1、环氧树脂镶嵌
主用材料为环氧树脂加固化剂等组成。环氧树脂+固化剂=聚合物+热。
固化剂是胺类化合物,其用量应适当。用量过多易使树脂变脆,用量过少则不能充分固化,故一般固化剂的用量约占总量的10%。
加入耐磨填料是为了提高镶嵌材料的硬度和耐磨性,可用氧化铝、碳化硅以及铸铁屑、石英、水泥等作为填料。对于保护试样边缘防止倒角特别有利。
镶嵌时首先将欲镶嵌的试样磨面磨平,置于光滑平板上,外部套以适当大小的套管。然后按配方顺序准确称量,搅拌均匀成糊状后浇注,凝固即成。
套管可以是钢管、铜管、铝管等,也可以是塑料管。它可以是一次性消耗的,也可以重复使用。若重复使用时,应在平板上涂一薄层油脂,则便于将镶嵌试样顶出。也有使用可拆式塑料模的,塑料模的材料常用硅橡胶和聚四氟乙烯塑料等。
对于表面薄层组织,如渗层、镀层、变形层、扩散层等,由于太薄不易观察和测量,可采用倾斜截面来增加观察厚度,被观察试样借助于垫块倾斜置于塑料模中,其倾斜角为α,若薄层真实厚度为d, 观察刀的倾斜镶嵌的薄层厚度为l, 则sinα=d/l,当α=5.7º时,则d=0.1l,便可求得薄层的实际厚度。
环氧树脂适用于大批量试样的镶嵌,可预先配置,操作迅速简便,无需专用设备,但固化缓慢,约需6~24h后才能磨制,而且易因受热而软化,因此对于较硬的材料和热敏感性不高的材料,大都采用热镶嵌法,即用镶嵌机进行镶嵌。
2、镶嵌机镶嵌
是在专用金相试样镶嵌机上进行镶嵌,镶嵌机主要由加热器、加压机构和压模装置等组成,镶嵌用塑料有热固性和热塑性塑料两大类:热固性塑料,如胶木粉(电木粉),成分为酚—甲醛树脂或酚-糠醛树脂,不透明、有多种颜色,镶嵌金相试样多用黑色或棕色,这种塑料质地较硬,但抗酸碱浸蚀能力较差,镶嵌时在压模内加压,加热至130~150℃,保温约15min后冷却至70℃脱模即成;热塑性塑料成分为聚氯乙烯或醋酸纤维树脂等,它们是透明或半透明的塑料,与有机玻璃类似,质地较软,但抗酸碱浸蚀能力较强,镶嵌时也需要加压、加热,加热温度一般为140~170℃。由于成型过程无变质反应,再次加热又能软化,因此可以回收再用。据此,可获得线材、薄片材料垂直于切面的金相磨面,制作方法是利用热塑性塑料预压成型,再沿纵向锯开,放入试样后再Z后镶嵌成型。
在镶嵌机上进行镶嵌时,亦可加入耐磨填料,如氧化铝、碳化硅等,增加硬度和耐磨性。对于淬火马氏体组织的试样不宜采用热镶嵌,因加热时可能发生组织变化;对于极软的金属及合金,如铅、锡、轴承合金等,因加压易引起塑性变形,也不宜采用镶嵌机。