CN110567769B - 一种热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法 - Google Patents
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Abstract
一种热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，属于镀锌板金相制样方法技术领域，用于制作镀锌板截面观察金相制样。其技术方案是：将待测试样采用线切割进行制样，试样表面的油脂用常温去离子水洗净；将线切割后的试样进行镶嵌机镶嵌；将镶嵌好的试样依次在600目、800目、2000目、5000目、10000目的砂纸上直接磨样；将10000目砂纸打磨后的金相试样放在平绒抛光布上进行磨样；进行各种磨样时力度务必均匀，防止镀锌被磨掉。本发明可以节省大量的制样时间，大幅度地提高试样的制样效率，并且试样的铁铝合金相划痕极少，镀锌与基体交界处更加清晰，对于镀锌、腐蚀技术人员研究铁铝合金相具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于工业化生产热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，属于镀锌板金相制样方法技术领域。
背景技术
在不破坏镀锌板表面的情况下，镀锌板的耐蚀性首先依靠镀锌板表面的防锈油、钝化膜，当这两层保护层失去保护能力后，锌层及锌铁合金相抵抗外界的腐蚀就显得尤为重要。另外有的汽车和家电厂家在进行汽车板认证时要求钢板不涂油，使试样表面锌层划破后进行腐蚀试验。合金化热镀锌镀层具有优良的耐蚀性能，而合金化镀层在锌层与铁基之间如何分布，如何观察到合金相显得尤为重要。
本发明的工业生产意思是：产线生产速度较快，铁铝合金相非常薄。实验室中可以对镀锌工艺进行控制，控制铁铝合金相的厚度。热镀锌意思是：不同于电镀锌产品，热镀锌中铁铝合金相形成时间非常短，导致铁铝合金相非常薄。铁铝合金相：铁铝合金相非常薄，这种工业产生热镀锌的铁铝合金相通常只有1微米左右。制样方式与传统方式大大不同，要求制样过程非常精细。
合金化热镀锌产品耐蚀性的一个重要因素表现在铁铝合金相的分布是否均匀、致密。铁铝合金相根据钢厂的生产工艺不同，其合金相的厚度也不尽相同。电镀锌的合金相厚度比较厚，约几十微米，比较容易在金相下观察到。而热浸镀锌板在钢厂连续化生产中的速度是很快的，导致铁铝合金相非常薄，约1微米或者更薄，这对金相制样的要求非常高，必须保证铁铝合金相在制样后几乎没有任何划痕，才能保证铁铝合金相经侵蚀液侵蚀后的金相完整的显示出来。
目前传统的制样方式为：剪板机剪切试样-金相镶样-砂轮打磨试样截面-砂纸打磨截面-使用抛光机对金相试样进行抛光，在抛光过程中加入抛光剂，甚至在抛光过程中加自来水，抛光后的试样用酒精清洗金相试样截面残留的杂质。采用此种流程会导致锌层的大面积脱落，且一些锌层会遭到酒精、水的腐蚀。并且难度最大是在磨样过程中铁铝交界处极易产生缝隙，使得铁铝合金相的观察严重受到阻碍。
一些国内外权威专家提出，剪板机剪切之后的试样截面需要磨掉2mm，目的在于消除剪切对金相试样造成的剪切应变带，并且要求磨样时不借助其它工具，试样与砂纸垂直，磨样速度不要太快，建议不同试样交替磨，这样做的所有目的在于保证铁铝合金相不被氧化和损伤。经过实际操作，按此方法磨掉2mm试样大约需要耗时8个多小时，这对金相制样人员来说非常耗时、耗力的，不能满足生产快速发展的需要，亟待加以改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，这种高效制样方法与现有的制样方法比较，可以节省大量的制样时间，大幅度地提高试样的制样效率，并且试样的铁铝合金相划痕极少，镀锌与基体交界处更加清晰，对于镀锌、腐蚀技术人员研究铁铝合金相具有重要的意义。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，它包括以下步骤：
将待测试样采用线切割进行制样，随后将线切割后试样表面的油脂用常温去离子水洗净；
将线切割后的试样自然垂直地放置于镶嵌机的镶嵌柱上，并在试样周围放上镶嵌料，随后进行镶嵌机镶嵌；
将镶嵌好的试样依次在600目、800目、2000目、5000目、10000目的砂纸上直接磨样，每更换一次砂纸目数时，均需将上一目数砂纸打磨试样截面留存的痕迹去掉，截面痕迹的观察需在金相显微镜下进行；
在平绒抛光布上喷涂抛光剂，抛光剂需采用油基抛光剂，抛光剂主要成分为金刚砂，金刚砂颗粒直径为0.5微米，然后将10000目砂纸打磨后的金相试样放在平绒抛光布上进行磨样；
进行各步骤磨样时的力度务必均匀，试样垂直于平面，防止镀锌被磨掉；
制样过程中试样不要接触水、酒精以及其它含氢离子或氧化性的物质；
将平绒布磨完的试样在金相显微镜下进行初步观察，首先选择金相显微镜的放大倍数为200倍，观察锌层与基体结合紧密，然后在500倍下观察接近基体的铁铝合金相有没有划痕，如果锌层与基体结合紧密，且铁铝合金相没有任何划痕，则证明试样制备成功，然后将试样进行化学药剂侵蚀；
以上所有磨样操作均为手工磨样，勿用机器磨样，操作过程顺序需严格遵守，不能调换。
上述热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，所述步骤（1）中的试样尺寸大小为20mm×20mm，在用常温去离子水洗净后用超声波超声3分钟。
上述热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，所述步骤（3）中，试样依次在不同目数砂纸上进行磨样，打磨时砂纸所放平面没有任何杂质颗粒，试样在每一张砂纸磨完之后，不要在该张砂纸磨完的地方再次磨样，每一目砂纸使用3张，然后进行金相观察，如已去掉上一目砂纸试样截面所存在的痕迹，则进行下一目砂纸磨样，否则继续进行该目数砂纸磨样。根据经验，一般使用3张砂纸即可去掉上一目砂纸所存在的痕迹，一般磨完1张砂纸用时1分钟。
上述热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，所述步骤（4）中，金刚砂的溶剂需为非极性有机溶剂且不含羟基、羧基。
本发明的有益效果是：
本发明与现有的制样方法比较，具有方法简单、程序少、节省时间的优点，采用本方法进行制样，只需15分钟就能完成，可以节省大量的制样时间，大幅度地提高了试样的制样效率。
本发明制作的试样铁铝合金相几乎没有任何划痕，镀锌与基体交界处更加清晰，能够保证铁铝合金相完整的显示出来。
本发明无需购买大型仪器，试样制作费用低廉，可以节省大量外委试验费用，显著降低了生产成本。
本发明是镀锌板截面观察金相制样方法的首创，对于镀锌、腐蚀技术人员研究铁铝合金相具有重要的意义，值得在行业内推广应用。
附图说明
图1—5是本发明的制样方法制作的镀锌板截面观察金相制样示意图。
具体实施方式
本发明的突出特点表现在以下几个方面：
（1）将待测试样采用线切割进行制样。如果采用剪板机会对试样的剪切截面产生剪切应变带，因此需要将试样小心磨掉2mm截面，磨样过程中还需避免试样截面发热，这样非常耗时，非常影响工作效率差；如果采用激光切割或者其它高温切割，会使试样镀层截面铁铝合金相发生变化。
（2）将镶嵌好的试样依次在600目、800目、2000目、5000目、10000目的砂纸上直接磨样。最高目数砂纸的选择，由于热镀锌铁铝合金相大约只有1微米，从截面去观察非常薄，因此选择最高砂纸目数也很有讲究。一般金相制样工程师最高使用到800目，很少人会想到如此高的目数。
（3）在平绒抛光布上喷涂抛光剂。抛光剂主要成分为金刚砂，金刚砂颗粒直径为0.5微米，平绒布的选择更加重要，平绒布的选择会使磨出来的试样截面更加光亮平滑，尤其是1微米的铁铝合金相，即使用10000目的砂纸磨完之后，1微米的铁铝合金相的还是有划痕，如果有划痕，采用侵蚀剂进行侵蚀，那么侵蚀出来之后的铁铝合金相面貌很差，侵蚀之后的铁铝合金相还是会有划痕。现在所有的操作都是在10-6 mm级别进行的操作，各方面都要求非常精细。
（4）进行不同步骤磨样时力度务必均匀，试样垂直于平面，力度较大，防止镀锌被磨掉。这是磨样过程中非常需要注意到的，传统金相制样，力度及手法没有任何要求，这会导致锌层极易脱落，尤其是1微米的铁铝合金相更是容易脱落或者锌层与铁基体就是直接出现了一道缝隙，即手法、力度不对导致锌层从铁基体上脱落，这在金相制样过程中非常容易遇到，因此采用垂直+较大力度可以非常好的控制这一点，避免铁铝合金相磨掉。
（5）制样过程中不要接触水、酒精以及其它含氢离子或氧化性的物质——铁铝合金相只有1微米，离子浓度非常微弱的氢基本都能将铁铝合金相进行腐蚀，因此整个磨样过程中不使用任何抛光剂。即使是在平绒抛光布磨样使用的抛光剂，也是用的油溶性的金刚石抛光剂。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
从某钢厂新取新生产的5批次DC51D+Z（Z120）镀锌板，按照以下步骤进行了试样制作，图1—5分别是5批次镀锌板的试样金相图。其中图1、2、4是经砂纸磨完后试样截面状态，图3和图5是经平绒布制样后截面状态。
（1）将待测试样采用线切割进行制样，尺寸大小约为20mm×20mm，随后将线切割后试样表面的油脂用常温去离子水洗净，并用超声波超声3分钟；
（2）将线切割后的试样务必自然垂直地放置于镶嵌机的镶嵌柱上，并在试样周围放上镶嵌料，随后进行镶嵌机镶嵌；
（3）将镶嵌好的试样依次在600目、800目、2000目、5000目、10000目的砂纸上直接磨样，每更换一次砂纸目数时，均需将上一目数砂纸打磨试样截面留存的痕迹去掉，截面痕迹的观察需在金相显微镜下进行，砂纸在使用时务必放在非常洁净的平台上，砂纸表面没有任何其它杂质颗粒；
（4）在平绒抛光布上喷涂抛光剂，抛光剂主要成分为金刚砂，金刚砂的溶剂需为非极性有机溶剂且不含羟基、羧基，金刚砂颗粒直径为0.5微米，然后将10000目砂纸打磨后的金相试样放在平绒抛光布上进行磨样；
（5）进行各种磨样时力度务必均匀，防止镀锌被磨掉；
（6）制样过程中不要接触水、酒精以及其它含氢离子或氧化性的物质；
（7）将平绒布磨完的试样在金相显微镜下进行初步观察，首先选择金相显微镜的放大倍数为200倍，观察锌层与基体结合紧密，然后在500倍下观察接近基体的铁铝合金相有没有划痕，如果锌层与基体结合紧密，且铁铝合金相没有任何划痕，则证明试样制备成功，然后将试样进行化学药剂侵蚀即可。
以上所有磨样操作均为手工磨样，勿用机器磨样，操作过程顺序需严格遵守，不能调换。
Claims (3)
1.一种热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）将待测试样采用线切割进行制样，随后将线切割后试样表面的油脂用常温去离子水洗净，用超声波超声3分钟；
（2）将线切割后的试样自然垂直地放置于镶嵌机的镶嵌柱上，并在试样周围放上镶嵌料，随后进行镶嵌机镶嵌；
（3）将镶嵌好的试样依次在600目、800目、2000目、5000目、10000目的砂纸上直接磨样，每更换一次砂纸目数时，均需将上一目数砂纸打磨试样截面留存的痕迹去掉，截面痕迹的观察需在金相显微镜下进行；
（4）在平绒抛光布上喷涂抛光剂，抛光剂的成分包括金刚砂，金刚砂颗粒直径为0.5微米，然后将10000目砂纸打磨后的金相试样放在平绒抛光布上进行磨样；所述金刚砂的溶剂需为非极性有机溶剂且不含羟基、羧基；
（5）进行各种磨样时力度务必均匀，防止镀锌被磨掉；
（6）制样过程中不要接触水、酒精以及其它含氢离子或氧化性的物质；
（7）将平绒布磨完的试样在金相显微镜下进行初步观察，首先选择金相显微镜的放大倍数为200倍，观察锌层与基体结合紧密，然后在500倍下观察接近基体的铁铝合金相有没有划痕，如果锌层与基体结合紧密，且铁铝合金相没有任何划痕，则证明试样制备成功，然后将试样进行化学药剂侵蚀即可；
以上所有磨样操作均为手工磨样，勿用机器磨样，操作过程顺序需严格遵守，不能调换。
2.根据权利要求1所述的热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，其特征在于：所述步骤（1）中的试样尺寸大小为20mm×20mm。
3.根据权利要求1所述的热浸镀锌板截面铁铝合金相观察的金相制样方法，其特征在于：所述步骤（3）中，试样依次在不同目数砂纸上进行磨样，打磨时砂纸所放平面没有任何杂质颗粒，试样在每一张砂纸磨完之后，不要在该张砂纸磨完的地方再次磨样，每一目砂纸使用3张，然后进行金相观察，如已去掉上一目砂纸试样截面所存在的痕迹，则进行下一目砂纸磨样，否则继续进行该目数砂纸磨样，根据经验，使用3张砂纸即可去掉上一目砂纸所存在的痕迹，磨完1张砂纸用时1分钟。
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