第一節(jié)  金相試樣的取樣

一、金相試樣的取樣原則

      金相試樣取樣應(yīng)根據(jù)被檢測(cè)零件的檢驗(yàn)?zāi)康倪x擇有代表性的部位。同時(shí)還要考慮切取方法、檢驗(yàn)面的選擇及樣品是否需要裝夾或鑲嵌。金相試樣取樣標(biāo)準(zhǔn)如下：

      金相試樣的截取部位能清晰地反映被檢測(cè)材料的全部特性。科學(xué)實(shí)驗(yàn)、質(zhì)量檢驗(yàn)及社會(huì)調(diào)查普遍采用抽檢的取樣方式這在金相實(shí)驗(yàn)中不適用。金相試樣的選取直接關(guān)系到能否得到所要觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。截取試樣的部位必須能直接反應(yīng)被檢測(cè)材料或零件的特點(diǎn)，如果部位選擇不當(dāng)，對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果正確與否會(huì)造成直接影響，錯(cuò)誤的取樣甚至?xí)斐梢欢ǖ膿p失。因此，取樣的重要性不容忽視，這也是獲得正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)不同的檢驗(yàn)?zāi)康模蛇x取在處理工藝上以及使用過(guò)程中工作面上具有代表性的部位，如果是隨著工藝過(guò)程處理的試樣，其材質(zhì)和處理工藝必須與工件*一致。例如，在對(duì)軋制或鍛造材料進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，主要觀察材料是否有折疊、脫碳、分層、氣泡、裂紋等缺陷，同時(shí)還應(yīng)考慮帶狀偏析，非金屬夾雜物的形態(tài)，類(lèi)型以及晶粒變形程度。因此，在進(jìn)行金相取樣時(shí)應(yīng)同時(shí)截取平行于軋制方向的縱向截面試樣和垂直于軋制方向的橫向截面試樣。縱截面式樣的截取主要為了分析非金屬及雜物的形狀、顏色，以此來(lái)判別夾雜物的類(lèi)型 ，同時(shí)觀察帶狀組織形貌，也可以根據(jù)縱截面磨面上晶粒被拉長(zhǎng)的程度，可估計(jì)出材料經(jīng)受冷變形的程度以及軋制工藝的情況。在對(duì)一個(gè)很大的樣品上進(jìn)行取樣時(shí)最好是兩頭中間各取試樣進(jìn)行觀察。

      在分析一個(gè)鋼錠時(shí)，因鋼錠在冷凝結(jié)晶過(guò)程會(huì)存在一定程度合金偏析現(xiàn)象，由于溫差和冷卻速度的差異，鋼錠各部分的顯微組織也并不是均勻一致的。此外，還會(huì)存在各種鑄造缺陷及夾雜分布情況，因此在研究鑄件的顯微組織時(shí)，必須從鑄件表層到心部同時(shí)取樣進(jìn)行觀察，從鑄件各部位的顯微組織的差異，來(lái)了解合金的偏析程度及結(jié)晶組織的變化。小鑄件可直接截取垂直于模壁的橫截面上，大型鑄件則應(yīng)在垂直于模壁的橫截面上，從表面到心部截取數(shù)個(gè)金相試樣，如分析鋼錠中夾雜物分布情況時(shí)，必須在鋼錠的上、中、下及心部和表面的不同位置上取樣，以便了解全貌，同時(shí)應(yīng)考慮取樣方向，一般來(lái)說(shuō)鑄態(tài)試樣的取樣無(wú)橫向縱向之分。

      當(dāng)觀察分析成品或半成品中的疵病或探討研究某機(jī)械零件在使用中損壞的原因時(shí)，要想用金相方法研究它的失效（損壞）原因時(shí)，往往需要在缺陷或損壞部分，特別是損壞的起始點(diǎn)（例如疲勞源、裂紋源處），取樣進(jìn)行研究。觀察面的方向隨研究的需要而定，一般檢驗(yàn)面常與端口面垂直，這將有利于獲得更多有益的信息，以判斷零件損壞的原因。此外，為了深入尋求原因，除了在缺陷或斷裂部位截取金相試樣以外，還需在缺陷或損壞部分的附近取樣，有時(shí)甚至在遠(yuǎn)離這些部位的完整處取樣觀察，以作比較，進(jìn)而分析材料損壞的原因。許多經(jīng)表面處理的工件其表面處理層在工件或試樣的不同部位具有不同的厚度和不同的組織，因而在以估計(jì)工件使用壽命推測(cè)表面發(fā)生失效的可能性作為檢測(cè)目的時(shí)，應(yīng)在工件的薄弱環(huán)節(jié)處選取試樣，檢測(cè)分析其內(nèi)在慣量。例如：一些經(jīng)熱處理后的機(jī)械零件，其內(nèi)部的顯微組織是比較均勻的，可以截取任一截面的試樣，但有時(shí)也應(yīng)注意零件的表面情況。如氧化、脫碳表面化學(xué)熱處理和鍍層等零件，取樣垂直于表面，以便觀察從表面到心部的組織和并測(cè)試各層面的厚度。截取失效分析的金相試樣時(shí)，應(yīng)在失效工件的腐蝕、磨損、斷口或裂紋處直接取樣以檢驗(yàn)分析其失效原因，以便找出相應(yīng)的對(duì)策。選取金相試樣時(shí)應(yīng)注意防止樣品過(guò)熱和變形。

      金相試樣截取的部位確定后，下一重要環(huán)節(jié)是確定哪一試樣面作為金相磨面。如被檢試樣自外表層邊緣到中心部位顯微組織的變化；表層缺陷（如脫碳、氧化、過(guò)燒、折疊等）；表面處理（如表面淬火、表面滲碳、化學(xué)熱處理、表面鍍層等）；非金屬夾雜物在整個(gè)截面的分布情況；晶粒度測(cè)定，則應(yīng)截取橫截面（如圖1c）。如檢驗(yàn)非金屬夾雜物的數(shù)量、大小和形狀；測(cè)定晶粒拉長(zhǎng)的程度來(lái)了解材料冷變形的程度；鑒定鋼材的帶狀組織及熱處理消除帶狀組織效果，則應(yīng)截取縱截面（如圖1a、b、d、e）。還必須指出，對(duì)于材料中的非金屬夾雜物的測(cè)定，與試樣截取部位關(guān)系極大，若截面選取不當(dāng)則容易觀察不到夾雜物過(guò)觀察的一個(gè)層面上全是夾雜物。金相磨面除了需要與縱軸平行以外，更應(yīng)盡可能的代表整塊材料的實(shí)際情況。因此，對(duì)于小件型材可截取整個(gè)縱截面的一半（如圖2a），剖面線的切割面就是金相試樣的磨面。大件型材常可在距離中心一半的地區(qū)截取試樣（如圖2b）。                                              

      表層顯微組織的研究，在金相檢驗(yàn)中是經(jīng)常遇到的。 如試樣表面鍍層，以及試樣經(jīng)磨削后表面質(zhì)量的研究等，在很多情況下被研究的表層厚度是極薄的，在金相試樣的截面上是很細(xì)的一條線，就是放大很高倍率，也不能清楚地觀察到這一層的顯微組織，因此，在這種情況下，應(yīng)考慮采用斜面裁切的方法來(lái)擴(kuò)大表層的觀察范圍（如圖3）。

      關(guān)于試樣截取多大，這關(guān)系到下一步的磨、拋，試樣尺寸過(guò)大或過(guò)小均會(huì)給磨、拋帶來(lái)不便。過(guò)大的試樣不僅耗費(fèi)磨、拋的時(shí)間，而且極不容易獲得良好的磨面質(zhì)量（磨削面不平，樣品周?chē)コ鼋牵⑶乙拇罅康哪チ希贿^(guò)小的試樣則捏持困難，而且在磨、拋時(shí)試樣的邊角容易倒圓，所以在拋光時(shí)，試樣容易從盤(pán)中甩出去（不進(jìn)行倒角則容易將拋光布劃破）。因此，金相試樣的高度以易于捏持為適宜，一般為10～20㎜；金相試樣的磨面大小，以直徑（當(dāng)截面呈圓形時(shí)）或邊長(zhǎng)（當(dāng)截面呈方形時(shí)）在10～25㎜范圍的尺寸最為適宜。對(duì)于過(guò)小、過(guò)細(xì)的試樣最好將試樣進(jìn)行鑲嵌后再磨削。

圖1 軋制型材金相試樣的截面

a-與軋制面平行的縱截面   b-與軋制面垂直的縱截面  c-橫截面  d-放射縱截面   e-切線縱截面

圖2 非金屬夾雜物的取樣方法

圖3 斜面截切

二、金相試樣的截取方法

       確定取樣部位后，試樣從零件上的截取方法及取樣注意事項(xiàng)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果也至關(guān)重要。取樣切割過(guò)程的正確與否與檢驗(yàn)結(jié)果的正確與否也有一定的聯(lián)系。因此，對(duì)于試樣的截取應(yīng)選擇適合的方法，且在取樣過(guò)程中應(yīng)盡量避免因切割不當(dāng)而引起的組織的改變。為了防止組織的改變，切割時(shí)必須注意兩點(diǎn)：⑴防止切割時(shí)由于金屬材料發(fā)生塑性形變而使試樣的顯微組織發(fā)生變化。如多晶體鋅、鎘晶粒因受力而使內(nèi)部出現(xiàn)形變孿晶；低碳鋼及有色金屬的晶粒因受力而壓縮、拉伸或扭曲等，這些都是很容易發(fā)生的弊病，產(chǎn)生冷加工變形層，該變形層將遮蓋試樣面的真實(shí)組織。⑵試樣不允許因受熱而產(chǎn)生顯微組織變化。如試樣為淬火馬氏體組織，常因切割或磨削時(shí)，沒(méi)有進(jìn)行充分冷卻而受熱，使表面組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體。某些低熔點(diǎn)金屬（如鋅、鉛、錫等）試樣，由于它們的再結(jié)晶溫度低于室溫，因此在切割過(guò)程中易產(chǎn)生塑性變形和熱量，使試樣原來(lái)的組織和晶粒大小發(fā)生根本性的改變。

      切割試樣的工具很多，有金剛石線鋸、外圓切割機(jī)、手鋸、鋸床、砂輪切割機(jī)、顯微切片機(jī)、電火花線切割機(jī)等。由于被檢驗(yàn)的零件有大小和材料的軟硬之別，故所采用的取樣方法也各不相同。如軟性的金屬材料銅、鋁，可以用手鋸、鋸床、車(chē)床、刨床等設(shè)備來(lái)切割試樣，特別是采用手鋸切割是很方便的。對(duì)于較硬的金屬材料可以采用砂輪切片機(jī)或電火花線切割機(jī)等設(shè)備進(jìn)行切割。對(duì)于硬而脆的合金，如白口鑄鐵，是不能用一般切削加工的方法來(lái)截取的，簡(jiǎn)單而有效的方法就是錘擊法，然后再在被擊碎的碎塊中挑選出合適尺寸的碎塊作為金相試樣，如不能握持，就靠鑲嵌的方法來(lái)得到大小合適、外形整齊的金相試樣。

      對(duì)于極硬的合金材料，如硬質(zhì)合金，因材料比較昂貴，用重錘擊碎會(huì)造成浪費(fèi)，很不經(jīng)濟(jì)，故不適宜采用錘擊，但又因硬度過(guò)高一般的切割方法很難切取試樣，因此可使用金剛石線切割機(jī)、外圓切割機(jī)通過(guò)金剛石砂粒磨削作用來(lái)截取試樣。導(dǎo)電的金屬材料用電火花線切割機(jī)來(lái)切取試樣，但此種切割方法會(huì)影響試樣被切割面的表層組織，所以制樣時(shí)要磨去一定厚度余量。

      在大型構(gòu)建上還可以用氧-乙炔火焰切割。如鑄造狀態(tài)的耐磨高錳鋼除了可用砂輪切片切割外，氧-乙炔氣割也常應(yīng)用。因高錳鋼系奧氏體組織，在加熱時(shí)除了部分碳化物溶解以外，組織不存在有多大的變化，因此只要切割后的試樣在砂輪上磨去一定厚度（熱影響區(qū)約20～25㎜），以保證被檢驗(yàn)?zāi)ッ嬖瓉?lái)的情況。而不受氧-乙炔切割的影響。

      截取試樣的尺寸和形狀應(yīng)以便于握持、易于磨制為準(zhǔn)，通常為為直徑φ15～20㎜，高15～20的圓柱體或邊長(zhǎng)為15～20的立方體為最佳。

金剛石線切割機(jī)：

一、金剛石線切割機(jī)

金剛石線切割機(jī)原理

      金剛石線切割機(jī)裝有一個(gè)繞絲筒。繞絲筒在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)金剛石線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，金剛石線被兩個(gè)張緊輪所張緊，為增加切割的精度和面型，在張緊輪下面安裝兩個(gè)導(dǎo)向輪。[1]  通過(guò)自動(dòng)控制工作臺(tái)向金剛石線方向不斷地進(jìn)給，或是控制金剛石線向工作臺(tái)方向不斷進(jìn)給，從而使金剛石線與被切割物件間不斷產(chǎn)生磨削進(jìn)而切割。

金剛石線鋸切割優(yōu)勢(shì)

      電火花線切割加工要求被加工材料必須導(dǎo)電，其工作原理是在絕緣油介質(zhì)中，靠金屬切割盤(pán)與試樣之間產(chǎn)生的電弧起切割作用。將工件接入脈沖電源正極，采用鉬絲或銅絲作為切割金屬絲，將金屬絲接高頻脈沖電源負(fù)極作為工具電極，利用火花放電對(duì)加工零件進(jìn)行切割。脈沖電源提供加工能量，加工過(guò)程中應(yīng)用專用的線切割工作液清除加工中產(chǎn)生的碎屑。

      [2] 切割過(guò)程中若工件材料過(guò)厚時(shí)，工作液較難進(jìn)入和充滿放電間隙，會(huì)對(duì)加工精度和表面粗糙度造成影響。有時(shí)某些工件可能會(huì)在表面出現(xiàn)裂紋、變形等問(wèn)題。切割后的金屬表面沒(méi)有裸露最原始的金屬，而是覆蓋一層氧化皮，若想觀察原始金屬層，需先將金屬表面的氧化皮磨掉，否則影響整個(gè)樣品表面的形態(tài)。對(duì)于一些熔點(diǎn)特別高的金屬，如鎢合金，切割時(shí)接觸點(diǎn)放電的熱量所提供的溫度達(dá)不到其熔點(diǎn)，因此難以對(duì)其進(jìn)行切割。當(dāng)被加工材料不導(dǎo)電且需要采用線切割的方式進(jìn)行加工時(shí)，此時(shí)電火花線切割機(jī)不再適用。而金剛石線切割機(jī)的加工優(yōu)勢(shì)便顯現(xiàn)出來(lái)，金剛石線切割機(jī)同時(shí)適用于導(dǎo)電材料和不導(dǎo)電材料（硬度要比金剛石線小）的切割。因此，金剛石線切割機(jī)被廣泛用于各種金屬和非金屬及復(fù)合材料的切割，如陶瓷、玻璃、巖石、寶石、玉石、隕石、單晶硅、碳化硅、多晶硅、耐火磚、環(huán)氧板、鐵氧體、PCB以及建筑材料、牙科材料、生物材料及仿生復(fù)合材料等，特別適用于切割各種高硬度、高價(jià)值、易破碎的脆性材料。[3-4]

金剛石線切割機(jī)常用的金剛石線有電鍍型和樹(shù)脂型兩種。

1、電鍍型：用電鍍的方法在金屬絲上沉積一層金屬（一般為鎳和鎳鈷合金），并在金屬內(nèi)固結(jié)金剛石磨料制成的一種線性超硬材料工具。金屬鍍層是結(jié)合劑，金剛石磨料則用于切削加工。

      目前人們研究和應(yīng)用較多的是截面為圓形的單根鋼絲的金剛石長(zhǎng)切割線和環(huán)形電鍍金剛石切割線。電鍍金剛石長(zhǎng)切割線是指采用電鍍的方法將金剛石磨料固結(jié)到金屬基體上形成的切割線，常用基體截面形狀為圓形，一般為0.12～0.5mm，主要用于硅晶體、藍(lán)寶石的切割加工。環(huán)形電鍍金剛石切割線是指將金剛石磨料電鍍到環(huán)形金屬基體上形成的切割線。該類(lèi)切割線使用時(shí)一般纏繞到幾個(gè)導(dǎo)輪上進(jìn)行單向循環(huán)切割，切割過(guò)程中無(wú)需換向，因此切割速度高。但環(huán)形金剛石線的焊接接頭處在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中容易受向外的張力而斷裂，因此實(shí)際切割過(guò)程中為延長(zhǎng)環(huán)形金剛石線的使用壽命會(huì)適當(dāng)降低切割速度來(lái)緩解接頭處所承受的張力，因而實(shí)際使用速度達(dá)不到理想速度。環(huán)形電鍍金剛石切割線中的由單根鋼絲焊接成環(huán)形的切割線的線徑一般不大于1 mm，因此切縫較小，適合于硅晶體和藍(lán)寶石等比較貴重的硬脆材料的切割。雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但環(huán)形金剛石焊接接頭處的焊接和熱處理技術(shù)要求都比較高，生產(chǎn)成本高而使用壽命卻比較短，因而得不到普遍的應(yīng)用。另外，通過(guò)纏繞的方法將單根鋼絲編織成環(huán)形鋼絞線或環(huán)形鋼絲繩。這類(lèi)環(huán)形切割線的線徑一般難做到1 mm以下，因此切縫較寬，且使用多根金剛石線的設(shè)備在設(shè)置切割間距時(shí)程序較復(fù)雜，但切割線不易斷裂，使用壽命較長(zhǎng)，適合石墨、復(fù)合非金屬材料等的切割[5]。相比之下將單根金剛石線纏繞在繞絲筒上，通過(guò)繞絲筒高速往復(fù)旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)單根金剛石線往復(fù)旋轉(zhuǎn)來(lái)切割樣品，不僅不會(huì)出現(xiàn)接頭斷裂的情況，而且保留了單根金剛石線直徑較小的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)切割材料的不同來(lái)選擇不同的線徑，使切割縫隙寬度得到控制，在切割樣品時(shí)，切割間距可隨意設(shè)置，設(shè)置程序非常簡(jiǎn)單，因此這種切割方式有明顯的優(yōu)勢(shì)，且單根金剛石線與環(huán)形金剛石線相比造價(jià)較低，因而現(xiàn)在得到了普遍的應(yīng)用。

2,、樹(shù)脂型：樹(shù)脂金剛石線是在原有鍍銅超細(xì)鋼絲線上噴涂一種增強(qiáng)耐磨合金、特種樹(shù)脂和金剛石超微粉的切割線，主要應(yīng)用于單晶硅、多晶硅、藍(lán)寶石、水晶、陶瓷和半導(dǎo)體材料的切割上，能取代目前碳化硅砂漿法，解決了環(huán)境污染。樹(shù)脂金剛石線的特點(diǎn)是高強(qiáng)度樹(shù)脂及金剛石相結(jié)合帶來(lái)的強(qiáng)的切割能力，線徑及金剛石粒度的配合及控制表現(xiàn)出了更好的硅片表面質(zhì)量及切割表現(xiàn)，高耐扭曲能力的母線帶來(lái)了非常低的斷線率。但樹(shù)脂金剛石線的工藝復(fù)雜，目前主要依靠進(jìn)口，其成本較高，因此還得不到廣泛的應(yīng)用。

      沈陽(yáng)科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的STX系列金剛石線切割機(jī)屬于高精密柔性切割，操作簡(jiǎn)單，金剛石線鋸切割精度高，加工質(zhì)量?jī)?yōu)良，切割面平整（Ra≤1.6μm），邊緣無(wú)破邊（如圖4利用STX-202A小型金剛石線切割機(jī)切割玻璃柱放大200倍可以觀察到切割后的玻璃柱平面度好，邊緣無(wú)破邊現(xiàn)象）。機(jī)身采用鋁型材結(jié)構(gòu)，美觀輕便，不易生銹。STX系列金剛石線切割機(jī)各機(jī)型各有其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可根據(jù)所要切割樣品的特性來(lái)選擇合適的切割機(jī)。

圖4 STX-202A金剛石線切割機(jī)切割玻璃柱的截面圖

金剛石線切割機(jī)的選擇：

1、當(dāng)切割樣品較小，切割深度≦50㎜時(shí)通常可選用：STX-202A和STX-202AQ兩種型號(hào)的小型金剛石線切割機(jī)。這兩種機(jī)器都是專為材料研究人員而設(shè)計(jì)，用于脆性材料樣品的精密切割。且都具有：可用于各種不同硬度材料的切割，特別是適用于脆性、易解理的晶體切割；操作簡(jiǎn)便，加工質(zhì)量?jī)?yōu)良；設(shè)備小巧，無(wú)需占用大面積位置放置。兩種切割機(jī)的區(qū)別是STX-202A型金剛石線切割機(jī)采用彈簧對(duì)張緊輪進(jìn)行張緊，無(wú)需額外的配套設(shè)備；STX-202AQ型金剛石線切割機(jī)采用氣動(dòng)張緊，張緊力輸出均勻、氣壓可調(diào)整，最小可以使用φ0.08mm金剛石線，但須額外配備一臺(tái)空氣壓縮機(jī)。若不要求使用特別細(xì)的金剛石線兩種設(shè)備都可以應(yīng)用。

2、當(dāng)切割的樣品相對(duì)較大且切割深度≥50㎜時(shí)，可根據(jù)樣品尺寸在以下5種型號(hào)的設(shè)備中進(jìn)行選擇。

      其中STX-1202A全自動(dòng)金剛石線切割機(jī)除可以固定試樣切割外，還有搖擺的功能，即在切割過(guò)程中根據(jù)程序設(shè)置，使載有試樣的載物盤(pán)左右擺動(dòng)，使試樣與切割線之間產(chǎn)生左右的摩擦，不但增加了試樣的切割速度還減輕了試樣表面因切割所產(chǎn)生的線切割的痕跡，使被切割面是一個(gè)光滑的面，這樣的切割方法適合切割較軟或較硬的材料。

金剛石線徑的選擇：

      金剛石線徑通常根據(jù)材料的特性選擇，一般硬度高、強(qiáng)度大、耐磨損、耐腐蝕的材料不易被切割，因此應(yīng)選用線徑較粗、金剛石顆粒大的金剛石線，以此來(lái)保證金剛石線切割機(jī)對(duì)材料的切割能力和切割速度。當(dāng)切割的材料易于切割時(shí)不需要很大的摩擦力便能將材料切削，因此一般選用小線徑小顆粒的金剛石線。一些時(shí)候?qū)嶒?yàn)者會(huì)根據(jù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕虮磺懈畈牧系奶匦詫?duì)切割線徑進(jìn)行具體要求，如要求切割下來(lái)的樣品表面平整度Ra在一定范圍內(nèi)或要求盡可能節(jié)約樣品，這時(shí)所用金剛石線應(yīng)按規(guī)定選擇適當(dāng)?shù)木€徑。當(dāng)切割貴重的樣品時(shí)，考慮到材料的成本及節(jié)約材料的目的，一般選用較細(xì)的、顆粒小的金剛石線進(jìn)行切割。通常情況下，對(duì)于絕大多數(shù)的樣品我們選用直徑為φ0.35㎜的金剛石線就能滿足切割要求。目前，沈陽(yáng)科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司所使用金剛石線的線徑有φ0.125±0.02㎜、φ0.25±0.02㎜、φ0.35±0.03㎜、φ0.42±0.03㎜四種規(guī)格，也可以根據(jù)需要，定制所需要直徑的金剛石線。

切割速度的選擇：

      金剛石線鋸的切割屬于柔性切割，利用金剛石顆粒的硬度比被切割的材料堅(jiān)硬，切割過(guò)程中不銹鋼線上鍍有的金剛石顆粒層與被切材料進(jìn)行往復(fù)磨削，達(dá)到切割的目的。根據(jù)材料特性，一般硬度適中（莫氏硬度＜9）的脆性材料切割速度可適當(dāng)快一些，如硅、石墨、壓電陶瓷、玻璃等。這是因?yàn)檫@些材料遠(yuǎn)沒(méi)有金剛石堅(jiān)硬，當(dāng)金剛石線與其進(jìn)行磨削時(shí)會(huì)很容易將材料磨削成顆粒進(jìn)而切割。當(dāng)切割金屬或混合型材料或者難于切割的陶瓷材料，切割速度要盡可能慢。如各類(lèi)硬質(zhì)合金鋼、氮化硅陶瓷、金屬陶瓷、鈦合金、電機(jī)等。這是因?yàn)榻饘兕?lèi)的樣品具有粘刀的特性，降低金剛石線的磨削率，若切割速度設(shè)置過(guò)快會(huì)使與樣品接觸處的金剛石線出現(xiàn)一定向上的弧度，兩個(gè)導(dǎo)向輪間線的跨距越大，允許的弧度越大，一般跨距是100㎜時(shí)允許金剛石線與樣品接觸處出現(xiàn)弧度的最高點(diǎn)與金剛石線的水平位置的距離不超過(guò)5㎜；堅(jiān)硬材料切割時(shí)由于材料的硬度與金剛石顆粒硬度差小，因此切割時(shí)金剛石顆粒對(duì)被切材料表面的磨削速率減小，因而要適當(dāng)減慢切割速度；當(dāng)切割混合型材料時(shí)，由于被切割面的材質(zhì)不均勻，金剛石顆粒對(duì)不同材料的磨削速率不同，若切割速度設(shè)置過(guò)快容易損壞金剛石線，因而應(yīng)盡量放慢切割速度。

      切割速度的大小不僅與材料的性質(zhì)有關(guān)，與切割面的大小也有關(guān)系，同種材料切割時(shí)，被切面較大的切割速度設(shè)置就要相對(duì)較小一些。無(wú)論切割何種材料切割速度太快都不利于切割出光滑平整的試樣面，速度太快切割后的樣品表面會(huì)有明顯的切割線痕跡，因此當(dāng)要求切斷試樣同時(shí)還要有很好的面型（平面度、平行度、表面粗糙度）時(shí)一般選用較慢的切割速度。若設(shè)置的切割速度與實(shí)際切割速度不匹配容易發(fā)生夾線，進(jìn)而使金剛石線斷開(kāi)，切割速度的設(shè)定沒(méi)有具體規(guī)定，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇。切割過(guò)程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)所選用的速度過(guò)大時(shí)可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，速度的大小可根據(jù)金剛石線出現(xiàn)弧度的速度進(jìn)行調(diào)整，若切割過(guò)程中金剛石線幾乎一直處于平直狀態(tài)，說(shuō)明所選用的切割速度還可以適當(dāng)增加，直到調(diào)整到金剛石線的弧度狀態(tài)一直保持不變的，說(shuō)明所選用的切割速度適于材料的切割；當(dāng)切割過(guò)程中金剛石線很快出現(xiàn)弧度，說(shuō)明所選用的切割速度過(guò)快，因此要進(jìn)行適當(dāng)減小，切割過(guò)程中繼續(xù)觀察，直到調(diào)整到適于切割的速度為止，這樣可盡可能降低設(shè)備和金剛石線的損耗程度，提高切割速率。

切割行程的設(shè)置：

      切割行程=樣品的高度+5㎜。為保證將樣品切斷，通常會(huì)在樣品的實(shí)際高度之上增加5㎜。當(dāng)要求對(duì)樣品進(jìn)行開(kāi)槽時(shí)，實(shí)際切割行程應(yīng)與開(kāi)槽深度相同，為保證停止切割時(shí)所開(kāi)槽口深度達(dá)到要求，當(dāng)切割行程達(dá)到設(shè)定行程時(shí)應(yīng)暫停切割，但主軸帶動(dòng)繞絲筒和金剛石切割線繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，從而使樣品未達(dá)到切割深度的位置繼續(xù)被切割，直到樣品被切割部位每一點(diǎn)都達(dá)到所要求的切割深度。

      切割次數(shù)的選擇：切割次數(shù)一般為所要求的試樣片的個(gè)數(shù)加一。 作者：沈陽(yáng)科晶