Способ изготовления металлографических шлифов

Изобретение относится к металлографическому анализу структуры исвойств металлов и сплавов, в частности к изготовлению микрошлифов сталей и сплавов после ионного азотиронания, комплексного накуумного или гаэофазового нанесения покрытий иэ нитридон титана, циркония и других элементов на конструкционные детали и инструмент с целью повышения их эксплуатационных характеристик.Известен способ изготовления микрошлифов с повышенными требованиямик качеству поверхности при исследовании специальных сталей и сплавов, предусматривающий дополнительное по.5 лирование образцов, закрепленных в органической быстротвердеющей смеси, с применением при полировании меЛ- ких супералмазных паст Зернистостью до 0,25 мкм. Такое полирование чередуют с полированием с введением водной взвеси дисперсной окиси алюминия или магния в воде 11.Однако при изготовлении и анализе шлифов с тонкими твердыми диффуэион" ными слоями на пластичных, мягких сталях и сплавах вследствие неодина", коного съема металла при полировании слоя и сердцевины происходит частичное выкрашивание и скол слоя по периметру образца. Велика трудоемкость Ю изготовления шлифов на операции окончательного шлифования и полирования.Известны также способы иэготонления и полирования микрошлифов по известным схемам с механическим закре плением и заливкой образцов легкоплавкими сплавами металлов и другими композициями 123.Укаэанные способы также характеризуются указанными недостатками, 40 что ограничинает их применение.Известен способ изготовления шлифов для металлографического анализа, включающий предварительное и окончательное полирование после шлифования 45 вначале всей, а затем части исследуемой поверхности. При этом притирка и полирование исследуемой поверхности проводится вручную на специальных притирах из стекла или чугуна в присутствии алмазной пасты, талька и других материалов 33.Недостатками данного способа являются ограниченная возможность изготовления шлифов иэ нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов, высокая трудоемкость притирки, особенно для образцов малых сечений, Так, образцы микрокапилляров диаметром 0,2-0,6 мм иэ пластичных материалов обычно деформируются, плоскость шлифа нарушается, выкрашинается тонкий диффуэион .ный слой, Аналогичные результаты получаются при полировании нержавеющих аустенитных сталей с твердым нитрйдным слоем глубиной 5-10 мкм. При ис следовании порошковых материалов скарбидным и карбонитридным поверхностйым слоем полирование по известному способу неэффективно, особеннодля тонколеэвийного инструмента прианализе глубины и микротнердостислоя.Целью изобретения является повышение качества изготовления и исключение выкрашивания микрошлифов.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовления металлографических шлифов, преимущественно из сталей с твердымпокрытием, включающему механическоеполирование шлифов в обойме с заливкой быстротвердеющими расплавами илиорганическими композициями, шлифыустанавливают в расходуемую керамическую обойму, содержащую микроабразивные компоненты, причем поверхность шлифа находится ниже края обоймы, и проводят полирование с использованием абразива расходуемой керамической обоймы.В качестве расходуемой керамической обоймы применяют высокотемпературнув алюмонитридборную керамику,В процессе полирования по предлагаемому способу вначале происходитпоступление первых порций микроабраэивных частиц на полироночный войлочный круг, а после снятия 10-20 мкмпроисходит одновременное полирование поверхности микрошлифа и поступлдние новых порций абразива н зонуполирования, При перемещении шлифапо радиусу круга в зону полированиякаждый раз по кратчайшему пути поступают частицы шлифующего материала сустаноночной обоймы. Дополнительноесмачинание водой обеспечивает процесс мокрого полирования частицами,меньшими чем супералмаэная паста,Возможно одновременное полированиемягкого основного материала и тончайшего твердого слоя без образованиярисок, мельчайших выкрашинаний. Вслучае определенного более высокогосоотношения прочности и вязкости слояи сердцевины, требующего введения иныхполирующих составов или одновременного использования нескольких полирующих компонентов, полиронание ведетсясразу несколькими абразивами, в томчисле абразивом обоймы,Механизм полирования абразивом обоймы, содержащей микрочастицы нитрида бора и алюмонитрида бора, когда материал обоймы представляет собой керамику марки АБН, отличается от характера полирования с введением полирующих абразивных компонентов в известных способах. Как следствие, исключается заваливание края шлифа и количество повреждений тонкого поверхностного слоя, повышается качесЗаказ 316/39 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобРетений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 тво и снижается трудоемкость изготовления шлифа. П р и м е р 1. Цилиндрические образцы-свидетели для контроля качества и глубины слоя нитрида тита,на, полученного вакуумно-ионным осаждением на установке ЭПНпри обработке инструмента из порсйаковой стали Р 6 М 5, обрабатывают предлагаемым способом. После заточки на мягкомкруге образец устанавливают для окончательного полирования в керамичес" кую обойму из керамики АБН. Край обоймы выше анализируемого края металла на 50 мкм. Полирование проводят на станке СПМВна круге с покрытием иэ сукна при скорости вращения круга 360 об/мин с введением на круг дистиллированной воды. Образцы сравнения шлифуют и полируют из" вестным способом с применением на стадии полирования взвеси окиси хрома в воде.Шлифы на всех стадиях полирования контролируют визуально с применением микроскопа МБС,. а металлографический анализ слоя проводят на микроскопе МИМпри увеличении 100- 500 крат,При полировании по предлагаемомуспособу получают шлиф с покрытиемиз нитрида титан микротвердостью2400-2500 кгс/мм . Слой глубиной 812 мкм практически одинаковый по все му периметру, не имеет завалов и выкрашиваний. Длительность полирования сократилась в 1,8 раза;П р и м е р 2. Упоры иэ стали12 Х 8 Н 1 ОТ после нанесения в вакуумно О ионизированной установке слоя титана(10-12 мкм), затем слоя нитридатитана (5 мкм) полируют предлагаемым способом, закрепляя шлиф в керамичФ."кой обойме. Край шлифа на, 1 100 мкм ниже края расходуемой обоймы из керамики АБН. Микрошлиф изготовлен в 1,6 раза быстрее, чем поизвестному способу полирования. Исключено отслоение и скол слоя от менее прочной пластичной основы, ненаблюдается выкрашивание тонких кромок шлифа.Таким образом, предлагаемый способ позволяет эффективно, с высокимкачеством полировать шлифы малых раз меров иэ различных сталей и сплавовс тонкими высокопрочными, твердымии специальными покрытиями при значительном (в 1,5-2,0 раза) снижениитрудоемкости полирования.