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MIM零件的金相检验介绍与方法


 

发布日期:[2024/6/18]
 
MIM零件的金相检验

1、显徽镜检验MIM零件的制备

(1)目的:这个准则的目的,是为用显微镜检验制备MIM零件试样规定所必要的操作程序。

(2)要检验的零件:

零件生坯一对于发现试样的缺陷(裂纹、气泡、收缩、孔隙度、焊接线等),零件生坯的金相检验是有用的。还可以根据零件的几何形状与使用的粉末类型,检验注射成形用的粉末一黏结剂混合物的均一性,而且,必要时,若使用的粉末不均匀,可对不同的粉末(性能或形状)进行重新配制。

棕色零件一棕色零件由于除去了黏结剂,因此,很脆弱。若零件中有缺陷,其比较容易沿着这些缺陷破裂。用这种方法,可确定缺陷的位置,和对破裂截面的检验可提供缺陷(裂纹、气泡等)的性质的信息。由于表面粗糙,不需要高的放大倍数。

预烧结的零件一倘若黏结剂很软或脆弱,就难以顺利地制备零件生坯。因此,零件必须进行脱戮与烧结到颗粒之间开始形成烧结颈。零件的声音和金属一样,但其尺寸大小仍然很接近零件生坯的尺寸(收缩2% - 5% )。零件生坯中的缺陷仍然和预烧结零件中的十分相同,而且,比较容易检验。

烧结的零件一烧结零件的金相检验大多用于查验孔隙度,光洁度及显微给织。对于MIM零件的冶金特性来说,金相检验是重要的。

(3)试样制备

I)扫描电镜(SEM )

对于SEM检验,往往不需要制备MIM零件。在电子显微镜中可使用整个或破碎的零件,同时检验应在外表面或破碎截面上进行。倘若需要化学分析时,特别是半一定量分析时,则应像光学显微镜一样制备试样,和分析应在抛光的表面上进行。

2)光学金相检验

A.概述

由于大多数零件都有薄壁,因此,若不将试样镶嵌在适当的聚合物树脂中,金相检验几乎就无法进行。检验的截面最好是试样最重要的截面。这种截面可能是:

·有缺陷处;

·焊接线;

·偏析处;

·预计有特殊信息的任何表面。

倘若没有特别需要检测处,则可将试样在中间切开,或在任何较方便处切开。

B.零件生坯制备

零件生坯的制备可能变化很大,这决于黏结剂的性质与力学性能。否则,就应将包括被检验的试样部分镶嵌在冷固定树脂中,最好是用为金相检验专门设计的树脂。在聚合反应完成后,用高速圆盘锯进行切割。

发现下列条件是有效的:

圆锯片高强度钢

直径:63 mm

厚度:0.3 mm

齿数:128

切割速度(圆周):600 m/min

直线速度:0.3 mm/min

零件生坯试样不能抛光。在抛光成光滑表面之前,可能会除掉与破坏勃特别剂,同时可看到的金属含有量远比实际的含有量少。检验应直接在切割的表面上进行。残留的粗糙度阻碍使用高的放大倍数,但可以检验与分析粉末的形状与粉末分布。切割时,一些粉末颗粒可能被从聚合物基体中除去,但孔洞清楚地呈黑色,并可用于图象分析。

C.预烧结的与烧结的零件制备

a.试样切割

为了防止试样在切割时挤压,变形或损坏,对于零件的固定要特别小心。可以用砂轮切割机,用薄砂轮或轮缘镶有金刚石的砂轮进行切割。切割时,要充分冷却,以防止由于过热结构发生变化与损坏。

也可用锯切割。使用标准的钢锯,会留下毛边和粗糙的与变态的表面,因此,在以后研磨时,以除去零点几毫米。和珠宝商使用的类似精细片锯,可能适用于切割MIM试样。

倘若零件比镶样的模具小,可能不需要切割。倘若没有特定的截面要检验,可以镶嵌整个零件;可是,这需要进行充分地研磨加工。

b.镶样

对于金相试样,最常用的镶样方法是热压镶样。若热塑性与热固性树脂的硬度足够高与收缩小,则二者都可以用于试样镶嵌。可是,零件生坯,预烧结

的零件及一些很脆弱的零件都需要冷镶样。在真空或加压气氛中使镶样的树脂固化可以改进预烧结试样的浸透性,从而使MIM零件较好地强化,同时,由于孔隙度低或孔隙度为零,较容易抛光。

倘若零件要用光学与电子显微镜二种方法进行检验,适于用导电性的树脂(例如含有碳粉,银粉或铜粉)。这种导电性镶样也用于试样的电解浸蚀。

试样在镶样树脂中的位置必须完全固定与记录。倘若镶样的树脂是透明的,则位置就可以验证,而且,必要时在完全聚合之前可以校正。倘若树脂不透明,则最重要的是,在浇注树脂之前,要确保试样的位置正确,和保证其仍保持在正确的位置上。为此,可使用特制的稳定器。

c.研磨

为了消除掉切割造成的毛边与结构变化,在最终抛光之前,要将切割表面相当厚度的一层用研磨加工除掉。经验对于确定应除掉多么厚会有一些帮助。在世界上研磨后,于低的放大倍数下检验表面,对于结果的鉴定,有时是有用的。也可一直研磨到试样的特定区域或缺陷。

研磨是试样制备的关键作业。研磨不正确,可能会导致由于塑性变形部分孔隙被封存闭或孔隙被研磨的碎屑充填。

在每一道作业之后,特别是研研磨之后,对试样都要进行彻底清清洗。用自来水清洗之后,再用异丙基醇超声清洗是适宜的。

d.最后抛光

光学显微镜金相需要扁平的镜面对面般抛光表面。每一个金相试样都要要进行抛光,和最后要用粒度6.3μm的金刚石粉粉膏研磨。为防止污染抛光盘,要特别小心。倘若磨料颗粒较小时,则可能遗留在孔隙中,和落在下一个盘上。倘若颗粒比孔隙大,则可能堵塞孔隙和将之除掉时会擦伤试术表面。研磨时,在每一次操作之间都彻底清理试样是重要的。不能采用电解抛光,因为其会影响孔隙边沿。

(4).检验