Mikä a Metallografinen upotuskone Itse asiassa tekee
Metallografinen upotuskone, jota kutsutaan yleisemmin asennuspuristimeksi, kapseloi metalli-, keramiikka- tai komposiittinäytteen sylinterimäisen hartsikappaleen sisään, jotta se voidaan hioa, kiillottaa ja tutkia mikroskoopilla murenematta, pyöristymättä reunoilta tai siirtymättä käsittelyn aikana. "Inlay" tai "inlaying" terminologia tulee suoraan metallografisen näytteen valmistelutyön kulusta: pieni, usein epäsäännöllisen muotoinen materiaalipala asetetaan muottiin, ympäröidään kiinnitysaineella, sitten altistetaan lämmölle ja paineelle (tai jätetään kovetumaan huoneenlämpötilaan), kunnes se muodostaa kiinteän, tasaisen kiekon, jonka halkaisija on tyypillisesti 25 mm, 30 mm tai 402 mm.
Tämä vaihe on näytteen leikkaamisen ja hionnan/kiillotuksen välissä tavallisessa metallografisessa valmistelussa, ja sillä on enemmän merkitystä kuin useimmat laboratorioteknikot alun perin olettavat. Huonosti asennettu näyte tuottaa reunan pyöristymisen, joka piilottaa hiilenpoistokerrokset, pinnoitteen paksuuden ja kotelon kovettumissyvyyden – juuri ne ominaisuudet, jotka kovuustestin tai mikrorakenteen tarkastuksen on tarkoitus paljastaa.
Kuumaasennus vs. kylmäasennus: oikean menetelmän valinta
Useimmat markkinoilla olevat upotuskoneet ovat kuuma-asennus (puristuskiinnitys) -puristimia, koska tämä menetelmä on nopeampi ja tuottaa tiheämpiä, tasaisempia kiinnikkeitä rutiinilaboratoriotyöhön. Kylmäasennuksessa sitä vastoin käytetään kaksiosaista nestemäistä hartsia, joka kaadetaan avoimeen muottiin huoneenlämpötilassa, ja se on varattu näytteille, jotka eivät kestä lämpöä tai painetta.
| tekijä | Kuuma asennus | Kylmä asennus |
|---|---|---|
| Tyypillinen kiertoaika | 8-15 minuuttia | 20 minuutista useisiin tunteihin |
| Prosessin lämpötila | 150 °C - 180 °C | Ympäristö (ei lämpöä) |
| Käytetty paine | 20-30 MPa | Ei mitään |
| Reunojen pito | Hyvästä erinomaiseen | Erinomainen tyhjiöimpregnoinnin kanssa |
| Soveltuu parhaiten | Rutiininomainen metalli-, keramiikka- ja komposiittinäytteet | Lämmölle herkät, huokoiset tai halkeilevat näytteet |
Kuumaasennussyklin sisällä
Tavallinen upotuskonesykli kulkee kolmen ohjatun vaiheen läpi, ja kunkin ymmärtäminen auttaa selittämään, miksi kiinnityksen laatu vaihtelee niin paljon käyttäjien ja koneiden välillä:
- Lämmitys ja puristus: muottikammio lämpenee hartsin pehmenemispisteeseen, kun taas hydraulinen tai pneumaattinen mäntä käyttää tasaista painetta pakottaen sulan hartsin näytteen jokaisen ääriviivan ympärille.
- Pito: lämpötilaa ja painetta ylläpidetään useita minuutteja, jotta hartsi silloittuu ja kovettuu täysin, mikä määrittää lopullisen kovuuden ja kutistumiskäyttäytymisen.
- Jäähdytys paineen alaisena: muotti jäähtyy paineen ollessa yllä, mikä estää hartsia vetäytymästä pois näytteen reunasta sen supistuessaan. Tämän vaiheen ohittaminen on yleisin yksittäinen syy reunaväliin.
Koneet, joissa on itsenäiset lämmitys-/jäähdytysvesipiirit, suorittavat syklin tyypillisesti 30–40 prosenttia nopeammin kuin ilmajäähdytteiset laitteet, mikä on tärkeää laboratorioissa, joissa käsitellään kymmeniä näytteitä vuorossa.
Asennushartsivalinta
Itse upotuskone on vain puolet yhtälöstä; hartsivalinta vaikuttaa lopputulokseen aivan yhtä paljon kuin koneen asetukset.
- Fenolihartsi (bakeliitti). on työhevonen valinta tavallisiin rauta- ja ei-rautapitoisiin näytteisiin – alhaiset kustannukset, hyvä kovuus, mutta hauraita ohuissa tai hauraissa osissa.
- Diallyyliftalaatti (DAP) hartsi tarjoaa paremman kemiallisen kestävyyden ja on parempi, kun näytteitä syövytetään aggressiivisesti.
- Johtava hartsi (hiilellä tai kuparilla täytetty) tarvitaan SEM-analyysiin johtavissa näytteissä, koska se eliminoi erillisen johtavan pinnoitteen tarpeen.
- Epoksikiinnitysaine kutistuu vähemmän kuin fenoli ja on vakiovalinta, kun reunan pysyminen pinnoitteen paksuuden mittauksessa on kriittistä.
Tärkeimmät tiedot, joita vertailla ennen ostamista
Arvioitaessa upotuskoneita laadunvarmistuslaboratorioon tai tuotantoympäristöön, neljä erittelyä erottaa jatkuvasti luotettavat laitteet pullonkauloja luovista yksiköistä:
| Erittely | Miksi sillä on merkitystä |
|---|---|
| Muotin halkaisijaalue | On vastattava halkaisijastandardia, jota kiillotus- ja kovuustestauslaitteistosi jo käyttää (yleensä 25–40 mm). |
| Maksimipaineteho | Riittämätön paine jättää tyhjiä kovia, epäsäännöllisiä näytteitä, kuten hitsin poikkileikkauksia tai murtumia, ympärille. |
| Jäähdytysjärjestelmän tyyppi | Vesijäähdytteiset järjestelmät lyhensivät sykliaikoja merkittävästi verrattuna passiiviseen ilmajäähdytykseen, mikä vaikuttaa suoraan päivittäiseen näytemäärään. |
| Ohjelmoitava syklimuisti | Tallennetut reseptit eri hartseille estävät käyttäjän välisen vaihtelun valmiin kiinnityksen laadussa. |
Yleiset asennusvirheet ja niiden syyt
Useimmat valitukset upotetusta koneen tuotosta juontavat juurensa pieneen joukkoon toistuvia ongelmia eikä itse laitteistoa:
- Reunaraot tai poisveto: johtuu yleensä paineen vapautumisesta ennen kuin hartsi jäähtyy kokonaan tai näytteen ja hartsin välisestä epäsopista lämpölaajenemisesta.
- Huokoisuus telineen sisällä: johtuu tyypillisesti riittämättömästä paineesta tai hartsista, jota ei esilämmitetty/kuivattu ennen lataamista.
- Näytteen liikkuminen muovauksen aikana: tapahtuu, kun näytettä ei ole keskitetty tai stabiloitu muottiin ennen syklin alkamista, erityisesti ohuissa tai pyöristetyissä osissa.
- Pinnan värjäytyminen tai hartsin värjäytyminen: liittyy usein ylikuumenemiseen hartsin valmistajan suositteleman kovettumislämpötilan yli.
Usein kysytyt kysymykset
Onko upotuskone sama kuin asennuspuristin?
Kyllä. "Inlay-kone", "inlaying-puristin" ja "asennuspuristin" kuvaavat samaa laiteluokkaa, jota käytetään metallografisten näytteiden valmistuksessa; terminologia vaihtelee pääasiassa alueen ja toimittajan mukaan.
Mitä näytekokoja voidaan asentaa?
Näytteen kokoa rajoittaa koneeseen valittu muotin ontelon halkaisija ja syvyys; Useimmat laboratoriot standardoivat yhden tai kahden muottikoon, jotta loppupään kiillotuslaitteet pysyvät yhtenäisinä.
Voiko sama kone suorittaa sekä fenoli- että epoksihartsisyklejä?
Useimmat nykyaikaiset upotuskoneet tukevat useita tallennettuja ohjelmia, jolloin käyttäjä voi vaihtaa hartsityyppien välillä valitsemalla erilaisen esiasetetun lämpötilan, paineen ja pitoajan sen sijaan, että konfiguroisi konetta manuaalisesti.
