滲氮零件金相試樣制備過程

滲氮零件制備過程中的主要問題是：

孔隙區的碎屑與復合層的裂紋。在研磨的首道工序就極可能產生這些破壞因素。同時，如鑲嵌不當及用軟布長時間拋光，都會造成毛邊。用1000x的放大率進行涂層評定時，毛邊可能導致厚度測量值不正確。

滲氮鋼制備的建議

為了防止對滲氮層產生破壞，建議在金相切割機上用水冷方式進行謹慎切割，以達到金相制備的目的。為了進行切割，需根據滲氮零件的硬度選擇氧化鋁切割砂輪。這通常是一個中等硬度或較軟的切割輪。

鑲嵌：

為了避免產生收縮縫隙，建議采用熱壓縮鑲嵌，并使用三靈HMR2保邊型鑲嵌料。此外，在鑲嵌之前使用一個薄的純銅箔（0.05mm）包裹切割后的樣品，可提高邊角防護性能。

同時，銅的顏色可以增加涂層相對于鑲嵌樹脂的對比度，這對于與氧化零件一起工作的情況，效果更為顯著。

研磨與拋光：

用碳化硅金相砂紙180#和/或200#進行初磨。為了確保邊角防護，用金剛石預磨盤四型上進行精磨就顯得非常重要。然后，在絲綢拋光布上進行金剛石拋光，并用1μm的金剛石或氧化硅進行短暫的終拋光。這種后續工藝可使滲氮鋼試樣實驗結果較好并有可重現性。最終將得到六個鑲嵌樣品的制備數據，樣品直徑30mm，并夾在夾具內。根據樣品尺寸與涂層的類型，可對拋光時間稍做修改。

腐蝕：

首先，對滲氮涂層不進行腐蝕，并檢查，以評定孔隙區以及孔的尺寸與形狀。然后，用1-3%的硝酸酒精溶液進行腐蝕，將顯現白色的復合層，以及合金鋼中的黑色的擴散區。優良的基底材料對于質量較好的滲氮零件而言非常重要。最初表面的裂紋、雜質、嵌條、變形將對滲氮層的質量產生決定性的影響。因此，對于基底材料結構的評定至關重要。

對于低碳鋼，可通過在300℃/45分鐘下加熱樣品，并用1%的硝酸酒精溶液進行腐蝕的方法對擴散區進行鑒定。

結論：

滲氮層的金相學理論主要用于質量控制、滲氮工藝過程控制、以及失效分析等。

制備滲氮層的主要困難在于：研磨與拋光過程中復合層產生的毛邊、裂紋與碎屑。通過使用薄銅箔在熱壓縮鑲嵌之前包裹樣品，可克服該問題。可使用碳化硅金相砂紙或在精磨盤上使用金剛石進行精拋光，后者可以產生更好的邊角防護效果。有必要進行足夠長時間的、后續的金剛石拋光工藝過程，以消除在制備過程中對復合層產生的破壞作用。