自动精密研磨抛光机抛光钒片

实验材料：轧制的钒片，尺寸为Ø20*0.1mm，如图1所示。材料特性：钒是一种银灰色的金属。纯钒质坚硬，无磁性，具有延展性，但是若含有少量的杂质，尤其是氮，氧，氢等，能显著降低其可塑性。

图1 钒片形貌

实验目的：对钒片进行研磨抛光，抛光后在400×显微镜下观察无明显划痕存在。

实验设备：UIPOL-802精密研磨抛光机、MTI-3040加热平台、VGT-1620QTD超声波清洗机，实验所用设备如图

图2 实验所用设备图

实验耗材：金刚石悬浮液、刚玉研磨粉、金刚石喷雾+二氧化硅、合成革抛光垫、磨砂革抛光垫

图3 实验所用耗材图

实验过程：

试样的固定：首先将钒片与载样块一同放置于MTI-3040加热平台上进行预热，待试样和载样块表面的温度达到石蜡的融化温度（80℃左右）后，将石蜡涂敷到载样块表面的中心位置，然后将试样放置到涂敷有石蜡的位置，将载样块与试样一同挪到加热台下面进行冷却，待载样块冷却到室温后将粘有样品的载样块放到研磨抛光盘上进行磨抛。载样块外套有一个修盘环用于促进载样块的旋转，同时能使一定量的磨料保持在研磨盘表面，更有利于样品的研磨。用石蜡固定在载样块表面的样品如图4所示：

图4 黏贴在载样块上的样品图

试样的研磨：样品固定好之后便可以放到玻璃研磨盘上进行研磨了，在玻璃研磨盘上研磨的试样如图5（1）所示，研磨之前要对研磨参数进行设置，对磨料进行选择。本实验选用玻璃研磨盘对试样进行研磨，首先在30rpm的转速下使用1.75kg的配重砝码和W28的磨料对试样进行研磨20min，将试样由于轧制所产生的表面不平和划痕全部去除；再用W7的磨料在30rpm的转速下对试样表面研磨10min，使试样表面研磨的更细腻，使用粗磨料研磨完的表面留下的较深的凹坑在本次粒度磨料的研磨下变得较浅，并逐渐趋于平坦的表面；最后使用W3.5的刚玉磨料在30rpm的转速下对试样表面研磨10min，使试样表面的凹坑被研磨的更浅，使样品的表面更平坦。当三种磨料都研磨完之后会使样品表面变成一个平坦的磨砂面，此时使用磨砂革抛光垫搭配金刚石喷雾抛光液和二氧化硅悬浮抛光液对试样表面进行抛光，所使用的抛光时间为1h，抛光后将试样放到MTI-3040加热平台上加热，使石蜡融化，然后取下试样片（注意：由于试样片较薄，因此不能直接用蛮力将样品取下，否则会使样品发生变形）。

试样的清洗：将取下后的试样用酒精擦拭干净，然后放入装有酒精的杯中再放进超声波清洗机中进行清洗，清洗中的试样如图5（2）所示，将试样表面细小的脏物都清洗干净，将清洗干净的试样片取出，用干净酒精冲淋，冲淋之后用风筒吹干，再进行观察。

图5 处理中的试样图   

试样的观察：观察清洗干净的试样片如图5（3）所示可见，试样片表面光亮如镜，试样边缘无翘曲变形产生，肉眼观察试样片表面无划痕存在。然后将试样片放到400×的显微镜下进行观察，结果如图6所示，样品在400×显微镜下观察试样表面无划痕，整个表面光亮平整，达到本实验在400×显微镜下观察无划痕目的。

图6 显微镜下试样的表面形貌

用扫描电子显微镜对试样进行观察，结果如图7所示，在5000倍的扫描电镜下试样表面无明显划痕。

图7 扫描电镜下样品的表面形貌图  

实验结论：UNIPOL-802自动精密研磨抛光机适合薄片状金属试样的研磨抛光，且抛光过程中不会使试样发生边缘翘曲变形，抛光后的试样表面平整光亮，能够实现在高倍数显微镜下观察无划痕的目标。