使用金相砂纸进行手工细磨是金相制备中的关键步骤，直接影响后续抛光效果和最终显微组织观察质量。以下是手工细磨的详细技巧及注意事项，涵盖操作方法、砂纸选择、压力控制、方向调整等核心要点：

一、砂纸选择与编号规则

1. 砂纸粒度分级
   金相砂纸通常按粒度编号（如#80、#120、#240、#400、#600、#800、#1000、#1200、#2000等），编号越大，颗粒越细。
   • 粗磨阶段：选用低编号砂纸（如#80~#400），快速去除切割或粗磨留下的变形层。
   • 细磨阶段：逐步过渡到高编号砂纸（#600~#2000），消除粗磨划痕，为抛光做准备。
   • 关键原则：每道砂纸需完全消除上一道划痕，避免残留影响后续步骤。
2. 砂纸类型
   • 碳化硅砂纸：适用于大多数金属材料（如钢、铝、铜），耐磨性强。
   • 氧化铝砂纸：适合硬质合金、陶瓷等高硬度材料。
   • 金刚石砂纸：用于超硬材料（如硬质合金、宝石），但成本较高。

二、操作前的准备工作

1. 样品固定
   • 使用石蜡、热熔胶或专用夹具固定样品，确保磨制时稳定不松动。
   • 避免用手直接持握，防止热量传递导致组织变化或手部污染。
2. 磨盘准备
   • 将砂纸平铺在玻璃板、金属盘或专用磨盘上，用清水或润滑剂（如煤油、甘油）湿润表面。
   • 润滑剂作用：减少摩擦热、防止砂纸堵塞、提高磨削效率。

三、手工细磨的核心技巧

1. 压力控制

• 粗磨阶段：施加适中压力（约1~2kg/cm²），快速去除变形层。
• 细磨阶段：逐渐减轻压力（至0.5kg/cm²以下），避免引入新的划痕。
• 错误示范：用力过猛会导致砂纸颗粒脱落、样品表面过热或边缘倒角。

2. 运动方式

• “8”字形或螺旋形轨迹：
  • 保持样品在砂纸上做均匀的“8”字形或螺旋形移动，确保所有区域磨制程度一致。
  • 避免单向直线摩擦，防止局部过度磨损或划痕方向单一。
• 定时旋转样品：
  • 每30~60秒旋转样品90°，改变磨削方向，进一步消除划痕。

3. 砂纸更换时机

• 观察划痕：
  • 在低倍显微镜或强光下检查表面，当当前砂纸的划痕完全覆盖上一道划痕且无新深划痕时，可更换更细砂纸。
  • 经验法则：每道砂纸磨制时间约为前一道的1.5~2倍。
• 清洗样品：
  • 更换砂纸前，用超声波清洗或流水冲洗样品，去除残留磨料和碎屑，防止交叉污染。

4. 冷却与润滑

• 持续湿润：
  • 磨制过程中定期添加润滑剂，保持砂纸湿润，避免干磨产生高温（可能导致组织变化）。
  • 特殊材料：如钛合金、镁合金等易氧化材料，建议使用煤油或专用冷却液。

四、常见问题与解决方案

1. 划痕残留
   • 原因：砂纸粒度过渡不足或压力不均。
   • 解决：延长当前砂纸磨制时间，或返回上一道砂纸重新处理。
2. 边缘倒角
   • 原因：样品边缘受力过大或磨制时间过长。
   • 解决：使用边缘保护夹具，或减少边缘区域的磨制压力。
3. 表面污染
   • 原因：砂纸堵塞或润滑剂杂质。
   • 解决：定期清洗砂纸，更换润滑剂，或使用防堵塞砂纸。
4. 磨制效率低
   • 原因：砂纸粒度选择不当或压力过轻。
   • 解决：根据材料硬度调整砂纸粒度，粗磨阶段可适当增加压力。

五、进阶技巧

1. 交替磨制法：
   • 在粗磨阶段，可交替使用两张不同粒度的砂纸（如#120和#240），快速消除深划痕。
2. 压力递减法：
   • 从粗到细磨制时，逐步降低压力（如#400砂纸用1kg/cm²，#800砂纸用0.7kg/cm²，#1200砂纸用0.3kg/cm²）。
3. 显微镜辅助检查：
   • 在关键步骤（如#600、#1000砂纸后）使用低倍显微镜（如50×~100×）检查划痕，确保无残留。

六、安全注意事项

1. 佩戴防护装备：护目镜、防尘口罩、实验服，防止磨料飞溅。
2. 避免交叉污染：不同材料使用专用砂纸，或彻底清洗后重复使用。
3. 废料处理：磨制后的废液和砂纸需按危险废物处理，避免环境污染。

通过系统掌握以上技巧，可显著提高金相手工细磨的效率和质量，为后续抛光和显微观察奠定良好基础。

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