1、鈦合金打磨與拋光難點(diǎn)

鈦及鈦合金的金相樣品制備比鋼更困難，其磨光和拋光效率低，過(guò)度劇烈的切割和磨光過(guò)程都會(huì)在α相中產(chǎn)生形變孿晶，產(chǎn)生形變孿晶以后，鈦的微觀結(jié)構(gòu)分析會(huì)受干擾。

純鈦采用冷鑲嵌比熱壓力鑲嵌更為適合，熱壓力鑲嵌可能改變純鈦中氫元素的含量和分布。純鈦在樣品制備過(guò)程中想要去除劃痕和塑性流變非常困難。

2、鈦及鈦合金金相特征介紹

鈦及鈦合金商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有50余年的歷史，其具有低密度、優(yōu)異的強(qiáng)度與重量比、良好的耐腐蝕性和高的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是鈦及鈦合金的生產(chǎn)成本非常昂貴。

鈦和鐵一樣具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，像鋼一樣，鈦也可以進(jìn)行熱處理，而合金元素對(duì)低溫的α相和高溫的β相的穩(wěn)定性都有一定的影響作用。

在常溫下，鈦及鈦合金其穩(wěn)定相以含合金α、α-β和β相存在，另外兩種相是：近α和近β相。

3、鈦合金拋光技術(shù)的發(fā)展

在早期的機(jī)械拋光工藝相當(dāng)耗時(shí)，而且?guī)缀跛械臋C(jī)械拋光方法在最后一步或最后兩步拋光過(guò)程中使用含有侵蝕劑的拋光液。

電解拋光的方法往往能夠得到較好的拋光表面，但是在電解拋光過(guò)程中電解液存在著一定得危險(xiǎn)，這些電解液也具有一些化學(xué)拋光的作用。

二十世紀(jì)70年代和80年代，鈦及鈦合金的機(jī)械拋光方法仍舊延續(xù)著老的拋光方法，Springer和Ahmed在1984年首次發(fā)表了關(guān)于鈦及鈦合金的拋光方法文章。

這就是三步的樣品拋光方法，假設(shè)使用320grit砂紙來(lái)完成樣品的磨平工序，但是情況可能不一定總是這樣。如果樣品切割時(shí)使用的是超薄的切割片或者是粘接強(qiáng)度合適的砂輪切割片，其切割表面平整且其損傷層最小，這時(shí)可以使用320grit砂紙來(lái)完成樣品的磨平工序。如果切割后的表面粗糙且損傷層較大。例如：使用帶鋸切割就可能產(chǎn)生這樣的結(jié)果，此時(shí)就必須使用顆粒更粗的砂紙和花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)去除損傷層。

4、Springer和Ahmed鈦合金三步拋光技術(shù)

1）磨平，使用320grit砂紙水冷，磨制2~3分鐘，去除切割產(chǎn)生的損傷層，并使樣品表面平坦。使用320gritSiC砂紙，水冷，轉(zhuǎn)速240RPM，同向轉(zhuǎn)動(dòng)*，壓力：27N（6lbs）/每個(gè)樣品，直到樣品磨平為止。

注：去除切割損傷層是打磨的基礎(chǔ)任務(wù)，如果去除不凈，直接后果是觀察到的現(xiàn)象可能為假象。

2）粗拋光，把9μm的metaDI?金剛石拋光膏預(yù)先涂抹在帶孔的TEXMET?拋光布上，使用蒸餾水做為冷卻潤(rùn)滑劑，拋光10~15分鐘。粗拋光過(guò)程：9μmmetaDI金剛石拋光液+metaDI拋光潤(rùn)滑劑，使用ULTRA-PAD?拋光表面，轉(zhuǎn)速120RPM,反向轉(zhuǎn)動(dòng)**，壓力：27N（6lbs）/每個(gè)樣品，時(shí)間10min。

3）最終拋光，使用MICROCLOTH?或者M(jìn)ASTERTEX?拋光布，添加MASTERMET?二氧化硅懸浮拋光液，拋光10~15分鐘。最終拋光過(guò)程：在MICROCLOTH拋光表面上，使用MASTERMET二氧化硅拋光液，轉(zhuǎn)速120RPM,反向轉(zhuǎn)動(dòng)，壓力：27N（6lbs）/每個(gè)樣品，時(shí)間10min。

注：在拋光過(guò)程中，樣品需要定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，大多數(shù)金屬合金中存在硬質(zhì)相，如果不轉(zhuǎn)動(dòng)方向，拋光的樣品在硬質(zhì)相上會(huì)有黑色的“長(zhǎng)尾巴”，影響金相質(zhì)量，解決“長(zhǎng)尾巴”問(wèn)題的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)動(dòng)樣品的方向。每次可以轉(zhuǎn)90度或180度。

5、Müller鈦合金三步拋光技術(shù)

1）P500砂紙水冷卻，轉(zhuǎn)速300rpm、每個(gè)樣品上的壓力16.7N（3.75lb）、制備時(shí)間所有樣品磨平為止。

2）P1200砂紙水冷卻，轉(zhuǎn)速300RPM、每個(gè)樣品上的壓力16.7N（3.75lb）、制備時(shí)間30S。

注：具體時(shí)間依據(jù)個(gè)人拋光情況定，時(shí)間參數(shù)只是一個(gè)參考，通常拋光會(huì)采用手工拋光，沒(méi)有這樣先進(jìn)的設(shè)備，所以參數(shù)會(huì)有所不同。

3）使用人工合成無(wú)絨毛拋光布+含有化學(xué)腐蝕劑的二氧化硅懸浮拋光液，拋光機(jī)轉(zhuǎn)速150RPM，拋光時(shí)間：每個(gè)樣品上壓力33N（7.5lb）10分鐘，每個(gè)樣品上壓力16.7N（3.75lb）2分鐘，每個(gè)樣品上壓力8N（2lb）1分鐘。

4）拋光劑成分：260mlSiO2+40mlH2O2(濃度30%),1mlHNO3+0.5mLHF。FEPA標(biāo)準(zhǔn)的P500和P1200砂紙粒度，分別對(duì)應(yīng)ANSI/CAMI標(biāo)準(zhǔn)320/360和600grit砂紙。

6、手工拋光與機(jī)器拋光的區(qū)別

1）手工拋光需要經(jīng)驗(yàn)，手上的力度，時(shí)間，轉(zhuǎn)速均需要經(jīng)驗(yàn)長(zhǎng)期工作才能掌握這些關(guān)鍵參數(shù)，而機(jī)拋光只需要設(shè)定好參數(shù)即可。對(duì)于新手來(lái)說(shuō)，經(jīng)常心浮氣躁，存在拋光不足或拋過(guò)頭等問(wèn)題。

2）機(jī)器拋光和手工拋光原理一致。國(guó)內(nèi)大部分金相工作仍以手工拋光為主，手工拋光需要金相工作人員具有較大的耐心，拋過(guò)頭需要重復(fù)拋，但只要有耐心，多多嘗試和總結(jié)，也能獲得良好的金相拋光效果，因而需要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，付出汗水終會(huì)有收獲。