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任公司，陜西 寶雞 722409）

引言

鋁合金以其密度小、強度高、導電導熱性好、耐蝕性好、易加工等優勢性能現已在很多領域代替鑄鐵等材料被廣泛應用。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，我們發現鑄造鋁合金金相制備與其他材料有許多不同之處。本文總結了筆者多年手工制備鑄造鋁合金金相試樣過程經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準（GB/T132298-1991《金屬顯微組織檢驗方法》）規定選取和制備試樣。由于鋁合金質地較軟，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致組織發生變化。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受熱產生的變形層，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]。我們實際生產中一般選用 60#、120#、200#三個型號金相砂紙由粗到細逐級磨制。由于鋁合金材質軟，磨光時不宜用力過大，研磨時間不宜過長。試樣應沿轉盤徑向往復移動，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，防止砂紙過舊產生金屬變形層。因為鋁合金熔點結晶點低，導熱快，磨制過程中要不斷冷卻試樣，避免組織受熱發生變化。

3 拋光

拋光的目的是消除試樣磨面細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生劃痕和表面“霧層”。我們發現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，當然也可人為做舊。拋光劑的滴入遵循“量少次數多，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，從節約成本角度筆者認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 結語

隨者科學技術的發展，材料結構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。傳統的手工金相試樣制備方法依然不可或缺。試樣制備根據材料，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，希望對初學者有所幫助，也愿意與大家分享共同交流。