黃金制品的金相研究

王浩杰++楊佩

摘 要：金相技術(shù)是利用光學(xué)顯微鏡來(lái)研究和檢驗(yàn)金屬材料內(nèi)部組織成分的一種常見(jiàn)方式，金相檢測(cè)的原理是利用不同金屬在金相顯微鏡下的不同組織結(jié)構(gòu)，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)圖譜相比較，快速的定性檢測(cè)金屬組織。相對(duì)于黃金檢測(cè)的其它方法，它具有視場(chǎng)大、易于操作、成像方便、誤差因素小、準(zhǔn)確度高、速度快、檢驗(yàn)成本低等優(yōu)勢(shì)。黃金制品的金相制備歷來(lái)困難，純金金相制品的制備難度更大。該文希望通過(guò)對(duì)黃金制品進(jìn)行金相制樣研究，為黃金制品的快速檢驗(yàn)提供一定的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：黃金制品 金相 侵蝕

中圖分類(lèi)號(hào)：TG142 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（c）-0245-01

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)對(duì)黃金制品的批量快速檢驗(yàn)分析越來(lái)越重視，金相檢驗(yàn)作為一種快速檢驗(yàn)分析技術(shù)被逐步運(yùn)用，這就對(duì)黃金制品的金相制樣技術(shù)提出了更高的要求。而歷來(lái)金及其制品的金相制備難度很大，該文希望通過(guò)對(duì)黃金制品進(jìn)行金相制樣，為黃金制品的快速檢驗(yàn)提供一定的技術(shù)支持。

該文采用金相技術(shù)，利用金相檢測(cè)技術(shù)收集的直觀圖片數(shù)據(jù)，來(lái)確定合金的組織成分和性能間的關(guān)系。這種方法易于觀察、直接方便、成本相對(duì)低廉，可為深入研究黃金材料提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并為貴金屬檢測(cè)研究進(jìn)行積極的探索。

1 金相檢測(cè)技術(shù)

1.1 金相檢測(cè)的概念

金相檢測(cè)是運(yùn)用金相顯微鏡，對(duì)金屬材料的組織進(jìn)行低倍和高倍觀察研究的方法。低倍組織是用10倍以下放大鏡直接觀察金屬材料具有的各組成物的直觀形貌，高倍組織主要是指在光學(xué)金相顯微鏡下所觀察到的金屬材料內(nèi)部各組成物的直觀形貌。黃金制品的金相檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：低倍組織、夾雜物、晶粒大小、顯微組織、耐腐蝕性能等。

1.2 金相制備技術(shù)路線

黃金制品→取樣→鑲嵌機(jī)→磨拋機(jī)→試樣侵蝕→金相顯微鏡。

1.3 黃金金相試樣的取樣技術(shù)

金相取樣的部位要具有取樣意義，這樣制作的金相試樣才能反映真實(shí)樣品情況，獲得的金相圖片才能真實(shí)反映樣品的組織形態(tài)，這樣才能得到正確的判斷。黃金制品的取樣應(yīng)該根據(jù)其加工工藝來(lái)決定，比如火槍燒熔的原料就應(yīng)該取其雜質(zhì)元素容易富集的試樣區(qū)域。

黃金制品異常缺陷或失效分析取樣：截取異常缺陷的試樣，應(yīng)包括試樣缺陷組織在內(nèi)并包括缺陷組織周?chē)漠惓Ｐ螒B(tài)，比如試樣斷裂時(shí)的斷口橫向和縱向的形態(tài)，并且要觀察裂紋的深度，還應(yīng)該獲取裂紋附近夾雜物和周?chē)M織等異常情況。取樣時(shí)一定要保持缺陷及缺陷周?chē)恼鎸?shí)性。

試樣磨面面積最好小于400 mm2，高度10～20 mm為宜，方便持樣。

黃金試樣切割的工具：顯微切片機(jī)、剪刀、鋸、刨等截取工具，也可以用線切割法截取。不論用那種方法，不能使試樣變形也不能因過(guò)熱導(dǎo)致組織變化。對(duì)于高溫切割的試樣，熱影響的部分不應(yīng)再使用。

1.4 黃金金相試樣的鑲嵌

在金相制樣的過(guò)程中，對(duì)于直接磨拋有困難的試樣，可以進(jìn)行鑲嵌處理。這樣方便手持拿樣磨拋，大大提高工作效率。有的黃金首飾，比如戒指，經(jīng)過(guò)鑲嵌后方便手持磨拋。

鑲嵌方法：主要有樹(shù)脂鑲嵌法和熱壓法，對(duì)黃金制品來(lái)說(shuō)采用樹(shù)脂鑲嵌法比較好。

1.5 黃金金相試樣的磨拋

黃金金相試樣為了得到光亮的磨面，需要經(jīng)過(guò)切割、鑲嵌和磨拋。磨平、磨光、拋光3個(gè)步驟是磨拋過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)的3個(gè)步驟。

磨平指粗磨，黃金制品試樣截取后，應(yīng)該首先進(jìn)行粗磨，粗磨可以在磨拋機(jī)上進(jìn)行，也可以在砂帶機(jī)上進(jìn)行，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速為100 r/min，用100目砂紙磨研時(shí)間不能太長(zhǎng)，10s即可。磨料粒度的粗細(xì)和均勻程度，直接影響到黃金試樣表面粗糙度，操作時(shí)應(yīng)注意沖水冷卻，否則組織會(huì)變化。

磨光指細(xì)磨，黃金制品試樣經(jīng)粗磨后表面會(huì)留下加工變形層，并且表面粗糙度還遠(yuǎn)不能達(dá)到我們想要的效果，這時(shí)候需要使用更細(xì)的金相砂紙來(lái)磨制，使表面粗糙度進(jìn)一步減輕，為下一步拋光做準(zhǔn)備。金相砂紙的使用順序?qū)Ω咝У闹谱鹘鹣嘣嚇又陵P(guān)重要。使用磨拋機(jī)研磨時(shí)，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速為100 r/min，依次用400目、800目、1500目、2000目金相砂紙磨研，每道次磨研時(shí)間以10 s為宜，每更換一道砂紙，試樣的磨拋方向應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)90°，目的是使前一道的磨痕徹底去除，需要及時(shí)用水沖洗冷卻，防止磨面過(guò)熱。

拋光的效果是可以使黃金試樣的表面粗糙度進(jìn)一步降低，并消除表面變形層對(duì)金相觀察的影響，使磨面成為光滑鏡面。黃金制品試樣拋光使用250 mm真絲絨拋光布，使用粒度為2.5 μm的金剛石噴霧劑作為拋光劑并配合清水使用。磨盤(pán)轉(zhuǎn)速為100 r/min，拋光劑在拋光過(guò)程中逐步加入，以少量多次為原則，拋光時(shí)間約5～10 min，拋光到試樣表面僅留下少量細(xì)小劃痕為止，此過(guò)程中注意調(diào)整磨拋方向。然后更換新的250 mm真絲絨拋光布繼續(xù)拋光，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速調(diào)整為50 r/min，不使用拋光劑，在拋光過(guò)程中少量多次噴水于拋光布上，手持試樣，保持和拋光布輕微接觸，拋光約5～10 min，以在顯微鏡下僅看到少量細(xì)小劃痕為止。由于黃金試樣較軟，按壓試樣的力度應(yīng)保持適中不能過(guò)大。

1.6 黃金金相試樣的侵蝕

化學(xué)侵蝕法是顯示各種組織形態(tài)的常用方法，黃金制品試樣用王水侵蝕劑進(jìn)行試樣侵蝕，侵蝕時(shí)間約15 min。侵蝕過(guò)程中需要反復(fù)拿出試樣，用水沖洗后用吹風(fēng)機(jī)吹干，觀察試樣表面，以防過(guò)度侵蝕。

2 結(jié)論

采用該文所述金相制備方法獲得較清晰的黃金試樣金相組織，并可觀察到樣品中的異金屬夾雜，為今后進(jìn)一步做黃金制品的金相檢驗(yàn)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。此方法快捷、高效，可為檢測(cè)高純金首飾提供有力的技術(shù)支持。

該文總結(jié)了黃金制品金相制樣的步驟與方法，通過(guò)試驗(yàn)獲得了較清晰的金相組織照片，并觀察到了樣品中的異金屬夾雜。為黃金制品的快速檢驗(yàn)提供了一定的技術(shù)支持。

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