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技術(shù)文章

工具顯微鏡測(cè)滲鋅層層深
工具顯微鏡測(cè)滲鋅層層深
      借助工具顯微鏡測(cè)量金屬制品的滲鋅層深，相比磁性法測(cè)量準(zhǔn)確，相比金相顯微法測(cè)量誤差小，相比掃描電鏡分析方法成本更低；利用工具顯微鏡CCD攝像及軟件中的直線間求距功能測(cè)量滲鋅層深。

粉末滲鋅是一種固態(tài)多元熱擴(kuò)散涂層加工技術(shù)。滲鋅涂層與金屬基體結(jié)合強(qiáng)度很高，具有優(yōu)異的抗高溫氧化性，耐腐蝕性和抗磨損與抗沖擊等特性，極大地提高了金屬的使用壽命。而滲鋅層層深直接關(guān)系到金屬材料的使用年限。目前一般測(cè)試滲鋅層層深的方法有三種：一種是磁性法其原理為利用從測(cè)頭經(jīng)過(guò)非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小，來(lái)測(cè)定覆層厚度；一種是金相顯微法其原理Zn滲入金屬中形成不同的相，經(jīng)過(guò)拋光腐蝕后呈現(xiàn)不同的組織，利用顯微目鏡的測(cè)微格推算滲層層深；一種是掃面電子顯微鏡其原理為通過(guò)能譜儀對(duì)滲層斷面進(jìn)行成分定性測(cè)試，來(lái)確定滲層的層深。第 一種缺點(diǎn)是限于基體材料是磁性材料及粗糙度會(huì)引起試驗(yàn)的誤差。第 二種的缺點(diǎn)是由于眼睛視場(chǎng)的不同及顯微鏡放大倍數(shù)的誤差引起的誤差。第三種設(shè)備投資較大，不適合工廠批量檢驗(yàn)。本文闡述了一種利用工具顯微鏡的放大及測(cè)量的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)滲鋅層層深測(cè)量的方法。

1.試樣的制備

試驗(yàn)試樣處理工藝


試樣的加工。由于直接磨様會(huì)導(dǎo)致試樣的邊緣產(chǎn)生倒棱現(xiàn)象，造成試驗(yàn)誤差的產(chǎn)生。因此我們首先將滲鋅的試樣用金相切割機(jī)沿軸線的垂直方向切割，露出新鮮的金屬表面。然后再用鑲嵌機(jī)將金屬試樣鑲嵌到膠木粉中，制成zui終的塑料金屬?gòu)?fù)合試樣。

金相試樣的制備。將鑲嵌好的試樣在金相試樣拋光機(jī)上用180目、320目、600目水砂紙、600目金相砂紙依此拋光，再用金絲絨布拋光（加適量的三氧化二鋁混合液），拋光至表面無(wú)劃痕。

將拋光好的試樣用4%的硝酸酒精腐蝕，然后用電吹風(fēng)吹干。

2.滲鋅層層深測(cè)量

工具顯微鏡測(cè)量層深的原理。工具顯微鏡的原理為：工作臺(tái)上被測(cè)工件由LED表面光（反射光）或底座內(nèi)部的輪廓光照明后，經(jīng)變焦距物鏡，彩色高清CCD攝像機(jī)攝取圖像，再通過(guò)S端子傳送至影像采集卡，PC再讀取影像采集卡的資料進(jìn)行分析處理，圖像顯示在液晶顯示器上，通過(guò)M2D專(zhuān)業(yè)軟件及十字線產(chǎn)生器瞄準(zhǔn)測(cè)量。工件放在工作上不動(dòng)，通過(guò)工作臺(tái)帶動(dòng)光學(xué)尺在X 、Y方向上移動(dòng)，由M2D專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示，完成測(cè)量工作。

層深的測(cè)量。將制備好的試樣放在工具顯微鏡的工作臺(tái)上，打開(kāi)表面光源，調(diào)節(jié)焦距及表面光源，調(diào)節(jié)焦距及放大倍率，使得PC顯示屏呈現(xiàn)清晰的圖像（圖2） 圖 2

將旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)X、Y方向旋鈕，使得光標(biāo)十字線對(duì)應(yīng)金屬滲層的臨界點(diǎn)，踩腳踏板拾取坐標(biāo)點(diǎn)，將拾取的每?jī)蓚€(gè)坐標(biāo)點(diǎn)定義為一條直線，共拾取4個(gè)點(diǎn)形成兩條直線，利用M2D軟件中的直線間求距功能直接求出兩條直線間的距離，即滲層的層深。

3.結(jié)果分析與應(yīng)用

利用工具顯微鏡測(cè)量滲鋅層的層深數(shù)據(jù)直觀，利用工具顯微鏡的相關(guān)軟件也可測(cè)量其他非標(biāo)準(zhǔn)試樣的滲鋅層層深，相比較金相法及磁性法數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，減少了人為誤差。通過(guò)變換浸蝕劑，該方法也可用于其它表面處理層深的測(cè)量。