SYJ-400劃片切割機(jī)切割EBSD樣品

實(shí)驗(yàn)材料：鎳基單晶高溫合金圓棒試樣材料，樣品如下圖所示；

圖1 圓棒樣品圖

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

      由沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司制造的SYJ-400劃片切割機(jī)、MTI-3040加熱平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖2所示；

圖2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備圖

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

      首先將φ15㎜的圓棒試樣用SYJ-400劃片切割機(jī)切割成厚度為3㎜的圓片，然后用SYJ-400劃片切割機(jī)在3㎜厚的圓片試樣上切取7㎜×7㎜的方塊試樣。

實(shí)驗(yàn)過程：

      將SYJ-400劃片切割機(jī)專用載樣塊、樹脂陶瓷墊塊及圓棒試樣一同放到加熱平臺(tái)進(jìn)行預(yù)熱。載樣塊、樹脂陶瓷墊塊、樣品三者之間用石蠟進(jìn)行粘結(jié)，石蠟的融化溫度大約80℃左右，當(dāng)加熱平臺(tái)溫度達(dá)到石蠟融化溫度后將石蠟涂抹在三者之間將要進(jìn)行連接的位置。樹脂陶瓷墊塊放在載樣塊的上方，防止切割時(shí)由于切割行程過長(zhǎng)將載樣塊損傷，為了使圓棒試樣更穩(wěn)固旁邊放兩塊小的楔形樹脂陶瓷墊塊加以固定，固定好的樣品如下圖3所示；

圖3 固定好的樣品示意圖

      將固定好的圓棒樣品裝載到劃片切割機(jī)的載樣臺(tái)上，調(diào)整好樣品位置后設(shè)置切割參數(shù)對(duì)樣品進(jìn)行切割。圓棒試樣為鎳基單晶高溫合金，是材質(zhì)比較堅(jiān)硬的金屬，因此我們選用適合切割金屬的SiC鋸片對(duì)樣品進(jìn)行切割，切割樣品時(shí)切割速度設(shè)置為1㎜/min，切割時(shí)將鋸片調(diào)到最大轉(zhuǎn)速。切割過程中用水對(duì)樣品進(jìn)行冷卻，防止因鋸片和樣品之間的摩擦產(chǎn)生大量的熱使鋸片磨損嚴(yán)重，同時(shí)由于過多的熱量使樣品內(nèi)部產(chǎn)生大量的內(nèi)應(yīng)力，給樣品后期的觀察帶來干擾，與電火花線切割機(jī)切割的樣品相比用劃片切割機(jī)切割的樣品產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力要小得多。切割樣品時(shí)用水進(jìn)行冷卻既可以減輕鋸片的磨損量，又可以降低樣品中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。為防止切割過程中水花四濺，要用防濺盒將鋸片和樣品遮擋起來，裝載好的樣品如圖4所示；

圖4 在設(shè)備上固定好的樣品圖

      切割時(shí)切割次數(shù)設(shè)置為7，切割后產(chǎn)生6片標(biāo)準(zhǔn)試樣片，試樣片及其尺寸如下圖5所示，與電火花切割的金屬相比，切割后的樣品表面光滑，只有輕微切割痕跡，而無熱灼傷層產(chǎn)生，具有比較優(yōu)秀的切割面。對(duì)切割后的樣品尺寸進(jìn)行測(cè)量可見，切割后的樣品厚度與設(shè)置的樣品厚度相比有一定的尺寸偏差，這是因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)的鋸片在切割過程中會(huì)產(chǎn)生一定的抖動(dòng)，切割速度越快，鋸片抖動(dòng)量越大。因此，若不要求樣品尺寸精確，想快速切割樣品可以選用較快的切割速度進(jìn)行切割，若想得到好的切割尺寸和光滑的切割面應(yīng)盡可能降低切割速度。

圖5 切割后的試樣片形貌及尺寸

      切割后將樣品每三個(gè)排列一行，排列成兩行，重復(fù)固定試樣的步驟，將試樣片固定在載樣塊上，用SYJ-400劃片切割機(jī)在圓形試樣片上切取7㎜×7㎜的方塊試樣作為EBSD樣品進(jìn)行進(jìn)一步的處理。切割時(shí)速度設(shè)置VZ=VX=1㎜/min切割后的EBSD樣品如圖6所示；

圖6 切割后的EBSD樣品圖

      從圖6可見切割后的圓片中心的小方形試樣塊就是所要的7㎜×7㎜的EBSD樣品，根據(jù)不同掃描電鏡對(duì)EBSD樣品尺寸要求不同，EBSD樣品大致可分為兩種尺寸，一種是在10×10×3㎜尺寸以下的樣品，一種是在7×7×3㎜以下尺寸的樣品，這里我們選做的是7×7×3㎜的樣品，這樣的樣品可以同時(shí)滿足兩種設(shè)備的要求。切割完成后就可以對(duì)樣品進(jìn)行下一步的研磨和拋光的操作了。

SYJ-400劃片切割機(jī)選用原因：

      SYJ-400 CNC劃片切割機(jī)采用大扭矩交流無刷電機(jī)，通過帶輪組驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使主軸轉(zhuǎn)數(shù)在300rpm-3000rpm內(nèi)可調(diào)。適用于各種晶體、陶瓷、玻璃、礦石、金屬等材料的劃片和切割。本機(jī)X軸滑板行程：210mm；Y軸滑板行程：110mm；Z軸滑板行程：90mm；步進(jìn)電機(jī)定位精度：0.01mm；最大切割深度：50mm；步進(jìn)電機(jī)定位精度可達(dá)到0.01mm，樣品工作臺(tái)可進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，并配有十字夾具（90°定位模），可根據(jù)材料的尺寸選用適合的鋸片與夾鋸墊。配有防水罩，并可通過節(jié)流閥控制冷卻液流量。是實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)單位理想的精密切割設(shè)備之一。 作者：沈陽科晶