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金相镶嵌机原理
更新时间：2025-04-25
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样品预处理：首先需要对待镶嵌的金相试样进行预处理，这一步至关重要。需将试样切割并打磨至适当尺寸，确保其表面平整且无明显缺陷，之后通过清洗手段去除表面的油污、杂质等污垢，常用的清洗方式有超声波清洗，以保证样品表面洁净，利于后续镶嵌料与样品的良好结合。
装样入模：将预处理好的样品放置在专用的镶嵌模具中。模具的设计需保证在后续加热加压过程中，镶嵌料能够均匀地填充到样品周围。
加热与加压：
加热：启动金相镶嵌机的加热系统，该系统会将镶嵌料加热至设定温度，使镶嵌料从固态转变为可流动的液态或半液态，以便其能够充分包裹试样。加热功率和加热方式对整个镶嵌过程影响较大，功率越大，可达到的最高温度越高，能适应的热镶嵌树脂种类就越多。加热方向越多，如采用 360 度环绕加热，则加热速度越快，并且若具备加热冷却一体化功能，那么加热控温会更加精准。
加压：在加热的同时，通过特定的压力施加装置对镶嵌料施加一定压力。对于手动简易型金相镶嵌机，一般是通过手动旋转手轮，其作用力通过伞齿轮丝杆等部件使下模向上运动，从而对镶嵌料进行挤压；自动高效型则采用气压或液压动态自控加压方式，这种方式能够更精准地控制压力大小和保压时间。压力的作用是使处于软化或熔化状态的镶嵌料紧密填充到试样的每一处缝隙和周围，确保与试样紧密结合，形成牢固的镶嵌结构。压力可调范围越大，能适用的样品种类和镶嵌粉类型就越广泛，例如气动加压方式反应速度快，且较为干净；液压加压方式则压力控制精准、稳定 。
保压与固化：在达到一定的加热温度和压力后，需要保持该状态一段时间，即保压过程。这段时间内，镶嵌料在高温高压下充分渗透到样品的细微结构中，与样品进一步融合。保压时间结束后，关闭加热系统，让镶嵌料在压力下自然冷却或通过冷却系统加速冷却，逐渐固化。对于自动高效型设备，通常配备智能节水式冷却控制，可根据设定程序精准控制冷却速度和时间，确保镶嵌料均匀固化，避免因冷却不均导致的镶嵌体内部应力集中或出现缺陷。在冷却过程中，镶嵌料的分子结构发生交联反应，从液态转变为固态，将试样牢固地镶嵌在其中，最终形成一个完整且坚固的镶嵌体。
脱模与后处理：当镶嵌料固化后，便可进行脱模操作。手动型设备一般通过反向摇动丝杆等部件，使上盖板打开，将试样取出；自动型设备则通常配备自动脱模装置，操作更加便捷。取出的镶嵌试样可能还需要进行一些后处理，如切割多余的镶嵌料部分，对表面进行精细打磨、抛光等操作，以满足后续在金相显微镜下进行高质量显微组织观察和分析的要求。
手动简易型：这类金相镶嵌机在镶嵌过程中，加热环节通过电控加温实现，即通过电加热元件对镶嵌模具及内部镶嵌料进行加热，达到设定温度后保持恒温。加压过程则依靠手动操作，工作人员手动摇动机体外的手轮，通过一对伞齿轮带动机体内丝杆，使压制试样的下模在刚模套内上下移动，从而对热固性塑料连同镶嵌的试样施加压力。在加热过程中，试样制备所需的成形压力由固定在机体内的弹簧自动补偿，当弹簧被挤压到限位开关位置时，亮起保压指示灯，提示操作人员需要继续反复摇动几次手轮，直至保压时间达到要求。冷却过程则依靠空气自然冷却，镶嵌料在空气中缓慢降温固化。其优点是结构简单，操作容易，成本相对较低；缺点是整个镶嵌过程依赖人工操作，效率偏低，且由于人为因素影响，制样质量的稳定性相对较差 。
自动高效型：自动高效型金相镶嵌机在原理上有了较大提升，整个镶嵌过程实现了全自动控制。加热环节采用智能温控技术，通过高精度的温度传感器实时监测镶嵌料的温度，并将信号反馈给控制系统，控制系统根据预设程序精确调节加热功率，实现精准控温。加压环节采用气压或液压动态自控方式，通过压力传感器和控制器精确控制压力大小和变化过程，在不同阶段提供合适的压力，确保镶嵌料均匀填充和良好结合。冷却环节采用智能节水式冷却控制，可根据镶嵌料的固化特性和预设程序，精确控制冷却水流速和温度，实现快速且均匀的冷却，大大缩短了制样周期。同时，自动高效型设备还可以利用先进的技术手段，如采用图像处理技术（高分辨率摄像头）实现样品在模具中的精准定位，以及对样品特征进行初步分析；支持参数化设置，操作人员可根据不同的样品和镶嵌要求，灵活设置温度（例如 50 - 180℃）、压力（如 130bar）等关键参数，从而在保证镶嵌质量的前提下，显著提高制样效率，适用于大规模、高质量金相制样需求的场景 。
