A metallographic cutting machine ay ang una at pinakakinakailangang hakbang sa paghahanda ng sample - ang mahinang hiwa ay nagpapakilala ng deformation, pagkasira ng init, o pahid na hindi ganap na maalis ng kahit na anong buli pagkatapos nito. Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang magagamit na cross-section at isang wasak na sample ay karaniwang bumababa sa tatlong nakokontrol na mga kadahilanan: pagpili ng talim, bilis ng pagputol, at paghahatid ng coolant.
Bakit Tinutukoy ng Pagbawas ng Kalidad ang Kinalabasan ng Buong Proseso ng Paghahanda ng Sample
Ang metallographic sectioning ay sa panimula ay naiiba sa magaspang na pagputol - ang layunin ay alisin ang materyal na may kaunting mekanikal na pagpapapangit at minimal na input ng init, dahil parehong maaaring baguhin ang microstructure na pinag-aaralan. Ang isang hiwa na nagpapakilala ng isang deformation layer na mas malalim kaysa sa kung ano ang maaaring alisin ng kasunod na paggiling at pag-polish na mga hakbang ay mag-iiwan ng mga artifact na nakikita sa ilalim ng mikroskopyo, na humahantong sa mga mapanlinlang na konklusyon tungkol sa istraktura ng butil, tigas, o pamamahagi ng bahagi.
Ito ang dahilan kung bakit metallographic cutting machine ay itinayo sa paligid ng mga abrasive na cutoff na gulong sa halip na friction saws o band saws — ang abrasive cutting ay nag-aalis ng materyal sa pamamagitan ng isang high-speed grinding action na, kapag maayos na kinokontrol, ay gumagawa ng isang makinis, mababang-deformation na ibabaw na nangangailangan ng mas kaunting paggiling upang maabot ang lugar ng interes.
Pagtutugma ng Uri ng Cutting Wheel sa Katigasan ng Materyal
Ang mga abrasive cutoff na gulong ay karaniwang inuuri ayon sa kanilang abrasive na butil (aluminum oxide o silicon carbide) at tigas ng bono. Ang pangkalahatang tuntunin ay counterintuitive sa maraming bagong dating: ang mga matigas na materyales ay nangangailangan ng mas malambot na mga gulong na nakagapos , dahil ang mas malambot na bono ay naglalabas ng mapurol na abrasive na mga butil nang mas mabilis, na patuloy na naglalantad ng mga sariwang matutulis na butil sa halip na hayaan ang gulong na kumikinang at lumikha ng labis na init.
| materyal | Uri ng Nakasasakit | Katigasan ng Bond |
|---|---|---|
| Malambot na hindi ferrous (Al, Cu, brass) | Silicon carbide (SiC) | Matigas na bono |
| Banayad at mababang carbon na bakal | Aluminum oxide (Al2O3) | Katamtamang bono |
| Matigas na bakal, tool steel | Aluminum oxide (Al2O3) | Malambot na bono |
| Mga keramika, mga composite | Diamond o CBN | Resin o metal bond |
Para sa napakatigas o malutong na materyales gaya ng mga sintered carbide, ceramics, at electronic na bahagi, kailangan ang mga gulong ng brilyante o CBN (cubic boron nitride), dahil masyadong mabilis ang pagsusuot ng mga kumbensyonal na aluminum oxide o silicon carbide na gulong at nagdudulot ng sobrang init.
Bilis ng Pagputol, Rate ng Feed, at Ang Papel Nila sa Pagbuo ng init
Karamihan sa mga metallographic cutter ng laboratoryo ay nagpapatakbo ng mga bilis ng gulong sa hanay ng 1,500–5,000 RPM , na may pinakamainam na bilis depende sa diameter ng gulong at materyal. Ang mas malaking diameter ng gulong sa pangkalahatan ay nangangailangan ng mas mababang RPM upang mapanatili ang parehong peripheral cutting speed, na siyang parameter na aktwal na namamahala sa cutting action at heat generation.
- Binabawasan ng mas mataas na rate ng feed ang kabuuang oras ng pagputol ngunit pinapataas ang panganib ng localized na overheating at pagkasunog, lalo na sa mga materyal na sensitibo sa init.
- Ang mas mababang mga rate ng feed ay gumagawa ng mas malinis na hiwa na may mas kaunting pagpapapangit ngunit pahabain ang tagal ng pag-ikot at maaaring tumaas ang pagkasira ng gulong kung masyadong mabagal na nagiging sanhi ng glazing
- Ang awtomatikong kontrol ng feed, na available sa karamihan ng mga precision cutting machine, ay nagpapanatili ng patuloy na puwersa sa gulong anuman ang input ng operator — mahalaga para sa muling paggawa sa maraming sample
- Ang mga pulsed o oscillating cutting mode ay nagbabawas ng tuluy-tuloy na pag-ipon ng init para sa mga heat-sensitive na alloy, sa pamamagitan ng panandaliang pag-urong ng gulong sa pagitan upang payagan ang coolant na ma-flush ang cut zone
Mga Sistema sa Paghahatid ng Coolant at Bakit Mahalaga ang Rate ng Daloy na Gaya ng Uri ng Coolant
Ang coolant ay nagsisilbi ng dalawang layunin sa metallographic cutting: pag-alis ng init mula sa cut zone at pag-flush ng abrasive debris na kung hindi man ay makabara sa gulong at makakabawas sa cutting efficiency. Ang mga coolant na nalulusaw sa tubig na may mga corrosion inhibitor ay pamantayan para sa mga ferrous na materyales, habang ang mga espesyal na coolant ay ginagamit para sa mga materyal na sensitibo sa pagkakalantad sa tubig, tulad ng mga magnesium alloy, na maaaring tumugon sa mga likidong nakabatay sa tubig.
Ang rate ng daloy at pagpoposisyon ng nozzle ay madalas na minamaliit na mga kadahilanan. Ang isang coolant stream na hindi direktang nagta-target sa interface ng wheel-workpiece ay nagbibigay ng minimal na cooling benefit anuman ang kabuuang volume — karamihan sa mga precision cutter ay gumagamit ng dalawahang nozzle na nakaposisyon sa magkabilang gilid ng gulong upang matiyak ang saklaw sa buong hiwa, lalo na habang ang gulong ay umuusad nang mas malalim sa mas makapal na mga sample.
Sample Clamping at Fixturing para sa Pare-pareho, Paulit-ulit na Paghiwa
Ang hindi pare-parehong pag-clamping ay isang pangkaraniwan ngunit hindi napapansing pinagmumulan ng mga depekto sa pagputol. Ang isang sample na bahagyang lumilipat sa panahon ng pagputol ay maaaring magdulot ng pagpapalihis ng gulong, na humahantong sa isang kulot o anggulong ibabaw ng hiwa na nagpapalubha sa pag-mount at paggiling. Ang mga vise-style clamp na may adjustable jaw insert ay tumanggap ng mga hindi regular na hugis, habang ang V-block fixture ay mas gusto para sa mga cylindrical na sample tulad ng rod o tube cross-sections upang maiwasan ang pag-ikot sa ilalim ng cutting force.
Para sa maliliit o marupok na mga sample — manipis na sheet na metal, mga wire, o malutong na ceramics — ang mga pangalawang support fixture o sacrificial backing material ay kadalasang ginagamit upang maiwasan ang sample na pumutok o maitapon mula sa clamp habang lumalabas ang gulong sa hiwa. Ang maximum na kapasidad sa pagputol, na karaniwang tinutukoy bilang ang pinakamalaking sample diameter o cross-section na maaaring tanggapin ng isang makina, ay dapat suriin sa mga tipikal na laki ng sample dahil ang paglampas nito ay pumipilit ng maraming pagbawas sa muling pagpoposisyon na nagpapataas ng pagkakataon ng hindi pagkakapantay-pantay sa pagitan ng mga ibabaw ng hiwa.
