什么是预磨？
预磨，也称平面研磨，或金相磨平，是样品磨抛制备中一个重要环节。其目的是消除金相切割过程中产生的粗糙度，并迅速实现研磨表面的平整。预磨可以为后续的磨抛步骤做准备，去除变形层，以及实现高效率的定量磨削。当然，如果样品的初始表面比较精细和平整，也可略过预磨程序，直接进入细磨或精磨步骤。
怎样实现预磨？
预磨采用的磨料粒度一般为P60-P180，具体选用的磨料类型和设备取决于样品材料、尺寸和制备目的。若是软质材料，可采用SiC砂纸、研磨薄膜、磨盘；对于较硬的材料（>300HV如硬化钢或陶瓷），则使用金刚石磨盘。上述两种情形均可在常规手动或自动金相磨抛机上进行。如果样品切割后有毛刺或者希望简便实现单个样品的磨平过程，下图这种可使用不同粒度氧化铝或碳化硅研磨砂带的手动预磨机是方便经济的选择。
QATM Qgrind 100手动砂带预磨机
如果金相制备时，需要在最短的时间内以最高的平面度实现快速材料去除，则建议使用预磨磨石，常见的种类有陶瓷粘接氧化铝或碳化硅磨石。磨石需要在专业的金相自动预磨机上使用，通过高速旋转实现高效材料去除和磨平样品。
QATM行业领先的Qgrind XL立式预磨机或Qpol 300 BOT全自动磨抛机系统的预磨工位，搭配专业的白氧化铝或碳化硅磨石，即使针对高样品吞吐量也可有效地进行平面研磨。预磨机或预磨工位采用精确电子力控制的中心力加载模式，配备自动磨石修整功能来实现高精度、最大化的材料去除，快速磨平批量镶嵌或非镶嵌样品。
白氧化铝磨石：适用于黑色金属
SiC磨石：用于烧结材料、铝、铜
QATM Qrind XL自动预磨机
磨石预磨的影响因素
自动预磨工作原理图
预磨的基本原理跟研磨相似，试样表面以一定的压力与固定在磨石中的磨料颗粒发生相对高速运动后，产生磨屑(即材料去除)并在表面留下磨痕。在此过程中，水作为冷却液，对样品和磨石表面起到冷却和润滑的作用，并及时冲走磨屑；而金刚石修整器以一定的时间间隔对磨石进行自动修整，及时去除磨钝的磨料颗粒，让尖锐的新磨料颗粒展露出来，确保持续的材料去除过程。
磨石预磨过程的主要影响因素包括加载力，试样夹具及磨石的转速，金刚石修整器的修整速度/深度以及冷却因素等。您所关心的相关问题的答案都在这里啦！
预磨时该用多大的转速？
磨石作为研磨介质，采用高转速（Qgrind XL的转速范围为1000~2000转/分钟）是自动预磨过程的特征之一。QATM实验数据表明，随着磨石转速的增加，样品材料去除率也随之增加，而试样表面质量（粗糙度）基本保持恒定。
这一结果虽然表明提高转速有助于提升材料去除率，但在实际应用中高转速会带来更高的磨石损耗，同时也会增加磨石和样品表面间产生的热量。因此，磨石预磨的转速通常选择为1500 转/分钟。
是不是研磨力越大越好？
自动预磨时为了确保平面度，试样均采用中心力加载模式。我们的实验结果表明，随着研磨力的增加，材料去除率上升，磨石损耗趋于下降（自动修整磨石次数减少），而样品表面质量保持不变；当加载力达到 300N时，去除率曲线趋于平缓。
我们都知道，过高的研磨压力会增加样品材料变形，而这些变形必须在后续的研磨和抛光步骤中去除，以便能够分析真实的材料显微组织。因此，在实际预磨应用中，应根据样品材质、大小及数量选择合适的研磨力，且需谨慎地增加力值。一般情况下选择的中心加载力不会超过350N，单位面积上的研磨力通常低于0.030 N/mm2。
预磨表面质量可以选择么？
是的，Qgrind XL预磨机的操作软件界中有不同的研磨模式可供选择，包括粗糙、正常、细磨和精细研磨四种模式，从而提供不同的表面质量选择。
研磨模式的不同本质上是采用了不同的磨石修整速度：若选用较高的修整速度，磨石表面会形成螺旋状纹理，此时去除率较高，但样品表面也会比较粗糙；反之，如果低速修整磨石，磨石表面会相对光滑，样品表面质量也会比较精细，但材料去除率将明显降低。
大量实验数据表明，在“精细”研磨模式下，样品表面质量可提高至少达15%；在“粗糙”研磨模式下，与传统工艺相比，材料去除率可提高20%，从而显著减少了工艺时间。在实际操作中，可以通过选择和组合不同的研磨方式，实现最大化的材料去除率和优异的样品表面制备效果。
什么时候该进行磨石修整？
什么时候是修整磨石的最佳时机？过去，必须通过听、看、摸和测量来判断修整时机——有经验的操作人员可以通过磨石工作的声音判断是否有材料被去除，通过触摸磨石就能分辨出其是否锋利。
现代预磨机集成了材料去除检测和显示系统，可根据实时材料去除情况，自动评估和选择合适的修整时机。比如，当去除率降低到预设百分比时，机器会自动开始修整磨石。当然，用户也可以按预先设定的时间间隔进行自动磨石修整或手动修整。
Qgrind XL全自动磨石修整装置
实际预磨案例？
案例 1多个热轧钢样品的金相制备
目标：
同步制备19个未镶嵌截面样品，其中每个夹具开孔中夹持3~4个样品
预磨参数：
磨石：P100 Al2O3
转速：1500 rpm（磨石）/ 120 rpm（试样夹具）
加载力：180 N
时间：~ 2 min.
抛光步骤：
9/3/1 µm
案例 2马氏体钢大镶嵌样品的金相制备
目标：
将3个镶嵌的马氏体钢（60 HRC）样品定量磨削1mm后，观察边缘和芯部组织，镶嵌尺寸 100 x 50 mm
预磨参数：
磨石：P100 Al2O3
转速：1500 rpm（磨石）/ 120 rpm（试样夹具）
加载力：200 N
时间：~5 min去除1mm
抛光步骤：
9/3/1 µm抛光后，硝酸酒精溶液腐蚀
PART.3超大钛合金样品的金相制备
目标：
将超大尺寸（140 x 100 mm）的钛合金TC4样品进行整体制备后观察显微组织
预磨参数：
磨石：P150 SiC
转速：1500 rpm（磨石）/120 rpm（试样夹具）
加载力：125 N
时间：~90s磨平
抛光步骤：
抛光后用Kroll溶液腐蚀
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旗下六大品牌：德国Retsch（莱驰）粉碎、研磨、筛分设备，德国Microtrac MRB（麦奇克莱驰）多功能粒度粒形分析仪，Carbolite•Gero（卡博莱特•盖罗）烘箱、高温烘箱、箱式马弗炉、灰化炉、管式马弗炉、气氛马弗炉、真空马弗炉、高温马弗炉及工业定制炉，Eltra（埃尔特）碳/氢/氧/氮/硫元素分析仪，QATM（奥德镁）切割机、镶嵌机、磨抛机、硬度计，Erweka (艾维卡) 药品药剂测试设备。
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