一、案例背景?

某機械制造企業(yè)的質檢實驗室，近期承接了一批汽車發(fā)動機連桿的質量檢測任務。該批連桿采用 45 號鋼材質，需通過金相分析判斷其內部組織是否符合生產標準，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，直接進行研磨和拋光操作易導致樣品移位、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對樣品進行鑲嵌處理，為后續(xù)檢測環(huán)節(jié)奠定基礎。?

二、所用設備及材料?

（一）設備?

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

（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，且與樣品之間的結合性較好，便于后續(xù)研磨拋光。?

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

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（擦拭設備和樣品）。?

三、操作流程?

（一）前期準備?

1. 設備檢查：接通金相鑲嵌機電源，打開設備開關，檢查設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，檢查設備的安全防護裝置，如緊急停止按鈕是否靈敏有效，確保設備處于安全運行狀態(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，避免雜質影響鑲嵌質量和后續(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. 鑲嵌料準備：根據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)現鑲嵌粉有結塊現象，需先將其研磨粉碎后再使用。?

（二）鑲嵌操作?

1. 模具組裝：打開金相鑲嵌機的模具蓋，將下模具放入設備的模具座中，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，確保鑲嵌粉之間無空隙，防止固化后出現氣泡。添加鑲嵌料時需注意避免粉末灑落在設備內部或模具外部，若有灑落需及時清理干凈。?

3. 模具閉合與參數設置：將上模具放入模具中，蓋好模具蓋，確保模具閉合緊密。在設備顯示屏上設置鑲嵌參數，根據酚醛樹脂鑲嵌粉的特性，本次設置加熱溫度為 150℃，加熱時間為 10 分鐘，鑲嵌壓力為 15MPa。參數設置完成后，點擊設備的 “開始” 按鈕，設備進入自動鑲嵌流程。?

4. 自動鑲嵌過程：設備首先開始加熱，當溫度達到設定值 150℃時，自動啟動壓力裝置，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，與樣品緊密結合。在鑲嵌過程中，操作人員需密切觀察設備運行狀態(tài)，如發(fā)現設備有異常噪音、溫度或壓力異常等情況，應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：鑲嵌時間結束后，設備自動停止加熱和加壓，進入冷卻階段。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量，觀察是否存在氣泡、裂紋、缺角等缺陷，若發(fā)現缺陷，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)檢測要求。?

3. 設備清潔與維護：鑲嵌操作完成后，關閉設備電源，用軟布擦拭設備表面，清理模具內殘留的鑲嵌粉，確保模具內部干凈整潔。對設備的模具、壓力裝置、加熱模塊等部件進行檢查和維護，如涂抹潤滑油保養(yǎng)模具滑動部位，確保設備下次能正常運行。同時，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、鑲嵌效果驗證?

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

五、注意事項?

1. 操作人員在使用金相鑲嵌機，需接受專業(yè)的操作培訓，熟悉設備的結構、工作原理和操作流程，嚴格按照設備操作規(guī)程進行操作，避免因操作不當導致設備損壞或人員受傷。?

2. 鑲嵌過程中，設備處于高溫、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，防止燙傷。同時，設備周圍需保持通風良好，避免有害氣體（如鑲嵌粉加熱過程中可能產生的少量揮發(fā)性氣體）積聚。?

3. 不同材質的樣品和鑲嵌料，其適宜的鑲嵌溫度、壓力和時間參數不同，在進行鑲嵌操作前，需根據實際情況進行參數調試，確定最佳的鑲嵌工藝參數，以保證鑲嵌質量。?

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

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