Способ изготовления шлифов для металло-гРАфичЕСКОгО АНАлизА Советский патент 1981 года по МПК G01N1/00 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЛИФОВ ДЛЯ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

1

Изобретение относится к металлографическому исследованию структуры металлов и сплавов, прошедших химико-термическую обработку с целью формирования на поверхности деталей диффузионных слоев с заданными физико-химическими свойствами. В частности изобретение относится к изготовлению микрошлифов для металлографического анализа образцов и деталей после цементации, нитроцементации, азотирования, борирования и других видов диффузионного насыщения сталей и сплавов.

Известен способ изготовления шлифов для металлографического анализа структуры диффузионного слоя, включающий монтирование образцов в при(;пособлении, шли- . фование и полирование. При этом при монтировании образцов в струбцинах материал струбцин выбирают преимущественно та-. КИМ же, что и исследуемый, закрепляют в струбцине один или несколько образцов, вставляя между ними тонкие мерные прокладки толщиной до 1 мм. .Шлифование и полирование металла образца и струбцин производят одновременно путем чередования направления шлифования на 45-90°

И последовательного уменьшения шлифзерна применяемой шлифовальной бумаги 1. Однако образцы, укрепленные в струбцине и залитые в обойму, подвергают шлифованию по всей поверхности или части ее, попавшей в плоскость шлифования, при этом одновременно шлифуется и материал струбцины и прокладок. Это увеличивает число повреждений шлифа абразивными частицами, выносимыми шлифом и струбциной из шкурки. Возрастает засаливание и износ абразивной бумаги, увеличивается трудоемкость.

Кроме того, из-за нахождения в плоскости полирования разнородных по твердости прочности и структуре материалов (даже если металл струбцины одинаков с металлом шлифа по твердости и прочности они не равны) происходит частичное «заваливание края шлифа абразивными частицами на границе диффузионного слоя с прокладкой или удерживающим его сплавом.

По той же причине растет число повреждений края шлифа и его частичное выкрашивание.

Эти недостатки приводят к повреждениям поверхностей шлифов, снижению чкстоты поверхностей, увеличению трудоемкости изготовления шлифов.

Цель изобретения - исключение повреждений поверхностей шлифов, повышение чистоты поверхности и снижение трудоемкости изготовления шлифов.

Указанная цель достигается тем, что при монтировании образцов в приспособлении их исследуемые поверхности располагают выше верхней плоскости приспособления, предварительное шлифование всех образцов осушествляют под.углом к опорной поверхности приспособления, окончательное шлифование и полирование осуществляют на части исследуемой поверхности, параллельно опорной поверхности приспособления.

Количество образцов, помешаемое в направляющие пазы приспособления, всегда больше трех, а их расположение таково, что они образуют плоскость опоры и обеспечивают устойчивость сборки при проведении шлифования и полирования даже при минимальном размере поверхности, подвергаемой полированию. Исследуемую плоскость шлифа располагают в приспособлении таким образом, что металл приспособления и прокладок между образцами не участвует в шлифовании и полировании. Предварительное шлифование образцов ведут по всей поверхности шлифов, но под углом к опорной поверхности приспособления оно позволяет провести последующее чистовое шлифование и полирование лишь на выбранной краевой части шлифов. Окончательное шлифование и полирование производят на выбранном участке параллельно опорной поверхности приспособления.

Это приводит к тому, что в окончательных операциях, определяющих класс чистоты поверхности и количество повреждений края шлифа абразивными частицами, участвует поверхность в раз меньшая, чем в известных способах. В- результате снижается число абразивных зерен, воздействующих на поверхность шлифа, исключается выкрашивание и скругление (заваливание по диффузионному слою, уменьшает ся засорение абразивных материалов продуктами мягкой прокладки, мягкого корпуса приспособления, режущая способность абразива сохраняется дольще, шлифование и полирование происходит быстрее, а чистота поверхности шлифа возрастает .на 1-2 класса. Как следствие более высокого качества изготовления шлифа, в зоне диффузионного слоя повышается точность определения глубины и точность измерения микротвердости слоя по его глубине.

Пример 1. Изготовляют микрошлифы для определения глубины азотированного слоя и его микротвердости из стали ВНС-25

после азотирования в диссоциированном аммиаке при t 5бО°С в течение 48 ч. Образцы укрепляют в приспособлении (например, струбцине) так, чтобы они были выше уровня поверхности приспособления на 10-20мм.

Шлифуют образцы в количестве 3 шт.,установив струбцину на магнитную плиту плоскошлифовального станка. Угол наклона плоскости шлифования к опорной плоскости струбцины равен 10°, глубина шлифования - 1,6 мм. Окончательное шлифование производят по плоскости параллельной опорной поверхности струбцины, снимая материал на глубину 0,3-0,4 мм. Образовавц1аяся плоскость шлифа занимает 20% общей площади поперечного сечения образца. Полирование проводят с применением талька по выбранной плоскости микрошлифа, путем установления приспособления зеркалом шлифа на притирочную плиту. После полирования чистота поверхности шлифа имеет II класс, риски и повреждения края шлифа, где обнаружен диффузионный слой глубиной 0,23-0,24 мм микротвердостью до 903 тс/мм2, практически отсутствуют.

Трудоемкость изготовления шлифов сос, тавляет 32 мин и в 1,4 раза меньше, чем при заливке образцов расплавом серы в обой ме и в 1,6 раза меньше, чем при укреплении в струбцине из листовой стали 40 X, с прокладками из латуни Л-62, когда шлифование и полирование проводится заподлицо

0 зеркалу шлифов, струбцины и прокладок. Чистота поверхности при использовании предлагаемого способа по сравнению с известным выше на 2 класса. Кроме того, исключен завал края диффузионного слоя. Пример 2. Шлифы для определения глубины и микротвердости на сталях Р6М5 и Р6М5К5 после газовой нитроцементации их при 560°С в течение 4 ч в продуктах пиролиза триэтаноламина с активизирующими добавками изготовляют по предлагаеQ мому способу и по известному с укреплением в струбцине заподлицо с плоскостью струбцины с установкой между образцами медных прокладок. При изготовлении по предлагаемому способу образцы укрепляют в направляющих пазах струбцины выше плоскости струбцины на 15 мм, затем предварительно шлифуют по всей поверхности излома под углом 15° к опорной плоскости струбцины со съемом 1,5-2 мм. Окончательное шлифование ведут параллельно опорной плоскости струбцины со съемом около 0,5 мм так, что образовывается горизонтальная плоскость шлифа равная 25-30% общей поверхности излома.

Полирование проводят с применением 5 алмазной пасты на чугунной плите. Аналогично полируют струбцину с образцами, с установленными заподлицо с плоскостью струбцин и прокладками. Класс чистоты

поверхности на 2 класса выше при обработке по предлагаемому способу, отсутствуют выкрашивания карбонитридов по краям шлифа. Время, затраченное на изготовление 3-х шлифов составляет 45 мин против 72 мин при изготовлении по известному способу.

Одновременно со снижением трудоемкости в 1,4-1,5,раза в зависимости от обрабатываемого материала происходит повышение класса чистоты на 1-2 класса и облегчение замеров микротвердости слоя, обеспечивается многократное использование приспособления (струбцины), так как материал приспособления не участвует в шлифовании и, следовательно, не изнашивается.

Все это позволяет обеспечить сушественный экономический эффект, складываюшийся из экономии абразивных материалов, экономии металла на приспособлениях, экономии трудоемкости шлифования и полирования.

Формула изобретения Способ изготовления шлифов для метал лографического анализа, включаюший монтирование образцов в приспособлении, предварительное и окончательное шлифование и полирование, отличающийся ем, что, с целью исключения повреждений поверхностей шлифов, повышения чистоты поверхности и снижения трудоемкости изготовления шлифов, при монтировании образцов в приспособлении их исследуемые поверхности располагают выше верхней плоскости приспособления, предварительное шлифование всех образцов осушествляют под углом к опорной поверхности приспособления, окончатель ное шлифование и полирование осуществляют на части исследуемой поверхности, параллельно опорной поверхности приспособления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мельник П. И. Технология диффузионных покрытий. Киев, 1978, с. 120.