[發明專利]一種金屬材料磨損斷面樣品的制備方法

有效

• 申請號: 201610104034.4
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105738173B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 商劍;張越;趙作福
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

本發明公開了一種金屬材料磨損斷面樣品的制備方法，包括以下步驟：將鍍鎳液升溫到50～80℃，將試樣置于鍍液中，攪拌鍍液30～50min，獲得0.5～2mm鍍鎳保護層；磨損試樣沿垂直于摩擦面、平行于滑動方向切割成兩部分，將兩部分樣品疊放，磨損區相接觸并保證兩斷面相互平行且處于同一側；將疊放試樣放入鑲嵌模具，經固定后，向兩磨損面的間隙內澆注金屬導電漿液，常溫冷卻；試樣進行砂紙打磨、拋光并測出樣品表面粗糙度R_a，并計算試樣的標準粗糙度當時試樣表面粗糙度達到測試要求，進行腐蝕處理。本發明具有金屬導電液代替鑲嵌樹脂，保證固化效果的同時，更利于磨損斷面深度、形貌等特性的電鏡表征，并使制備工藝近一步簡化的優點。

技術領域

本發明涉及一種金屬材料磨損斷面樣品的制備方法，更具體地說，適用于電鏡的金屬材料磨損斷面樣品的制備方法。

背景技術

金屬材料磨損后，需要對其的磨損表面和亞表面(垂直于磨損面的斷面)進行表征，由于亞表面不同深度呈現不同的組織、形貌及性能，對表征材料磨損程度和揭示其摩擦磨損機制有很大幫助，從而為摩擦材料的設計及應用提供參考。

制備良好的磨損斷面樣品，在金屬材料摩擦磨損研究中有十分重要的作用。其制備方法如下：(1)樣品清洗：將樣品進行超聲清洗；(2)切割：磨損試樣沿垂直于摩擦面、平行于滑動方向將樣品切割成兩部分；(3)涂抹固化膠：將磨損區涂抹金屬固化膠后，將兩個磨損面對應粘牢形成一個樣品；(4)鑲嵌固化：樣品放入鑲嵌模，按配比量取樹脂和固化劑，同時添加一定量的導電鎳粉常溫下固化20-40后制得斷面樣品；(5)樣品磨拋處理：斷面樣品進行砂紙打磨、拋光及腐蝕處理。目前制備方法中具有如下問題：1、制備方法較復雜，涂抹固化膠和鑲嵌固化的作用僅僅為便于后續的樣品拋光處理中易于把持，并且鑲嵌樹脂中加入鎳粉雖易于導電，但易于造成電荷堆積從而影響表征質量；2、但由于缺少足夠的磨損區保護，試樣的機械損傷較大，容易在制備過程中引入變形；同時由于樣品表面缺乏保護，鑲嵌的結果是邊緣效果拋光不理想，難于觀察清晰；3、在樣品打磨和拋光過程中，往往根據肉眼的觀察和經驗來判斷試樣是否符合要求，在缺乏經驗的情況下往往制備的試樣達不到要求，而需要再返回實驗室進行打磨拋光，往往浪費大量 的時間和精力，總體來說，現有技術的制備方法中機械研磨和拋光處理質量較低，組織及形貌表征效果差，對樣品有損傷。現有技術中使用儀器設備和工具來測量表面粗糙度，需要把樣本從加工環境拿出，非常的不方便費時費力。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種金屬材料磨損斷面樣品的制備方法，用金屬導電液代替鑲嵌樹脂，保證固化效果的同時，便于觀察樣品的磨損區，更利于研究磨損斷面的深度、形貌的特性，并使制備工藝近一步簡化。

本發明還有一個目的通過經驗總結公式計算表面粗糙度，用來判斷打磨和拋光過程是否能夠達到試樣檢測要求，節省時間提高制樣效率。

本發明還有一個目的，對磨損區表面進行化學鍍處理，防止在制備過程中發生形變，增強對樣品的保護。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種金屬材料磨損斷面樣品的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將鍍鎳液升溫到50～80℃，將試樣置于鍍液中，攪拌鍍液30～50min，獲得0.5～2mm鍍鎳保護層；

步驟2：磨損試樣沿垂直于摩擦面、平行于滑動方向切割成兩部分，將兩部分樣品疊放，磨損區相接觸并保證兩斷面相互平行且處于同一側；

步驟3：將疊放試樣放入鑲嵌模具，經固定后，向兩磨損面的間隙內澆注金屬導電漿液，常溫冷卻；

步驟4：試樣進行砂紙打磨、拋光并測出樣品表面粗糙度R_a，并計算試樣的標準粗糙度