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篇一：金相试样制备试验报告金相试样的制备一、实验目的（1）了解金相显微试样制备原理，熟悉金相显微试样的制备过程。
（2）初步掌握金相显微试样的制备方法。
二、实验原理金相试样制备金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。
1.取样从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为取样。
取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。
截取方法有多种，对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法，对于硬而脆的材料可以用锤击的方法。
无论用哪种方法都应注意，尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象。
试样的尺寸并无统一规定，从便于握持和磨制角度考虑，一般直径或边长为15~20mm，高为12~18mm比较适宜。
对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样，可以采取镶嵌或机械夹持的办法。
金相试样的镶嵌，是利用热塑性塑料(如聚氯乙烯)，热凝性塑料(如胶木粉)以及冷凝性塑料(如环氧树脂+固化剂)作为填料进行的。
前两种属于热镶填料，热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行。
第三种属于冷镶填料，冷镶方法不需要专用设备，只将适宜尺寸(约φl5~20mm)的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，试样置于管内待磨面朝下倒入填料，放置一段时间凝固硬化即可。
2.粗磨粗磨的目的主要有以下三点：1)修整有些试样，例如用锤击法敲下来的试样，形状很不规则，必须经过粗磨，修整为规则形状的试样；2)磨平无论用什么方法取样，切口往往不十分平滑，为了将观察面磨平，同时去掉切割时产生的变形层，必须进行粗磨；3)倒角在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。
黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行，具体操作方法是将试样牢牢地捏住，用砂轮的侧面磨制。
在试样与砂轮接触的一瞬间，尽量使磨面与砂轮面平行，用力不可过大。
由于磨削力的作用往往出现试样磨面的上半部分磨削量偏大，故需人为地进行调整，尽量加大试样下半部分的压力，以求整个磨面均匀受力。
简述金相试样制备的基本过程金相试样制备是金相分析实验的一项重要工作，它是通过一系列的步骤将金属试样制备成适合金相观察的样品。
金相试样制备的基本过程如下：1. 试样的选择：根据分析的需要，选择合适的金属材料作为试样。
试样的形状和尺寸应符合实验要求，通常为圆柱形或方形。
2. 试样的切割：采用金相切割机或者手动切割工具，将试样从大块材料中切割出所需尺寸的样品。
切割过程中要注意避免产生过多的热量，以免影响试样的组织结构。
3. 试样的研磨：通过一系列的研磨步骤，将试样的表面研磨平整。
首先使用粗砂纸或砂轮对试样进行粗磨，去除试样表面的粗糙度和氧化层。
然后使用细砂纸或砂轮进行细磨，使试样表面光滑均匀。
4. 试样的抛光：通过抛光过程，进一步提高试样的表面质量。
抛光一般采用金相抛光机，通过旋转的抛光盘和涂抹研磨剂的方式，对试样进行抛光处理。
抛光的时间和压力要控制好，以避免过度抛光导致试样表面的形貌发生改变。
5. 试样的清洗：将抛光后的试样放入超声波清洗器中，用溶剂清洗试样表面的污垢和抛光剂残留。
清洗过程中要注意避免试样受到机械冲击，以免损坏试样。
6. 试样的腐蚀：某些金属材料需要进行腐蚀处理，以去除试样表面的氧化层和其他不良组织。
腐蚀一般采用酸性溶液，如酸性硝酸或酸性硫酸溶液。
腐蚀时间要根据试样的材料和要求进行控制，过长的腐蚀时间可能会导致试样的形貌和组织结构发生变化。
7. 试样的洗净：将腐蚀后的试样放入清水中进行反复洗净，以去除腐蚀液的残留物。
洗净过程中要避免试样受到机械冲击，以免试样变形或损坏。
8. 试样的干燥：将洗净后的试样放入烘箱或用吹风机进行干燥，以去除试样表面的水分。
干燥过程中要控制好温度和时间，以避免试样的热膨胀和变形。
9. 试样的打磨：对于需要进行金相观察的试样，还需要进行一定程度的打磨处理，以获得更好的观察效果。
打磨一般采用细砂纸和研磨液，通过手工或机械的方式对试样进行打磨，使试样表面更加光滑。
金相实验的原理和方法一实验目的:金属材料的使用通常遵循着“成分-组织-性能”的相互关系。
金相即金相学,就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时,对金属或合金内部结构的影响.所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、铸造情况等.二试验设备:1。
金相试样切割机2. 砂轮机3。
镶嵌机4. 预磨机5. 抛光机6. 腐蚀液7。
金相显微镜8。
摄影系统及电脑三试验原理：金相试验是将欲检验试片表面经研磨抛光(或化学抛光、电化学抛光)至一定的要求光滑后，以特定的腐蚀液于以腐蚀,利用各相或同一相中方向不同对腐蚀程度的不同而能表现出各相之特征,并利用显微镜放大倍率观察判断之。
四试验方法：1。
试片准备:为使试片能合乎观察的要求必须以如下之步骤处理之。
（1)取样（SAMPLING）：取样必须考虑其整体或研究的主题的代表性，如材料属方向性者则应依各方面皆取样观察：如品管检查则可随机取样破坏分析可取性质较差的材料来凸显破坏原因以便观察.（2）切割（SECTIONING）：如材料硬度低则可直接用锯子予以切割，如硬度较高则可使用砂轮切割，但必须慎选砂轮,且切割时须冷却以避免因切割过程所产生的热对材料组织的影响。
（3）粗磨（COARSE GRINDING）:用砂轮机去除试片的毛边，并用较粗的砂纸（＃80 左右)或沙袋机磨平且可除去可能因切割所产生的变态层.(4）镶嵌（MOUNTING）：镶嵌的目的为使试片握持方便或保持试片边缘之完整，如不考虑这两种因素，则此步骤可省略，镶嵌的方法有两种，即热镶嵌（Hot Molding)及冷镶嵌(ColdMolding）.热镶嵌也称为加压嵌模（Compression Molding）,方法为将试片表面朝下置于金属磨中（一般内径为111/4 及11/2 等三种）再填以适量之树脂，如酚树脂（如电木粉、Bakelite)，预热至60～80℃后即加压至4，200PSI 左右之压力，并继续加热至130～140℃，持续加热数分钟后,即可移去热源,并可取出试片,如系使用热塑性塑料（Thermoplastics）则应让温度降至50℃以下才可取出.冷镶嵌模法则将试片面朝下粘在胶纸带上，再将试片置入直径(3~5cm），高约3~4cm 之玻璃管或金属管之内，管壁需涂上一层薄的凡士林,以利脱膜,在将树脂及硬化剂倒入管内，俟硬化后及可取出。
金相实验的原理和方法一实验目的:金属材料的使用通常遵循着“成分—组织—性能”的相互关系。
金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、铸造情况等。
二试验设备：1. 金相试样切割机2. 砂轮机3. 镶嵌机4. 预磨机5. 抛光机6. 腐蚀液7. 金相显微镜8. 摄影系统及电脑三试验原理：金相试验是将欲检验之试片表面经言磨抛光（或化学抛光、电化学抛光）至一定的要求光滑后，以特定的腐蚀液于以腐蚀，利用各相或同一相中方向不同对腐蚀程度的不同而能表现出各相之特征，并利用显微镜放大倍率观察判断之。
四试验方法：1.试片之准备：为使试片能合乎观察的要求必须以如下之步骤处理之。
(1)取样(SAMPLING):取样必须考虑其整体或研究的主题的代表性，如材料属方向性者则应依各方面皆取样观察：如品管检查则可随机取样如破坏原因分析可取性质较差的材料以凸显破坏原因以利观察等等。
(2)切割(SECTIONING):如材料硬度低则可直接用锯子予以切割，如硬度较高则可使用砂轮切割，但必须慎选砂轮，且切割时须冷却以避免因切割过程所产生的热对材料组织的影响。
(3)粗磨(COARSE GRINDING):用砂轮机去除试片的毛边，并用较粗的砂纸(#80左右)或沙袋机磨平且可除去可能因切割所产生的变态层。
(4)嵌模(MOUNTING):嵌模之目的为使试片握持方便或保持试片边缘之完整，如不考虑这两种因素，则此步骤可省略嵌模的方法有两种，即热嵌模(Hot Molding)及冷嵌模(Cold Molding)。
热嵌模亦称为加压嵌模(Compression Molding)，方法为将试片表面朝下置于金属磨中(一般内径为111/4及11/2等三种)再填以适量之树脂，如酚树脂(如电木粉、Bakelite)，预热至60~80℃后即加压至4,200PSI左右之压力，并继续加热至130~140℃，持热数分钟后，即可移去热源，并可取出试片，如系使用热塑性塑料(Thermoplastics)则应俟温度降至50℃以下才可取出。
实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备一．实验目的1．学习了解金相显微镜的使用。
2．学习了解金相试样的制备。
二．概述利用金相显微镜，在试样上观察金属组织的方法称为显微分析，所能观察到的金属组织称为显微组织。
显微分析是研究金属材料的一种重要方法。
通过这种方法可以观察、研究金属材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物等在组织中的数量和分布情况等问题。
金相显微镜可以用于研究材料的组织结构与化学成分之间的关系；确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织；判别材料质量的优劣等。
1．金相显微镜的构造及使用正常人眼看物体时，最适宜的距离大约在250mm左右（称为明视距离），这时能分辨0.15~0.30mm距离，放大镜一般只能放大25倍，若要提高放大倍数以观察更细小的物体，就必须利用显微镜。
光学金相显微镜放大倍数为几十倍到2000倍，它的放大原理如图1.1所示。
图1.1 显微镜成像原理图对着被观察物体的透镜叫做物镜；对着人眼的透镜叫做目镜。
当观察物体AB放在物镜的举例焦点F1略远一点的地方时，则在透镜另一侧形成道理放大实像A1B1，A1B1处于目镜A B，虚像成像在人焦点F2之内。
人眼通过目镜观察实像A1B1时，将得到道理放大虚像''11眼明视距离处。
物镜的放大倍数目镜的放大倍数显微镜总的放大倍数即显微镜放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积。
本次实验使用XJP-100型金相显微镜，如图1.2所示。
它的构造可分为三部分：光学系统、机械系统和照明系统。
（1）光学系统：主要是目镜组和物镜组。
目镜：放大倍数有5⨯、10⨯、12.5⨯物镜：放大倍数有10⨯、40⨯、100⨯（2）机械系统：主要是底座、载物台、物镜转换器和调焦装置。
底座：支持整个显微镜体。
载物台：放置试样用。
武警转换器：用于更换不同倍数的物镜。
调焦装置：调节焦距用，一般显微镜分粗调和微调。
（3）照明系统：照明系统由光源、聚光透镜、孔径光栏、视场光栏和棱镜等组成。
理化翘验-物理分册PTCA(PART A:PHYS.TEST.)1■DOI:10.11973lhjy-wl202101002金相试样制备技巧及具体方法谷秀锐，孙江欢，罗扬，张鹏，王佩(河钢集团钢研总院，石家庄050000)摘要:合理的金相试样制备方法是获得清晰、高质量显微组织图像的保障.是材料金相研究的基础。
对高纯鸽、高氮不锈钢、汽车钢板、涂层材料的金相制备技巧及具体方法进行了分析，解决了制样中切割、镶嵌、磨抛和浸蚀等过程遇到的问题。
结果表明：高纯钩硬度高，要保证磨抛时间；高氮不锈钢采用三氯化铁盐酸甘油混合液浸蚀，可获得浸蚀均匀的显微组织形貌；汽车钢板制样时要保证试样直立，不倾斜.且要避免抛光过程产生划痕；涂层材料制样的切割、镶嵌和磨抛过程要做好防护工作，确保涂层完整。
关键词:金相试样；制备方法；高纯钩；高氮不锈钢；涂层材料中图分类号:TG115.21文献标志码：A文章编号:1001-4012(2021)01-0005-03Preparation Techniques and Specific Methods of Metallographic SampleGU Xiurui.SIJN Jianghuan.LUO Yang.ZHANG Peng.WANG Pei(Steel Research Institute of HBIS,Shijiazhuang050000,China)Abstract:Reasonable metallographic sample preparation method is the guarantee to obtain clear and high quality microstructure image,and is the basis of metallographic study of materials.The metallographic preparation techniques and specific methods of high purity tungsten»high nitrogen stainless steel»automobile steel plate and coating material were analyzed,and the problems encountered in the process of cutting,inlaying,grinding and polishing and etching in sample preparation were solved.The results show that the hardness of high purity tungstenis high,so grinding and polishing time should be ensured.High nitrogen stainless steel agent can obtain uniform microstructure by etching with ferric chloride and glycerin hydrochloride mixture.The sample preparation of automobile steel plate should ensure that the sample is upright and not inclined»and avoid scratches during polishing.During the cutting,inlaying and grinding and polishing process of coating material sample preparation,the protective work should be done to ensure the integrity of coating.Keywords:metallographic sample；preparation method；high purity tungsten；high nitrogen stainless steel；coating material金属材料显微组织检验是金属材料物理性能检测中的基本项目，材料的化学成分、显微组织形貌、晶粒大小、加工工艺、热处理工艺等均与其物理及力学性能密切相关,可见材料显微组织检验的重要性。
金相试样的制备过程金相试样是金相显微镜下观察金属材料微观组织结构的重要手段。
下面将介绍金相试样的制备过程。
选择待观察的金属材料。
金相试样的制备可以适用于各种金属材料，包括钢铁、铜、铝等。
根据不同的金属材料，制备过程可能会有所不同。
第二步，将金属材料切割成适当的尺寸。
为了进行金相试样的制备，首先需要将金属材料切割成适当的尺寸。
这可以使用金属切割机或手动切割工具完成。
第三步，对金属材料进行研磨。
金相试样需要具有光洁的表面，以便在显微镜下观察。
因此，使用砂纸和研磨液对金属材料进行研磨是非常重要的。
研磨的过程通常分为粗磨和精磨两个阶段，以确保金属材料表面的平整度和光洁度。
第四步，对金属材料进行腐蚀。
腐蚀是金相试样制备过程中的一个重要步骤，它可以突出金属材料的组织结构。
根据金属材料的不同，可以选择不同的腐蚀剂。
例如，对铁基材料可以使用Nital腐蚀液，对铝基材料可以使用Keller腐蚀液。
腐蚀时间也需要根据金属材料的不同进行调整，以获得最佳的腐蚀效果。
第五步，进行金相试样的打磨和抛光。
在腐蚀后，金相试样需要进行打磨和抛光，以进一步提高表面的光洁度。
这可以使用特制的金相试样打磨机和抛光机完成，使用不同颗粒大小的研磨液和抛光液，逐渐减小颗粒的尺寸，直到获得光滑的试样表面。
第六步，进行金相试样的腐蚀染色。
为了更清晰地观察金属材料的组织结构，可以对金相试样进行腐蚀染色。
这可以使用不同的染色剂，如希尔维斯液或帕尔金液。
腐蚀染色的时间也需要根据金属材料的不同进行调整，以获得最佳的染色效果。
进行金相试样的清洗和干燥。
在制备金相试样的过程中，试样表面可能会有研磨液、抛光液和腐蚀液的残留物。
因此，对金相试样进行清洗非常重要。
使用乙醇或丙酮等溶剂对试样进行清洗，并用氮气吹干或自然风干。
通过以上的制备过程，金相试样可以得到符合要求的微观组织结构观察样品。
制备过程中的每个步骤都需要仔细操作，以确保最终获得准确、清晰的试样。
金相试样的制备过程是金相显微镜下观察金属材料微观组织结构的重要环节。
金相试验报告一、实验名称金相试样的制备与观察二、实验项目简介通过制备试样，并在显微镜下观察XXX的金相组织，使学生掌握金相试样制备的方法，认识XXX的金相组织和形态特征，建立成分与组织之间相互关系的概念。
三、实验目的1. 掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法；2. 掌握金相显微镜的使用方法；3. 认识铝合金的金相组织；4. 结合理论，理解铝合金成分与组织之间的相互关系四、实验要求1对实验原理与方法的要求：要求学生掌握相关教材的基本知识，通过查阅手册和文献了解相关材料常规的金相组织，对有关名词、概念有清楚地认识，了解观察显微组织的原理、方法和作用。
2对操作技能与仪器设备的要求：要求学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机和显微镜的使用，会判断试样制备的好坏。
仪器设备：砂轮机、砂纸、抛光机、金相显微镜等。
3对实验报告的要求：1. 记录实验过程；2. 根据金相照片分析成分和金相组织的关系；3. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。
五、实验所用仪器设备及材料1. 设备：金相显微镜、抛光机、砂轮机。
2. 各号金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5﹪硝酸酒精溶液、试样（成分：xxxxx ）。
六、 实验步骤(1) 金相显微试样的制备金相试样的制备包括取样、磨制、抛光和浸蚀等步骤。
金相试样的制备过程主要步骤本实验金相试样制备过程的步骤如下:1. 取样试样的选取应根据被检验材料或零件的特点，取其有代表性的部位。
例如研究零件的失效原因时，应在失效部位取样，并在完好部位取样，以便对比分析。
对于铸造合金，考虑到组织的不均匀性，应从表层到中心各个部位进行选取。
对于轧材，研究表层缺陷和夹杂物的分布时应横向取样；研究夹杂物类型、形状、变形程度、带状组织时应纵向取样。
对一般热处理后的零件，由于组织均匀，可任意取样取样时应保证试样观察面不发生组织变化，试样尺寸不宜过大或过小，一般以手拿方便即可，其形状以便于观察为宜。
实验一金相显微试样的制备一、实验目的:学习金相试样的制备过程二、金相样品制备的基本方法:金相样品的制备过程一般包括取样、镶嵌、粗磨、细磨、抛光和腐蚀步骤。
虽然随着科学的不断发展,样品制备的设备越来越先进，自动化的程度越来越高,有预磨机、自动抛光机等，但目前在我国手工制备金相样品的方法，由于有许多优点仍在广泛使用.（1)常用金相样品制备的要点如下:1）取样时，按检验目的确定其截取部位和检验面，尺寸要适合手拿磨制，若无法做到,可进行镶嵌.并要严防过热与变形，引起组织改变.2）对尺寸太小，或形状不规则和要检验边缘的样品，可进行镶嵌或机械夹持。
根据材料的特点选择热镶嵌或冷镶嵌与机械夹持。
3)粗磨时，主要要磨平检验面，去掉切割时的变形及过热部分。
同时,要防止又产生过热。
并注意安全。
4）细磨时，要用力大小合适均匀，且使样品整个磨面全部与砂纸接触,单方向磨制距离要尽量的长,更换砂纸时，不要将砂粒带入下道工序。
5）抛光时,要将手与整个样品清洗干净，在抛光盘边缘和中心之间进行抛光。
用力要均匀适中，少量多次地加入抛光液.并要注意安全.6）腐蚀前，样品抛光面要干净干燥，腐蚀操作过程衔接要迅速。
7）腐蚀后，要将整个样品与手完全冲洗干净，并充分干燥后，才能在显微镜下进行观察与分析工作.表1—1金相样品的制备方法三、实验设备抛光机、吹风器、样品、不同号数的砂纸、玻璃板，抛光粉悬浮液、4%的硝酸酒精溶液、酒精、棉花等。
四、实验内容1．阅读实验指导书上的有关部分及认真听取教师对实验内容等的介绍。
2．每位同学领取一块样品，一套金相砂纸，一块玻璃板。
按上述金相样品的制备方法进行操作。
操作中必须注意每一步骤中的要点及注意事项。
五、实验报告要求1．简述金相样品的制备步骤。
2．分析自己在实际制样中出现的问题。
并提出改进措施。
青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文） 1 1 绪论 1.1设计的目的和意义 材料是人类生产和生活的物质基础，它可以直接反映出人类文明的程度。金属材料的力学性能不仅与它的化学成分有关，也与它的组织结构有着密切的关系。了解它们之间的关系并掌握它们之间的变化规律，进行正确的金相分析是有效使用材料所必需的。 要进行金相分析，就必须制备能用于微观观察检验的样品—金相试样。通常，金相试样制备要经过以下几个步骤：取样、镶嵌、磨光(粗磨和细磨)和抛光。每项操作都必须严格细心因为任何阶段的失误都可能影响以后的步骤，在极端的情况下，不正确的制作可能造成假组织，从而得出错误的结论。金相试样的制备是通过切割机、镶嵌机、磨/抛光机来完成的。 金相试样的最终质量是由抛光工顺序决定的，抛光是金相制取试样过程中至关重要的一环。抛光是将试样上磨制产生的磨痕及变形层去掉，使其成为光滑镜面的最后工序。抛光试样的方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光以及复合抛光等。机械抛光是现阶段应用最为广泛的抛光方法，其正确的工艺和操作方法是在保证获得优质的试样和其他条件(如边缘保留及石墨和夹杂物保留等)的情况下具有最高的抛光速率选择可靠性高的金相试样抛光机，可以提高制样效率和质量，减少试样废品率，从而降低成本，提高经济效益，获得样品质量的高度一致性。
1.2金相试样抛光机的国内外研究状况 1.2.1国外抛光机的性能与特点 目前，国外生产金相设备的厂家主要有丹麦的struers公司和美国的buehler公司．抛光机是他们的主要产品之一。struers公司为金相制备和分析提供了一种全新的高效、高青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文） 2 再现性自动控制系统。它的主募研磨抛光产品有MAPS、AbraPol—10、AbraPlan—i0、Abramin辞。不同的系统可以适应不同的操作环境。这些系统一般由一个或几个制备单元组成，每个单元包括研磨平台、清洁平台、干燥平台，可以高效快速的完成制备任务。buehler公司的产品从研磨到最后抛光整个过程全自动完成，可以设置50个常用工作程序，操作界面友好， 彩色液晶显示，触摸式操作，整个过程的每个工序之间都进行夹持器和样品的清洗与烘干， 充分保证了样品制备的高效与高质性，操作过程的全自动化模式，节省了人工并有效的提高了效率与质量。上述两家公司的产品价格昂贵，每台价值均在10000美元以上，耗资巨大且配件消耗和材料仍需进口，不适合我国国情。
1.2.2国内抛光机的性能与特点 国内目前其它厂家的产品多为手工操作，生产效率低、安全性差。多数机型的抛光盘为单盘或双盘，有水龙头，但冷却条件差，由于冷却条件差，试样表面易发热变灰暗，而且会继续增厚形变扰动层，对快速抛光好试样带来麻烦；抛光盘转速固定不变。而金相试样制各过程不允许组织变形，软相(石墨)脱落，硬相(碳化物)浮雕．抛光后试样表面应光亮如镜，无磨痕，为此不同性质的材料，需采取不同措施。如：抛光铸铁试样时，试样在抛光过程中应不断旋转，尽量缩短抛光时间。而抛光铝制试样时，需采用较轻的压力和适当的转速(400r／min)方可保证不出现变形层{有的机型则采取变频无级变速1000r／min～50r／min，转速数字显示，但抛光为手动操作，在手工操作中，压力的大小仅凭手感控制，没有被量化，因此制样效率，准确性和再现性均不易保证。如南京测控科学器材设各有限公司的变频调速抛光机，上海金相机械设备有限公司PW-I金相试样抛光机。
1.2.3讨论 纵观国内外抛光机的状况，国内研发的抛光机在性能和外观等方面还存在一定差距。例如，国内研制的抛光机多数机型的抛光盘为单盘或双盘，有水龙头，但冷却条件差。由于冷却条件差，试样表面易发热变灰暗，而且会继续增厚形变扰动层，对快速抛光好试样带来麻烦；抛光盘转速固定不变，而金相试样制备过程不允许组织变形，软相(石墨)脱落，硬相(碳化物)浮凸，抛光后试样表面应光亮如镜、无磨痕。为此，不同性质的材料，需采青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文） 3 取不同措施。而国外研制的全自动抛光机，能够自动控制冷却液的流量，整个操作过程采用全自动化模式，节省了人工并有效地提高了研究效率与质量。 青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文）
4 2 金相试样抛光机设计思想及方案确定 2.1设计要求 金相试样抛光机对机械设计的要求有：精度高、运行平稳、工作可靠，具有良好的伺服性能。面对传动机构则要求：转动惯量小，以减小机械负载，避免对系统造成不良影响；刚度大，有利于减小动力损失，提高固有频率，增加闭环伺服系统的稳定性；阻尼合适。 金相试样抛光机对控制系统的要求有：能对压力进行控制。因为试样抛光过程要求动力头能带动夹具上升和下降．实现压力增大和减小；能够按设定压力在夹具上产生弹性力；磨抛一定时间后能自动降低夹具上的弹性力。能对时间进行控制。抛光时间过长，试样质量无法保证，时间过短达不到抛光质量。能对抛光速度控制。对不同材质的试样，需不同的抛光速度，方可保证材料的真实组织。
2.2金相试样抛光机整体方案的确定 2.2.1金相试样抛光机类型分析 抛光按其原理可以分为机械抛光，电解抛光，化学抛光，以及复合抛光。 (1)机械抛光 机械抛光是现阶段应用最为广泛的抛光方法，其正确的工艺和操作方法是在保证获得优质的试样和其他条件(如边缘保留及石墨和夹杂物保留等)的情况下具有最高的抛光速率。 (2)电解抛光 电解抛光是对难以用机械方法抛光的金属试样进行抛光的重要手段，它可以克服金属干扰层和机械峦晶假象等问题，对于用极低负荷的显微硬度实验的样品或透射电镜的薄膜试样特别有用。但每种金属和台金所使用的抛光液和电解规范不同，因此需要进行相当数量的试验工作来确定电解抛光规范。 (3)化学抛光 青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文） 5 化学抛光是完全依靠化学药剂的腐蚀作用而得到光亮的抛光表面。这种方法操作简便，不需要复杂的机械和电解设备，只需要选择适合的化学抛光液和试验最佳抛光规范。化学抛光的速度低，抛光后的磨面，表面光滑但形成起伏的波形，不能达到十分平整的要求。 综合考虑各种抛光的优缺点，本系统采用机械抛光。
2.2.2金相试样抛光机方案比较 第一种设计方案：自动减加压机械装置的设计，利用步进电机作为此装置的动力源，通过一个比例为1:1的齿轮箱与动力头相接。动力头采用滚珠螺旋传动，即在由螺母和螺杆的近似半圆形螺旋凹槽拼合而成的滚道中装入适量的滚珠，并用螺母上制出的通路及导向辅助件构成闭合回路，以备滚珠连续循环。当步进电机逆时针转时，带动齿轮转动，齿轮转动带动固定在其上的螺母旋转，从而使螺杆下移，按设定压力在夹具上产生弹性力;压力在一定范围内自行调节;驱动夹具旋转，实现对工件的加压。当电机顺时针转时，带动螺杆上移，实现对工件的减压。 抛光装置的设计，因为本次设计的目的是实现抛光的完全自动化，所以选择直流伺服电机作为抛光盘的动力源，为保持抛光质量，抛光速度不宜太快，一般为300-500r/min，而电机速度一般比较快，所以利用V带传动，以达到减速的目的。 控制系统的控制部分采用DSP模糊控制系统：数字信号处理器 DSP 采样位置传感器信号,获得当前位置信息 ,从而得到电机的当前速度 ,通过与给定速度值比较 ,得到转速误差值 ,经模糊控制器计算推理后 ,输出 PWM脉冲信号 ,经功率放大后 ,对直流电机进行控制。 第二种设计方案：直接用步进电机与一个带有内花键的丝杠相连，丝杠与主轴通过花键连接，使主轴能上下移动。当电机逆时针转动时，丝杠带动丝杠螺母转动，只能向下运动压缩弹簧，使主轴下降并产生弹性力，实现对工件的加压。当电机顺时针转动时，带动螺母上移，不再压缩弹簧，主轴上移，从而实现对工件的减压。 抛光装置的设计，直接用电机带动抛光盘转动。 控制系统的控制采用模糊PID控制, 模糊PID控制器由多种结构形式，但基本原理基本一致，即运用模糊数学的基本原理和方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制规则以及有关信息作为知识存入计算机的知识库中，然后计算机根据系统的实青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文） 6 际响应情况运用模糊推理，即可自动实现对PID参数的最佳调整，以达到自动控制的目的。
2.2.3 综合考虑选出最佳设计方案 参考各种形式的抛光机，为满足设计要求本次设计的系统定为机电一体化系统。机械部分是采用步进电机为动力源，通过一个比例为1:1的齿轮箱与动力头相接。动力头采用滚珠螺旋传动，当步进电机逆时针转时，带动齿轮转动，齿轮转动带动固定在其上的螺母旋转，从而使螺杆下移，按设定压力在夹具上产生弹性力;压力在一定范围内自行调节;驱动夹具旋转，实现对工件的加压。当电机顺时针转时，带动螺杆上移，实现对工件的减压。 控制部分采用PID模糊控制系统：利用此系统实现自动调压，调速和对加工时间控制的目的。 青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文）
7 3金相试样抛光机机械设计 机电一体化机械系统要求精度高、运动平稳、工作可靠，具有良好的伺服性能。金相试样抛光机机械制样是采用夹具夹持试样，夹具带动试样与磨盘相对摩擦，并在夹具上施加一定的压力，夹具可以装夹多块试样以提高制样效率，在夹具上所施加的压力可以灵活调整。 机械部分主要包括动力头、夹持盘、抛光盘、主体和外观设计。
3.1动力头的设计 在试样抛光时，抛光运动轨迹应能保证工件加工表面和抛具表面上各点均有相同或相近的被切削条件和切削条件。对抛光运动轨迹的基本要求如下： 工件相对抛光盘作平面平行运动，能使工件上各点具有相同或相近的抛光行程。 工件上任一点，尽量不出现运动轨迹的周期性重复。 抛光运动平稳，避免曲率过大的运动转角。 保证工件走遍整个抛光盘表面，使抛光盘均匀磨损，保证工件表面的平面度。及时变换工件的运动方向．使抛光纹路复杂多变，有利于降低表面租糙度并保证表面均匀一致。
步进电机轴承联轴器
齿轮轴
丝杠螺母键
图1-1 3-1动力头示意图
