piatto

Это системы с удвоенной концентрацией и меньшими размерами алмазов: результат – более высокая плоскостность и срок службы. Идеально подходят для шлифовки керамики, металлокерамики и твердых металлов без глубокой деформации.

За счет твердости алмазов глубина снятия материала с образца остается постоянной фактически для всех материалов. Вследствие этого плоскостность в процессе пробоподготовки гораздо выше, а следующие этапы проходят значительно быстрее.

При шлифовании в автоматическом режиме можно провести его всего в 2 этапа без потери качества. Сначала вывод плоскости, например, с Ака-Piatto 80, а затем тонкая шлифовка с Ака-Piatto 1200 или Ака-Allegran1.

¹ При шлифовке очень твердых материалов износ связующей суспензии снижается из-за уменьшения глубины шлифования. В таких случаях поверхность должна быть очищена при помощи шлифовального камня, чтобы ввести новые острые алмазы и восстановить шлифовальную мощность Ака-Piatto.

Классические абразивные бумаги используются для шлифовки мягких материалов (ниже 150HV), так как альтернатива этому методу еще не изобретена. Akasel производит абразивы собственной разработки Rhaco Grit с целым рядом уникальных особенностей 

Rhaco Grit

Классическая подготовка с помощью абразивной бумаги до сих пор используется в качестве шлифовального метода для материалов с твердостью менее 150 HV. Rhaco Grit от Akasel обладает рядом уникальных особенностей, которые улучшают шлифовку в сравнении с обычной шлифовальной бумагой.

  • Более 100% продолжительность службы на P120-P320 по сравнению с аналогами на рынке.
  • Высокая плоскостность на P400-P1200 за счет более тонкой бумаги подложки.
  • Нет закручивания по причине однонаправленности бумаги.
  • Идеальная адгезия при использовании с Aka-Rhaco.
  • «Закрылки» для легкого удаления с диска.

Шлифовальный камень используется на отдельном шлифовальном станке. Из-за высоких капиталовложений это метод используется только при наличии большого потока образцов. Для среднего и большого потока образцов Akasel разработал альтернативу – Rigid Discs

RigidDiscs
Ака-Allegran и Ака-Largan: Быстрая подготовка плоских образцов

В Aka-Allegran используется уникальная система для удаления материала. Интегрированный алмазный абразив высвобождается при применении алмазной суспензии или алмазного спрея для Ака-Allegran. Результатом такого подхода является высокий уровень удаления материала, более длительный срок службы, чем у обычных систем с жестким диском, и идеальная плоскостность.

  • Заменяют более 1000 штук шлифовальной бумаги.
  • Могут быть использованы на материалах твердостью 50 HV–2000 HV.
  • «Закрылки» для легкого снятия с магнитного диска.

Ака-Allegran ориентирует на «одношаговое» шлифование: заменяет ряд шлифовальных шагов, обычно P320–P1200 за один шаг. После подготовки на Ака-Allegran образцы готовы к полировке. Подготовка на Ака-Allegran занимает до 3–5 мин, и образцы должны быть подготовлены базовой шлифовкой на P80-P220. Если предварительная шлифовка была с Ака-Piatto, с помощью Ака-Allegran можно снизить время подготовки, учитывая высокую плоскостность образцов после Ака-Piatto.

Рекомендации по использованию:

  • Aka-Largan 9 для образцов твердостью 50-400 HV.
  • Aka-Allegran 1 для образцов твердостью 150-2000 HV.
  • Aka-Allegran 3 для образцов твердостью 150-2000 HV.
  • Aka-Allegran 9 для образцов твердостью 450-2000 HV.

4. Полировка образцов

3.jpg 

Полировка – последний шаг перед исследованием образца. Как правило, состоит из двух отдельных этапов: полировки и финальной полировки.

Полировка обычно проводится с помощью 3 мкм алмазов с мягкой тканью для полировки Aka-Molan для материалов малой и средней твердости. Для других материалов предусмотрена жесткая полировальная ткань Aka-Ramda.

Финальная полировка проводится с помощью оксидов для большинства материалов, а также с помощью алмазов для материалов высокой твердости, например, керамики. 

Тип носителя
  • Широкий ассортимент алмазных продуктов определяется большим количество разнообразных применений. Пасты или стики используются для предварительной загрузки алмазов в ткань для полировки. Во время полировки дозируют комбинированный продукт «абразив + лубрикант». Для этих целей Akasel производит DiaMaxx и DiaDoublo. Эти комплексные суспензии со смазкой удобны в работе, дозировании и гарантируют точные и повторяемые результаты.
Экономичность
  • Экономичный способ при подготовке единичных, разнотипных образцов – дозировка суспензий, таких Aka-Poly и Aka-Mono, в сочетании с отдельной дозировкой смазки. Это обеспечивает точное и экономически оправданное дозирование алмазов: мало алмазов при работе с мягкими материалами или небольшими образцами, много алмазов – при работе с твердыми материалами или на больших площадях.

Еще более экономичным способом является использование Aka-Poly+ и Aka-Mono+ вместо обычной суспензии. Высокая концентрация суспензии требует только ~50% количества стандартной суспензии.

Полировальные диски

Akasel изготавливает 2 типа элементов для полировки – это полотна и диски.

  • Полотна – наиболее распространенный способов полировки. Структура полотна определяет его простоту в использовании, не требуя точной и контактной дозировки суспензии и смазки. С другой стороны, свободная текстура является причиной тканевого округления кромок. Именно поэтому следующим шагом в разработке полировочных материалов было создание Akasel так называемых Ridgid-дисков.
  • Ridgid-диски представляют собой полимерные композитные диски, установленные на стальной диск для магнитной адаптации. Композитная поверхность, как правило, сложнее, чем текстильная, и дает прекрасное сохранение края. Кроме того, поверхность такого диска обеспечивает более плотный контакт между абразивом и поверхностью образца – это гарантирует гораздо большую скорость подготовки образца. Allegran-3 и Allegran-1 из линейкиAkasel сочетают в себе высокий уровень полировки, продуктивность и заменяют до 3-х шагов в процессе полировки.
Магнитные адаптеры
  • Магнитные диски являются самым простым способом проведения металлографической пробоподготовки. Некоторые расходные материалы могут быть недоступны на диске с магнитным основанием. В данном случае используются магнитные адаптеры.
Алмазные продукты: Алмазы с соответствующей геометрией
  • Решающим фактором в достижении равномерного распределения частиц алмазов по размерам является использование равномерных, почти кубических по форме алмазов. Один алмаз в форме иглы может разрушить идеальную подготовку. Таким образом, задача состоит в том, чтобы свести к минимуму наличие отклонений от геометрии, таких как игольчатые кристаллы или форма хлопьев.
Допуск

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

Агломерация частиц

Мелкие частицы, в частности алмазы, могут связываться в агломерации, если процесс производства содержит ошибки. Akasel проводит проверку на всем пути: от входящего сырья до готового продукта – это обеспечивает 100% качество выпускаемого продукта.

Контроль абразивов

Для получения максимально качественного продукта необходимо разделять частицы по размерам. Чем уже разброс по размерам – тем качественнее и быстрее будет конкретный этап пробоподготовки. Контроль размеров производится с помощью оптических и электронных методов, которые являются наиболее прогрессивными и продуктивными на сегодняшний день.

Высокая концентрация алмазов

Все продукты Akasel имеют одну и ту же концентрацию алмазов, независимо от размера частиц. Таким образом, суспензии 0,1 мкм-3 мкм имеют концентрацию до 50% больше, чем конкурентные продукты.

Суспензии оксидов

Akasel производит оксидные суспензии на основании диоксида кремния и оксида алюминия. Продукты выпускаются по оригинальным рецептурам, которые препятствуют кристаллизации.

Суспензии на основании кремния производят полировку посредством химико-механической реакции. Поверхность образца подвергается травлению. Полученный в результате слой удаляется с помощью мягкой двуокиси кремния. Конечная поверхность – без деформации.

  • Коллоидный и Fumed.
  • Размеры зерен от 0,2 мкм до 0,050 мкм.
  • Уникальная система для предотвращения образования кристаллов.
  • Безводные суспензии.

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

Смазки: Полный набор материалов

Смазочные материалы Akasel имеют отличное сочетание скорости удаления и обработки поверхности. Используется 2-фазная система с размером частиц в нанодиапазоне. Это позволяет смазке попадать в пространство между алмазом и образцом, где и проходит фактическая обработка образца.

На водной основе
  • Aka-Lube Clear+ максимально тонкая смазочная пленка – используется там, где удаление материала является наиболее важным.
  • Aka-Lube Green с тонкой смазочной пленкой – используется там, где наиболее важным является удаление материала в сочетании с качеством шлифовки/полировки.
  • Aka-Lube Red имеет самую толстую пленку и используется для финальной полировки, где качество полировки является максимально важным.
  • 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 +. Очень тонкая пленка смазки.
  • Aka-Lube Blue традиционный на основе этанола с очень тонкой смазочной пленкой – для высокой продуктивности или безводной подготовки.
  • Aka-Lube Blue Concentrate представляет собой неопасный концентрат, который смешивают с 99% этанола, чтобы сделать свой собственный Aka-Lube Blue непосредственно в вашей лаборатории.


Покрывая весь этап пробоподготовки, компания Akasel неуклонно следует основным приоритетам своей работы, делая металлографическую пробоподготовку более быстрой, удобной и дешевой.

4.jpg 

Подробную информацию можно получить у специалистов:

Ладан Сергей: ladan@chemlab.kiev.ua

Оласюк Александр: olasiuk@chemlab.kiev.ua

Добавить комментарии: