一、案例背景?

某機(jī)械制造企業(yè)的質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室，近期承接了一批汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的質(zhì)量檢測(cè)任務(wù)。該批連桿采用 45 號(hào)鋼材質(zhì)，需通過金相分析判斷其內(nèi)部組織是否符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，如晶粒大小、是否存在夾雜缺陷等。由于連桿樣品尺寸較小且形狀不規(guī)則，直接進(jìn)行研磨和拋光操作易導(dǎo)致樣品移位、受力不均，影響后續(xù)金相觀察效果，因此需使用金相鑲嵌機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行鑲嵌處理，為后續(xù)檢測(cè)環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。?

二、所用設(shè)備及材料?

（一）設(shè)備?

本次使用的金相鑲嵌機(jī)，該設(shè)備具備自動(dòng)控溫、控壓功能，鑲嵌壓力范圍為 5-25MPa，加熱溫度可在室溫至 200℃之間調(diào)節(jié)，單次鑲嵌時(shí)間可根據(jù)樣品和鑲嵌料特性靈活設(shè)置，適用于熱固性和熱塑性鑲嵌料，能滿足不同材質(zhì)樣品的鑲嵌需求。?

（二）材料?

1. 鑲嵌料：選用熱固性酚醛樹脂鑲嵌粉（黑色），該鑲嵌料具有良好的耐熱性和硬度，固化后不易變形，能有效包裹樣品，且與樣品之間的結(jié)合性較好，便于后續(xù)研磨拋光。?

2. 樣品：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿切割樣品，尺寸約為 10mm×8mm×5mm，切割面需進(jìn)行金相觀察，表面無明顯油污和雜質(zhì)。?

3. 輔助材料：無水乙醇（用于清潔樣品和模具）、鑷子（夾取樣品）、軟布（擦拭設(shè)備和樣品）。?

三、操作流程?

（一）前期準(zhǔn)備?

1. 設(shè)備檢查：接通金相鑲嵌機(jī)電源，打開設(shè)備開關(guān)，檢查設(shè)備顯示屏是否正常顯示，加熱模塊、壓力模塊是否能正常工作，模具是否完好無損、無變形或裂紋。同時(shí)，檢查設(shè)備的安全防護(hù)裝置，如緊急停止按鈕是否靈敏有效，確保設(shè)備處于安全運(yùn)行狀態(tài)。?

2. 樣品清潔：用鑷子夾取連桿樣品，將其放入盛有無水乙醇的容器中浸泡 1-2 分鐘，然后用軟布輕輕擦拭樣品表面，去除表面的油污、鐵屑等雜質(zhì)，避免雜質(zhì)影響鑲嵌質(zhì)量和后續(xù)金相觀察。清潔后的樣品放置在干凈的軟布上晾干備用。?

3. 鑲嵌料準(zhǔn)備：根據(jù)樣品尺寸和模具容量，稱取適量的酚醛樹脂鑲嵌粉（本次稱取約 30g），確保鑲嵌粉能完全包裹樣品且填滿模具。稱量過程中需注意避免鑲嵌粉受潮，若發(fā)現(xiàn)鑲嵌粉有結(jié)塊現(xiàn)象，需先將其研磨粉碎后再使用。?

（二）鑲嵌操作?

1. 模具組裝：打開金相鑲嵌機(jī)的模具蓋，將下模具放入設(shè)備的模具座中，確保下模具放置平穩(wěn)、位置正確。然后將晾干后的連桿樣品放入下模具中，調(diào)整樣品位置，使需要觀察的切割面朝上且處于模具中心位置，避免樣品在鑲嵌過程中移位。?

2. 添加鑲嵌料：將稱好的酚醛樹脂鑲嵌粉均勻地倒入模具中，覆蓋樣品表面，并用小勺子輕輕壓實(shí)，確保鑲嵌粉之間無空隙，防止固化后出現(xiàn)氣泡。添加鑲嵌料時(shí)需注意避免粉末灑落在設(shè)備內(nèi)部或模具外部，若有灑落需及時(shí)清理干凈。?

3. 模具閉合與參數(shù)設(shè)置：將上模具放入模具中，蓋好模具蓋，確保模具閉合緊密。在設(shè)備顯示屏上設(shè)置鑲嵌參數(shù)，根據(jù)酚醛樹脂鑲嵌粉的特性，本次設(shè)置加熱溫度為 150℃，加熱時(shí)間為 10 分鐘，鑲嵌壓力為 15MPa。參數(shù)設(shè)置完成后，點(diǎn)擊設(shè)備的 “開始” 按鈕，設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)鑲嵌流程。?

4. 自動(dòng)鑲嵌過程：設(shè)備首先開始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值 150℃時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)壓力裝置，施加 15MPa 的壓力，并保持該溫度和壓力持續(xù) 10 分鐘，使鑲嵌粉充分熔融、固化，與樣品緊密結(jié)合。在鑲嵌過程中，操作人員需密切觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備有異常噪音、溫度或壓力異常等情況，應(yīng)立即按下緊急停止按鈕，排查故障后再繼續(xù)操作。?

（三）后期處理?

1. 模具冷卻與拆卸：鑲嵌時(shí)間結(jié)束后，設(shè)備自動(dòng)停止加熱和加壓，進(jìn)入冷卻階段。待模具溫度降至室溫（約 30-40℃）后，打開模具蓋，取出上模具，然后用專用工具將下模具中的鑲嵌塊頂出。取出鑲嵌塊時(shí)需注意避免用力過猛，防止鑲嵌塊斷裂或樣品損壞。?

2. 鑲嵌塊清潔與檢查：將取出的鑲嵌塊用軟布擦拭干凈，去除表面殘留的鑲嵌粉碎屑。檢查鑲嵌塊的外觀質(zhì)量，觀察是否存在氣泡、裂紋、缺角等缺陷，若發(fā)現(xiàn)缺陷，需分析原因（如鑲嵌料用量不足、溫度或壓力不夠、冷卻速度過快等），并重新進(jìn)行鑲嵌操作。本次制作的鑲嵌塊外觀完整、表面光滑，無明顯缺陷，符合后續(xù)檢測(cè)要求。?

3. 設(shè)備清潔與維護(hù)：鑲嵌操作完成后，關(guān)閉設(shè)備電源，用軟布擦拭設(shè)備表面，清理模具內(nèi)殘留的鑲嵌粉，確保模具內(nèi)部干凈整潔。對(duì)設(shè)備的模具、壓力裝置、加熱模塊等部件進(jìn)行檢查和維護(hù)，如涂抹潤滑油保養(yǎng)模具滑動(dòng)部位，確保設(shè)備下次能正常運(yùn)行。同時(shí)，將使用過的輔助材料（如無水乙醇、軟布等）整理好，放置在指定位置。?

四、鑲嵌效果驗(yàn)證?

將制作好的鑲嵌塊送至后續(xù)的金相研磨拋光工序，經(jīng)過粗磨、細(xì)磨、拋光等操作后，使用金相顯微鏡對(duì)樣品的切割面進(jìn)行觀察。在顯微鏡下可清晰看到連桿樣品的內(nèi)部組織，晶粒大小均勻，無明顯夾雜缺陷，組織形貌完整，能夠準(zhǔn)確判斷樣品的質(zhì)量是否符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。這表明本次使用金相鑲嵌機(jī)進(jìn)行的鑲嵌操作效果良好，為后續(xù)的金相分析提供了高質(zhì)量的樣品載體。?

五、注意事項(xiàng)?

1. 操作人員在使用金相鑲嵌機(jī)，需接受專業(yè)的操作培訓(xùn)，熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和操作流程，嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行操作，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備損壞或人員受傷。?

2. 鑲嵌過程中，設(shè)備處于高溫、高壓狀態(tài)，操作人員需佩戴耐高溫手套，避免直接接觸模具和高溫部件，防止?fàn)C傷。同時(shí)，設(shè)備周圍需保持通風(fēng)良好，避免有害氣體（如鑲嵌粉加熱過程中可能產(chǎn)生的少量揮發(fā)性氣體）積聚。?

3. 不同材質(zhì)的樣品和鑲嵌料，其適宜的鑲嵌溫度、壓力和時(shí)間參數(shù)不同，在進(jìn)行鑲嵌操作前，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)試，確定最佳的鑲嵌工藝參數(shù)，以保證鑲嵌質(zhì)量。?

4. 設(shè)備長期使用后，需定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，如清理設(shè)備內(nèi)部灰塵、檢查電氣線路是否老化、更換磨損的零部件等，延長設(shè)備的使用壽命，確保設(shè)備始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。?

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