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划片切割机对金属透射电镜样品的切取

作者:沈阳科晶日期:2019-01-15

金属透射电镜样品要求:金属透射电镜样品要求两面磨,且金属表面呈无规则的划痕,最终样品直径应为φ3㎜、厚30~50μm的金属小圆片。因此,在切取试样时我们将样品切割的尽可能薄,但是当金属切割的过薄时会发生卷曲现象,因此我们将金属切割成不卷曲的一定厚度的薄片,然后用研磨的方式将试样减薄到要求的厚度,切割的越薄,磨削试样所用的时间越短。因此切割也是制样过程中十分重要的一步。切割金属常用的方法是电火花切割,但电火花线切割方法切割后的样品表面有一层氧化皮,且不同的金属氧化皮的厚度有所不同,因此,在磨削的过程中样品必须进行双面研磨,把氧化皮去掉,再研磨到所要求的厚度。而选用沈阳科晶自动化设备有限公司制造的SYJ-400 CNC划片切割机对样品进行切割,切割后的样品表面无氧化层和应力产生,且切割面光滑只需进行简单处理即可,无需进行精细的研磨操作。

  实验材料:一种带螺纹的经过疲劳断裂试验的高硬度高强度的高温合金,从图片可见,螺纹的直径为11㎜。

图1 样品的形貌和直径  

  实验设备:沈阳科晶自动化设备有限公司制造的SYJ-400 CNC划片切割机和MTI-3040加热平台

 

(a)SYJ-400 CNC划片切割机        (b)MTI-3040加热平台

图2实验所使用设备图

  实验目的:将螺纹样品在距断口5㎜的位置切取薄片状透射电镜样品。

  实验过程:将载物块、树脂陶瓷垫块、螺纹试样一并放在MTI-3040加热平台上进行预热,待载物块和树脂陶瓷垫块的温度达到可以使石蜡熔化后,将石蜡涂抹在载物块和树脂陶瓷垫块上。由于螺纹是圆形,无法直接放置平稳,因此需要用两个小垫块将试样固定住。预热试样的过程及粘贴好的试样如图3所示:

图3 试样预热的过程及粘贴好的试样的图片

将粘贴好的试样安装在SYJ-400 CNC划片切割机的样品台上,安装完成的试样如图4所示:设置速度进行切割。由于螺纹状样品直径较小,切割时要求切薄片,因此X轴可不参加切割控制,将X轴拆下即可。切割所用的锯片我们选择适合切割金属的SiC锯片对样品进行切割,锯片厚度0。42㎜。切割时应注意所设置的切割厚度应是试样的厚度与锯片厚度之和,这是因为锯片对样品进行切割时会磨损一定量的样品,并会产生一定的抖动摩擦。切割过程中要用水对试样进行冷却,防止锯片磨削试样产生过多热量使试样和锯片表面温度升高,导致锯片严重磨损,试样表面产生热应力。

   

图4 安装完试样的设备图片及所用锯片图片

  切割时分别切割两种不同的厚度:

(1)300μm厚的样品    切割速度VZ=2㎜/min,Y轴运行速度默认VY=20㎜/min

(2)200μm厚的样品    切割速度VZ=3㎜/min,Y轴运行速度默认VY=20㎜/min

切割后的样品如图5所示,切割下圆片直径为7㎜,切割厚度在±25μm的公差范围内属于正常尺寸范围。因为切割过程中由于锯片和试样接触时会产生一定的摩擦力,锯片会发生一定的抖动。由图5 可见,设置厚度为300μm的试样片切割下来的三片的厚度分别为320μm、300μm、280μm均在正常切割尺寸范围内。设置厚度为200μm的试样片,Z轴切割速度提升到3㎜/min,切割下来的三片的厚度分别为240μm、195μm、215μm均在正常切割尺寸范围内。从两组试样片的厚度差范围可知,在切割同种样品时切割速度越慢,切割精度越高。切割完的样品表面无热灼伤且平整光滑,在制作透射试样时可只对一侧表面进行磨削减薄。

  结论:

1、SYJ-400 CNC划片切割机切割面光滑,表面无热灼伤。

2、当切割同种样品时,切割速度越慢,切割精度越高。

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该资讯的关键词为:切割机 

 

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