A metalografik kesme makinası numune hazırlamanın ilk ve en önemli adımıdır; kötü bir kesim deformasyona, ısı hasarına veya daha sonra hiçbir cilalamanın tamamen ortadan kaldıramayacağı lekelere neden olur. Kullanılabilir bir kesit ile bozulmuş bir numune arasındaki fark genellikle üç kontrol edilebilir faktöre bağlıdır: bıçak seçimi, kesme hızı ve soğutma sıvısı dağıtımı.
Kesim Kalitesi Neden Tüm Numune Hazırlama Sürecinin Sonucunu Belirliyor?
Metalografik kesit alma, temel olarak kaba kesimden farklıdır; amaç, malzemeyi minimum mekanik deformasyon ve minimum ısı girdisi ile çıkarmaktır, çünkü her ikisi de incelenen mikro yapıyı değiştirebilir. Sonraki taşlama ve cilalama adımlarının ortadan kaldırabileceğinden daha derin bir deformasyon katmanı oluşturan bir kesim, mikroskop altında görünür artefaktlar bırakacak ve tane yapısı, sertlik veya faz dağılımı hakkında yanıltıcı sonuçlara yol açacaktır.
Bu yüzden metalografik kesme makinasıs sürtünmeli testereler veya şerit testereler yerine aşındırıcı kesme çarkları etrafında inşa edilmiştir; aşındırıcı kesme, uygun şekilde kontrol edildiğinde, ilgilenilen alana ulaşmak için daha az müteakip taşlama gerektiren pürüzsüz, düşük deformasyonlu bir yüzey üreten yüksek hızlı bir taşlama eylemi yoluyla malzemeyi ortadan kaldırır.
Kesme Taşı Tipini Malzeme Sertliğine Eşleştirme
Aşındırıcı kesme taşları tipik olarak aşındırıcı taneciklerine (alüminyum oksit veya silisyum karbür) ve bağ sertliğine göre sınıflandırılır. Genel kural birçok yeni gelen için mantığa aykırıdır: daha sert malzemeler daha yumuşak bağlı tekerlekler gerektirir Çünkü daha yumuşak bir bağ, donuk aşındırıcı tanecikleri daha hızlı serbest bırakır ve tekerleğin parlamasına ve aşırı ısı üretmesine izin vermek yerine sürekli olarak taze, keskin tanecikleri açığa çıkarır.
| Malzeme | Aşındırıcı Tip | Bağ Sertliği |
|---|---|---|
| Yumuşak demir dışı (Al, Cu, pirinç) | Silisyum karbür (SiC) | Sert bağ |
| Yumuşak ve düşük karbonlu çelik | Alüminyum oksit (Al2O3) | Orta bağ |
| Sertleştirilmiş çelik, takım çeliği | Alüminyum oksit (Al2O3) | Yumuşak bağ |
| Seramikler, kompozitler | Elmas veya CBN | Reçine veya metal bağı |
Sinterlenmiş karbürler, seramikler ve elektronik bileşenler gibi çok sert veya kırılgan malzemeler için, geleneksel alüminyum oksit veya silisyum karbür çarklar çok çabuk aşınıp aşırı ısı ürettiğinden, elmas veya CBN (kübik bor nitrür) çarklar gerekir.
Kesme Hızı, İlerleme Hızı ve Isı Üretimindeki Rolü
Laboratuardaki metalografik kesicilerin çoğu, tekerlek hızlarını şu aralıkta çalıştırır: 1.500–5.000 dev/dak , tekerlek çapına ve malzemeye bağlı olarak optimum hızda. Daha büyük bir disk çapı, aslında kesme eylemini ve ısı üretimini yöneten parametre olan aynı çevresel kesme hızını korumak için genellikle daha düşük bir RPM gerektirir.
- Daha yüksek ilerleme hızları toplam kesme süresini azaltır ancak özellikle ısıya duyarlı malzemelerde lokal aşırı ısınma ve yanma riskini artırır
- Daha düşük ilerleme hızları, daha az deformasyonla daha temiz bir kesim sağlar ancak çevrim süresini uzatır ve çok yavaş ilerlemenin camlaşmaya neden olması durumunda tekerlek aşınmasını artırabilir
- Çoğu hassas kesme makinesinde bulunan otomatik ilerleme kontrolü, operatörün müdahalesine bakılmaksızın tekerlek üzerindeki sabit kuvveti korur; birden fazla numunede tekrarlanabilirlik açısından önemlidir
- Darbeli veya salınımlı kesme modları, soğutma sıvısının kesme bölgesini temizlemesini sağlamak için tekerleği aralıklarla kısa süreliğine geri çekerek ısıya duyarlı alaşımlar için sürekli ısı oluşumunu azaltır.
Soğutma Sıvısı Dağıtım Sistemleri ve Akış Hızı Neden Soğutma Sıvısı Türü Kadar Önemlidir?
Soğutma sıvısı, metalografik kesmede iki amaca hizmet eder: kesme bölgesindeki ısıyı uzaklaştırmak ve aksi takdirde diski tıkayacak ve kesme verimliliğini azaltacak aşındırıcı kalıntıları temizleyerek uzaklaştırır. Korozyon önleyicili suda çözünür soğutucular demir içeren malzemeler için standarttır; özel soğutucular ise su bazlı sıvılarla reaksiyona girebilen magnezyum alaşımları gibi suya maruz kalmaya duyarlı malzemeler için kullanılır.
Akış hızı ve nozul konumu genellikle hafife alınan faktörlerdir. Doğrudan disk-iş parçası arayüzünü hedeflemeyen bir soğutma sıvısı akışı, toplam hacimden bağımsız olarak minimum soğutma faydası sağlar; çoğu hassas kesici, özellikle disk daha kalın numunelere doğru ilerledikçe kesim boyunca kapsama sağlamak için diskin her iki tarafına konumlandırılmış çift nozül kullanır.
Tutarlı, Tekrarlanabilir Kesimler için Numune Bağlama ve Fikstürleme
Tutarsız bağlama yaygın fakat gözden kaçan bir kesme kusuru kaynağıdır. Kesim sırasında çok az kayan bir numune bile diskin sapmasına neden olabilir, bu da montaj ve taşlamayı zorlaştıran dalgalı veya açılı kesim yüzeyine yol açabilir. Ayarlanabilir çene eklentilerine sahip mengene tarzı kelepçeler düzensiz şekillere uyum sağlarken, çubuk veya boru kesitleri gibi silindirik numuneler için kesme kuvveti altında dönmeyi önlemek amacıyla V blok fikstürler tercih edilir.
Küçük veya kırılgan numuneler için (ince sac, teller veya kırılgan seramikler), disk kesimden çıkarken numunenin çatlamasını veya kelepçeden fırlamasını önlemek için genellikle ikincil destek fikstürleri veya kurban destek malzemesi kullanılır. Tipik olarak bir makinenin alabileceği en büyük numune çapı veya kesiti olarak belirtilen maksimum kesme kapasitesi, tipik numune boyutlarına göre kontrol edilmelidir, çünkü bunun aşılması, kesim yüzeyleri arasında yanlış hizalama olasılığını artıran birden fazla yeniden konumlandırma kesimine neden olur.
