MIM零件的金相檢驗介紹與方法

 

發布日期：[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零件試樣規定所必要的操作程序。

(2)要檢驗的零件:

零件生坯一對于發現試樣的缺陷(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)的性質的信息。由于表面粗糙，不需要高的放大倍數。

預燒結的零件一倘若黏結劑很軟或脆弱，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到顆粒之間開始形成燒結頸。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燒結零件中的十分相同，而且，比較容易檢驗。

燒結的零件一燒結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，同時檢驗應在外表面或破碎截面上進行。倘若需要化學分析時，特別是半一定量分析時，則應像光學顯微鏡一樣制備試樣，和分析應在拋光的表面上進行。

2)光學金相檢驗

A.概述

由于大多數零件都有薄壁，因此，若不將試樣鑲嵌在適當的聚合物樹脂中，金相檢驗幾乎就無法進行。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，這決于黏結劑的性質與力學性能。否則，就應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計的樹脂。在聚合反應完成后，用高速圓盤鋸進行切割。

發現下列條件是有效的:

圓鋸片高強度鋼

直徑:63 mm

厚度:0.3 mm

齒數: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，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.預燒結的與燒結的零件制備

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，以防止由于過熱結構發生變化與損壞。

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，預燒結

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燒結試樣的浸透性，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。

倘若零件要用光學與電子顯微鏡二種方法進行檢驗，適于用導電性的樹脂(例如含有碳粉，銀粉或銅粉)。這種導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，可使用特制的穩定器。

c.研磨

為了消除掉切割造成的毛邊與結構變化，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。經驗對于確定應除掉多么厚會有一些幫助。在世界上研磨后，于低的放大倍數下檢驗表面，對于結果的鑒定，有時是有用的。也可一直研磨到試樣的特定區域或缺陷。

研磨是試樣制備的關鍵作業。研磨不正確，可能會導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