淺談鑄造鋁合金金相制備及技巧

史曉龍，吳盼盼

（寶雞法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 722409）

引言

鋁合金以其密度小、強度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、耐蝕性好、易加工等優(yōu)勢性能現(xiàn)已在很多領(lǐng)域代替鑄鐵等材料被廣泛應(yīng)用。而鑄造鋁合金是目前比較常見大量被利用的鋁合金之一。因此，鑄造鋁合金的組織檢驗是鑄件質(zhì)量控制的最基本最快速最有效方法。為保證清晰的視場和真實的組織形貌，在鑄造鋁合金鑄件組織檢驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)鑄造鋁合金金相制備與其他材料有許多不同之處。本文總結(jié)了筆者多年手工制備鑄造鋁合金金相試樣過程經(jīng)驗和制備時的一些小技巧。

1 切割取樣

一般按檢測需求和檢測標(biāo)準(zhǔn)（GB/T132298-1991《金屬顯微組織檢驗方法》）規(guī)定選取和制備試樣。由于鋁合金質(zhì)地較軟，不易使用砂輪切割機切割試樣。一般采用機械方法或手鋸切割。這樣可以人為控制速度并輔助以水冷冷卻，進而保證試樣不變形不受熱導(dǎo)致組織發(fā)生變化。為了制樣速度而使用砂輪切割機切割試樣時一定要及時冷卻，切割速度要慢。最好在切割后用車床將受檢面車去2-3mm，消除擾亂金屬層或應(yīng)受熱產(chǎn)生的變形層，燒傷層。

2 磨光

磨光是試樣制備最重要的步驟。主要是使試樣組織損傷層減少到最低程度甚至毫無損傷[1]。我們實際生產(chǎn)中一般選用 60#、120#、200#三個型號金相砂紙由粗到細(xì)逐級磨制。由于鋁合金材質(zhì)軟，磨光時不宜用力過大，研磨時間不宜過長。試樣應(yīng)沿轉(zhuǎn)盤徑向往復(fù)移動，直至被磨面只有一個方向劃痕后更換下一型號砂紙。更換砂紙后再磨時劃痕方向與上次要有較大的夾角，最好成90度垂直，不可與上道劃痕重合。要及時更換新砂紙，防止砂紙過舊產(chǎn)生金屬變形層。因為鋁合金熔點結(jié)晶點低，導(dǎo)熱快，磨制過程中要不斷冷卻試樣，避免組織受熱發(fā)生變化。

3 拋光

拋光的目的是消除試樣磨面細(xì)微的磨痕并去除變形擾亂層，提高光反射性，改善組織分辨率[1]。鑄造鋁合金我們選用絲絨拋光織物和5微米金剛石噴霧拋光劑效果較好。這里要注意的是拋光織物七八成新最好，新布由于絨毛太長會產(chǎn)生劃痕和表面“霧層”。我們發(fā)現(xiàn)新布如先拋光灰鑄鐵等一些硬材料，等舊后再拋光鋁合金效果很好，當(dāng)然也可人為做舊。拋光劑的滴入遵循“量少次數(shù)多，中心向外擴”原則[2]。拋光劑不易太多，拋光力不易太大，時間不易過長。拋光過程要注意絨布保持合適的濕度，及時噴灑蒸餾水冷卻和潤滑。

4 浸蝕

浸蝕劑為濃度約0.4%氫氟酸水溶液[3]。將拋好試樣浸入浸蝕液，時間大約 10s，再用清水或酒精清洗，濾紙吸后吹風(fēng)吹干即可。這里要說明的是只要吹干及時，清水完全能夠滿足檢測要求，從節(jié)約成本角度筆者認(rèn)為沒有必要選用酒精。浸蝕時間可長不可短，但也不能太長。浸蝕完成后要及時觀察拍照，防止試樣污染。

5 結(jié)語

隨者科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料結(jié)構(gòu)組織的檢測方法越來越多。但金相檢測任是目前最為普遍的方法。傳統(tǒng)的手工金相試樣制備方法依然不可或缺。試樣制備根據(jù)材料，實驗條件等的不同也各有所異。上面便是筆者對鑄造鋁合金金相手工制作過程的一些總結(jié)，希望對初學(xué)者有所幫助，也愿意與大家分享共同交流。