Page 81 - 理化检验-物理分册2023年第十二期

陈玉龙, 等: 电子背散射衍射制样用振动抛光装置的设计及应用

蚀不锈钢。夹持座由市售光轴固定环和手拧螺母黏 需要, 采用多个叠加来实现。试样夹具外观如图2所

结而成, 其内径为25mm , 外径为40mm , 可夹持直径 示, 夹具的安装方法为: 将试样放置在托板的凹槽中,
为10~20mm 的试样。配重块为市售手拧滚花螺 再将夹持座盖至试样上, 旋转夹持座上的试样锁定顶

母, 直径为40mm , 厚度为8mm , 中间有 M8通孔螺 丝, 将试样固定在夹持座上; 再将配重块放置在夹持

纹。配重块单个质量约为80 g 可根据抛光总配重的 座上, 通过螺柱将其固定在夹持座上。
,

图2 试样夹具外观
1.3 抛光装置使用方法 铝合金试样直径为20mm , 长度为15mm 。不锈钢

在振动抛光前, 根据夹具的大小对试样进行切 试样尺寸( 长×宽×高) 为10mm×5mm×3mm ,
割或镶嵌, 并按照常规金相检验的方法进行预磨和 采用酚醛树脂镶嵌。使用粒度分别为 180 , 400 ,

机械抛光。在振动抛光时, 首先根据试样的性质确 800 , 1200 , 1500 , 2000 目的 SiC 砂纸依次对两种

定配重以及抛光布和抛光液的种类。配重与材料的 试样表面进行粗磨, 再采用粒度分别为 3.5 μ m 和

硬度相关, 一般来说, 硬度越大, 配重越大。抛光布 1 μ m 的金刚石喷雾抛光剂在机械抛光机上对试样
尽量选用耐磨、 柔软和具有良好吸附性能的材料。 进行精抛。最后采用该装置进行振动抛光, 振动抛
尽量选用磨粒较小的悬浮液, 磨粒越小, 效果越好, 光的参数如表3所示。抛光布为带背胶的国产高分

但相应的抛光时间也越长。将机械抛光后的试样进 子合成革。抛光液是粒径为 40nm 的硅溶胶, H
p
行装夹, 而后采用螺柱将抛光盘固定在可动框架上; 为9.5 。将试样按照图2进行装夹, 铝合金和不锈钢
将选用的抛光布中间冲出比挡圈稍大的孔, 去除背 的配重块分别为3块和4块。频率模式为半波, 振
胶离型纸后将其黏贴在抛光盘上, 将装夹后的试样 幅调整至试样移动速率最大且无跳跃, 两种材料的

放入抛光盘中, 倒入抛光液, 抛光液至少没过试样抛 总抛光时间都为4h 。

光面3mm 。将控制器接入市电, 选择频率模式为 表1 试验用2024铝合金的化学成分分析结果 %
半波或全波。打开开关后, 逐步调整控制器电压旋 质量分数
项目
钮, 调整试样的振动幅度, 直至试样在抛光盘内绕圆 Cu M g Mn Zn Fe Si Cr Ti Al
周运动速率最大且无跳跃, 开始记录抛光时间。在 3.8~ 1.2~ 0.3~
实测值 0.3 0.10 0.13 0.04 0.06 余量
抛光至设定时间后, 取出试样, 将其表面用去离子水 4.9 1.8 0.9
快速冲洗干净, 并用电吹风干燥后进行 EBSD 测试。
表2 试验用2205双相不锈钢的化学成分分析结果 %
抛光完成后, 去除抛光布, 拆卸抛光盘并使用大量清
质量分数
水清洗, 以免抛光液残留形成结块。 项目
C Mn Si Mo Cr Ni N S P Fe
2 装置使用效果 实测值 0.16 0.82 0.36 3.1222.485.46 0.160.0010.024 余量

2.1 试验材料和方法 采 用 Su p ra55 型 场 发 射 扫 描 电 子 显 微 镜
为了验证自制设备的使用效果, 选取软质的挤 ( SEM ) 观察抛光后试样的表面形貌, 加速电压为

出态2024铝合金棒以及经固溶退火后的 3D 打印 15kV 。采用 Su p ra55 型扫描电镜配备的 Nordl y s
2205双相不锈钢进行振动抛光试验。 2024铝合金 Max型 EBSD 系统对试样进行 EBSD 分析, 加速电

和2205双相不锈钢的化学成分分别如表1 , 2所示。 压为20kV , 工作距离为 13mm , 试样倾斜角度为
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