一、案例背景​

某机械制造企业的质检实验室，近期承接了一批汽车发动机连杆的质量检测任务。该批连杆采用 45 号钢材质，需通过金相分析判断其内部组织是否符合生产标准，如晶粒大小、是否存在夹杂缺陷等。由于连杆样品尺寸较小且形状不规则，直接进行研磨和抛光操作易导致样品移位、受力不均，影响后续金相观察效果，因此需使用金相镶嵌机对样品进行镶嵌处理，为后续检测环节奠定基础。​

二、所用设备及材料​

（一）设备​

本次使用的金相镶嵌机，该设备具备自动控温、控压功能，镶嵌压力范围为 5-25MPa，加热温度可在室温至 200℃之间调节，单次镶嵌时间可根据样品和镶嵌料特性灵活设置，适用于热固性和热塑性镶嵌料，能满足不同材质样品的镶嵌需求。​

（二）材料​

1. 镶嵌料：选用热固性酚醛树脂镶嵌粉（黑色），该镶嵌料具有良好的耐热性和硬度，固化后不易变形，能有效包裹样品，且与样品之间的结合性较好，便于后续研磨抛光。​

2. 样品：汽车发动机连杆切割样品，尺寸约为 10mm×8mm×5mm，切割面需进行金相观察，表面无明显油污和杂质。​

3. 辅助材料：无水乙醇（用于清洁样品和模具）、镊子（夹取样品）、软布（擦拭设备和样品）。​

三、操作流程​

（一）前期准备​

1. 设备检查：接通金相镶嵌机电源，打开设备开关，检查设备显示屏是否正常显示，加热模块、压力模块是否能正常工作，模具是否完好无损、无变形或裂纹。同时，检查设备的安全防护装置，如紧急停止按钮是否灵敏有效，确保设备处于安全运行状态。​

2. 样品清洁：用镊子夹取连杆样品，将其放入盛有无水乙醇的容器中浸泡 1-2 分钟，然后用软布轻轻擦拭样品表面，去除表面的油污、铁屑等杂质，避免杂质影响镶嵌质量和后续金相观察。清洁后的样品放置在干净的软布上晾干备用。​

3. 镶嵌料准备：根据样品尺寸和模具容量，称取适量的酚醛树脂镶嵌粉（本次称取约 30g），确保镶嵌粉能完全包裹样品且填满模具。称量过程中需注意避免镶嵌粉受潮，若发现镶嵌粉有结块现象，需先将其研磨粉碎后再使用。​

（二）镶嵌操作​

1. 模具组装：打开金相镶嵌机的模具盖，将下模具放入设备的模具座中，确保下模具放置平稳、位置正确。然后将晾干后的连杆样品放入下模具中，调整样品位置，使需要观察的切割面朝上且处于模具中心位置，避免样品在镶嵌过程中移位。​

2. 添加镶嵌料：将称好的酚醛树脂镶嵌粉均匀地倒入模具中，覆盖样品表面，并用小勺子轻轻压实，确保镶嵌粉之间无空隙，防止固化后出现气泡。添加镶嵌料时需注意避免粉末洒落在设备内部或模具外部，若有洒落需及时清理干净。​

3. 模具闭合与参数设置：将上模具放入模具中，盖好模具盖，确保模具闭合紧密。在设备显示屏上设置镶嵌参数，根据酚醛树脂镶嵌粉的特性，本次设置加热温度为 150℃，加热时间为 10 分钟，镶嵌压力为 15MPa。参数设置完成后，点击设备的 “开始” 按钮，设备进入自动镶嵌流程。​

4. 自动镶嵌过程：设备首先开始加热，当温度达到设定值 150℃时，自动启动压力装置，施加 15MPa 的压力，并保持该温度和压力持续 10 分钟，使镶嵌粉充分熔融、固化，与样品紧密结合。在镶嵌过程中，操作人员需密切观察设备运行状态，如发现设备有异常噪音、温度或压力异常等情况，应立即按下紧急停止按钮，排查故障后再继续操作。​

（三）后期处理​

1. 模具冷却与拆卸：镶嵌时间结束后，设备自动停止加热和加压，进入冷却阶段。待模具温度降至室温（约 30-40℃）后，打开模具盖，取出上模具，然后用专用工具将下模具中的镶嵌块顶出。取出镶嵌块时需注意避免用力过猛，防止镶嵌块断裂或样品损坏。​

2. 镶嵌块清洁与检查：将取出的镶嵌块用软布擦拭干净，去除表面残留的镶嵌粉碎屑。检查镶嵌块的外观质量，观察是否存在气泡、裂纹、缺角等缺陷，若发现缺陷，需分析原因（如镶嵌料用量不足、温度或压力不够、冷却速度过快等），并重新进行镶嵌操作。本次制作的镶嵌块外观完整、表面光滑，无明显缺陷，符合后续检测要求。​

3. 设备清洁与维护：镶嵌操作完成后，关闭设备电源，用软布擦拭设备表面，清理模具内残留的镶嵌粉，确保模具内部干净整洁。对设备的模具、压力装置、加热模块等部件进行检查和维护，如涂抹润滑油保养模具滑动部位，确保设备下次能正常运行。同时，将使用过的辅助材料（如无水乙醇、软布等）整理好，放置在指定位置。​

四、镶嵌效果验证​

将制作好的镶嵌块送至后续的金相研磨抛光工序，经过粗磨、细磨、抛光等操作后，使用金相显微镜对样品的切割面进行观察。在显微镜下可清晰看到连杆样品的内部组织，晶粒大小均匀，无明显夹杂缺陷，组织形貌完整，能够准确判断样品的质量是否符合生产标准。这表明本次使用金相镶嵌机进行的镶嵌操作效果良好，为后续的金相分析提供了高质量的样品载体。​

五、注意事项​

1. 操作人员在使用金相镶嵌机，需接受专业的操作培训，熟悉设备的结构、工作原理和操作流程，严格按照设备操作规程进行操作，避免因操作不当导致设备损坏或人员受伤。​

2. 镶嵌过程中，设备处于高温、高压状态，操作人员需佩戴耐高温手套，避免直接接触模具和高温部件，防止烫伤。同时，设备周围需保持通风良好，避免有害气体（如镶嵌粉加热过程中可能产生的少量挥发性气体）积聚。​

3. 不同材质的样品和镶嵌料，其适宜的镶嵌温度、压力和时间参数不同，在进行镶嵌操作前，需根据实际情况进行参数调试，确定最佳的镶嵌工艺参数，以保证镶嵌质量。​

4. 设备长期使用后，需定期对其进行维护保养，如清理设备内部灰尘、检查电气线路是否老化、更换磨损的零部件等，延长设备的使用寿命，确保设备始终处于良好的运行状态。​

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