一种轴承钢金相试样制备方法与流程

1.本发明涉及轴承钢制备方法，具体涉及一种轴承钢金相试样制备方法。


背景技术：

2.轴承钢金相分析是检验分析原材料、球化退火组织、淬回火组织的手段之一，通过微观分析，确定产品是否符合标准要求。而轴承钢金相试样制备是轴承钢金相研究、分析非常重要的一部分，试样制备的好坏直接影响后续的金相分析，如果试样制备不好，可能造成虚假组织、模糊的边缘、划痕较多，从而影响判断甚至得出错误的判定结论。
3.目前使用的轴承钢试样制备方法缺陷是：一、使用热镶嵌机或冷镶嵌制备完成的试样，在镶嵌料与试样边缘存在微小的缝隙，在进行试样腐蚀时，容易在缝隙内残存腐蚀剂，导致试样边缘腐蚀过深，影响后期的金相分析；二、由于使用的镶嵌料材质较软，人工磨抛时，使用的力不稳定，导致试样边缘出现弧度、试样划痕较多，影响金相分析；三、对于轴承表面喷涂不导电材质时，无法使用电火花线切割机进行试样切割。四、热镶嵌或冷镶嵌速度较慢，影响试样制备速度。


技术实现要素：

4.本发明为克服现有技术不足，提供一种轴承钢金相试样制备方法。本发明方法可提高金相试样制备速度，制备得到的试样划痕极少，不会影响多视场金相分析。
5.一种轴承钢金相试样制备方法包含如下步骤：
6.s1、样品切割
7.将轴承钢样品装卡在司特尔精密切割机工作台上，设定切割工艺条件，将样品切割成一定尺寸的试块；
8.s2、试块镶嵌
9.将试块放入司特尔自动镶嵌机的镶嵌料筒内，先倒入一定体积的保边镶嵌料，然后倒入一定体积的普通热镶嵌料，关闭镶嵌机上盖，设定镶嵌工艺条件，镶嵌完成后，打开上盖，取出镶嵌完成的试样；
10.s3、试样磨抛
11.将镶嵌完成的试样放入司特尔自动磨抛机内，试样由试样夹具固定，设定好试样磨抛工序，分别为：
12.s31、预磨
13.s32、粗磨
14.s33、细磨
15.s34、粗抛光
16.s35、一次细抛光
17.s36、二次细抛光
18.s4、试样制取
19.取下磨抛完的试样，使用流动水将磨抛试样表面冲洗干净，清理磨抛试样表面多余的水分，然后热风干后，获得金相试样。
20.本发明相比现有技术的有益效果是：
21.本发明使用司特尔精密切割机进行轴承钢材质试样的切割，使用司特尔自动镶嵌机进行试样的镶嵌，使用司特尔全自动磨抛机进行试样的粗、细磨及抛光，通过本发明方法可提高金相试样制备速度、可对非导电的轴承试块进行精密切割、试样边缘在金相显微镜500倍放大下清晰可见，试样划痕极少，不会影响多视场金相分析。
22.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
附图说明
23.图1为本发明方法制备得到的试样边缘在显微镜500倍下的金相显微组织图；
24.图2为本发明方法制备得到的试样边缘在显微镜1000倍下的金相显微组织图。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
26.结合图1-图2说明，
27.实施例1，本实施例的一种轴承钢金相试样制备方法包含如下步骤：
28.s1、样品切割
29.将轴承钢样品装卡在司特尔精密切割机工作台上，设定切割工艺条件，将样品切割成一定尺寸的试块；
30.s2、试块镶嵌
31.将试块放入司特尔自动镶嵌机的镶嵌料筒内，先倒入一定体积的保边镶嵌料，然后倒入一定体积的普通热镶嵌料，关闭镶嵌机上盖，设定镶嵌工艺条件，镶嵌完成后，打开上盖，取出镶嵌完成的试样；
32.s3、试样磨抛
33.将镶嵌完成的试样放入司特尔自动磨抛机内，试样由试样夹具固定，设定好试样磨抛工序，分别为：
34.s31、预磨
35.s32、粗磨
36.s33、细磨
37.s34、粗抛光
38.s35、一次细抛光
39.s36、二次细抛光
40.s4、试样制取
41.取下磨抛完的试样，使用流动水将磨抛试样表面冲洗干净，清理磨抛试样表面多余的水分，然后热风干后，获得金相试样。
42.本实施例的步骤s4中，使用无水乙醇喷涂试样表面，清理掉多余的水分，然后使用热吹风机进行风干，金相试样制备完毕，待后续使用。
43.本实施例优选地：
44.步骤s1中的司特尔精密切割机采用型号axitom的司特尔切割机。
45.步骤s2中的司特尔自动镶嵌机采用型号citopress-5的司特尔镶嵌机。
46.步骤s3中的司特尔自动磨抛机采用型号tegramin-30的司特尔磨抛机。
47.本实施例制备方法可涉及高碳铬轴承钢、高碳铬不锈轴承钢、高温渗碳轴承钢、耐高温轴承钢、渗碳轴承钢及带有非导电涂层的轴承产品的金相试样制备。
48.实施例2、本实施例步骤s1中切割工艺条件为：进给速度为0.10-0.20mm/s，加载力为20n-30n，将样品切割成直径或者对角线长度小于28mm的试块。
49.可选地，步骤s2采用镶嵌料筒的直径为30mm，先倒入10-20ml的保边镶嵌料，然后倒入20-30ml的普通热镶嵌料。关闭镶嵌机上盖，设定镶嵌程序，镶嵌程序为：加热温度为180℃；加热时间为2～3min；压力为250bar；冷却时间为1.5-2min，镶嵌完成后，打开上盖，取出镶嵌完成的试块。
50.实施例3、基于上述实施例1和实施例2的切割和镶嵌。不同的是：
51.步骤s31的工艺条件为：使用粒度为220的金刚石预磨盘，润滑剂为水，常开，加载作用力为40n，研磨时间为2min，研磨盘转速为300rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。
52.步骤s32的具体工艺条件为：使用粒度为500的金刚石磨盘，润滑剂为水、常开，加载作用力为40n，研磨时间为2min，研磨盘转速为300rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。
53.步骤s33的具体工艺条件为：使用粒度为1200的金刚石磨盘，润滑剂为水、常开，加载作用力为40n，研磨时间为2min，研磨盘转速为300rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。
54.步骤s34的具体工艺条件为：使用绒布抛光盘；润滑剂为9μm油性金刚石悬浮液，7-10滴/min；加载作用力为35n，抛光时间为3min，研磨盘转速为150rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。
55.步骤s35的具体工艺条件为：使用绒布抛光盘；润滑剂为3μm油性金刚石悬浮液，5-7滴/min；加载作用力为30n，抛光时间为3min，研磨盘转速为150rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。
56.步骤s36的具体工艺条件为：使用绒布抛光盘；润滑剂为1μm油性金刚石悬浮液，3-5滴/min；加载作用力为20n，抛光时间为3min，研磨盘转速为150rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。
57.取下制备完成的试样，使用流动水将试样表面冲洗干净，使用无水乙醇喷涂试样表面，清理掉多余的水分，然后使用热吹风机进行风干，金相试样制备完毕，待后续使用。
58.工作原理：
59.本发明使用精密切割机可以切割各种状态下的轴承钢样品，而且切割速度快、精确、无组织变化，节约了试样切割时间；使用全自动镶嵌机，可快速镶嵌试样，制样速度是常规制样5倍以上，且压力稳定，可使融化后的热镶嵌料与试块贴合更紧密。同时试样观察面使用了部分保边镶嵌料，该镶嵌料材质较硬，自动磨抛时可保证边缘清晰，其余部分使用普通热镶嵌料，节约了制样成本。使用全自动磨抛机，磨抛压力稳定，自动滴注润滑剂，研磨盘
与试样夹具同向旋转，保证磨抛后试样表面光洁度，提高金相制样水平，保证金相分析的准确性，满足实际生产时金相检验及产品研发时金相检验需求。
60.本发明使用司特尔精密切割机进行轴承钢材质试样的切割，使用司特尔自动镶嵌机进行试样的镶嵌，使用司特尔全自动磨抛机进行试样的粗、细磨及抛光，通过该种试样制备方法，可以提高金相试样制备速度、可以对非导电的轴承试块进行精密切割、试样边缘在金相显微镜500倍放大下清晰可见，试样划痕极少，不会影响多视场金相分析，基于上述实施例得到的金相显微组织图如图1和图2所示。
61.本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

技术特征：
1.一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：s1、样品切割将轴承钢样品装卡在司特尔精密切割机工作台上，设定切割工艺条件，将样品切割成一定尺寸的试块；s2、试块镶嵌将试块放入司特尔自动镶嵌机的镶嵌料筒内，先倒入一定体积的保边镶嵌料，然后倒入一定体积的普通热镶嵌料，关闭镶嵌机上盖，设定镶嵌工艺条件，镶嵌完成后，打开上盖，取出镶嵌完成的试样；s3、试样磨抛将镶嵌完成的试样放入司特尔自动磨抛机内，试样由试样夹具固定，设定好试样磨抛工序，分别为：s31、预磨s32、粗磨s33、细磨s34、粗抛光s35、一次细抛光s36、二次细抛光s4、试样制取取下磨抛完的试样，使用流动水将磨抛试样表面冲洗干净，清理磨抛试样表面多余的水分，然后热风干后，获得金相试样。2.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s1中切割工艺条件为：进给速度为0.10-0.20mm/s，加载力为20n-30n，将样品切割成直径或者对角线长度小于28mm的试块。3.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s2中先倒入10-20ml的保边镶嵌料，然后倒入20-30ml的普通热镶嵌料。4.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s2镶嵌工艺条件为：加热温度为180℃；加热时间为2-3min；压力为250bar；冷却时间为1.5-2min。5.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s31的具体工艺条件为：使用粒度为220的金刚石预磨盘，润滑剂为水，加载作用力为40n，研磨时间为2min，研磨盘转速为300rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。6.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s32的具体工艺条件为：使用粒度为500的金刚石磨盘，润滑剂为水，加载作用力为40n，研磨时间为2min，研磨盘转速为300rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。7.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s33的具体工艺条件为：使用粒度为1200的金刚石磨盘，润滑剂为水，加载作用力为40n，研磨时间为2min，研磨盘转速为300rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。8.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s34的具体工艺条件为：使用绒布抛光盘；润滑剂为9μm油性金刚石悬浮液，7-10滴/min；加载作用力为35n，抛光时间为3min，研磨盘转速为150rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同
向旋转。9.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s35的具体工艺条件为：使用绒布抛光盘；润滑剂为3μm油性金刚石悬浮液，5-8滴/min；加载作用力为30n，抛光时间为3min，研磨盘转速为150rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。10.根据权利要求1所述一种轴承钢金相试样制备方法，其特征在于：步骤s36的具体工艺条件为：使用绒布抛光盘；润滑剂为1μm油性金刚石悬浮液，5-6滴/min；加载作用力为20n，抛光时间为3min，研磨盘转速为150rpm，试样夹具转速为150rpm，研磨盘与试样夹具同向旋转。

技术总结
一种轴承钢金相试样制备方法，它包含如下步骤：样品切割：将轴承钢样品装卡在司特尔精密切割机工作台上，设定切割工艺条件，将样品切割成一定尺寸的试块；试块镶嵌：将试块放入司特尔自动镶嵌机的镶嵌料筒内，先倒入一定体积的保边镶嵌料，然后倒入一定体积的普通热镶嵌料，关闭镶嵌机上盖，设定镶嵌工艺条件，镶嵌完成后，打开上盖，取出镶嵌完成的试样；试样磨抛：将镶嵌完成的试样放入司特尔自动磨抛机内，试样由试样夹具固定，设定好试样磨抛工序；试样制取：取下磨抛完的试样，将磨抛试样表面冲洗干净，清理水分，然后热风干后，获得金相试样。本发明可提高金相试样制备速度，制备得到的试样划痕极少，不会影响多视场金相分析。不会影响多视场金相分析。不会影响多视场金相分析。


技术研发人员：周保鑫 滕鹤 杜斌 杨德惠 班君 刘畅
受保护的技术使用者：哈尔滨轴承制造有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/6