铜及铜合金制样技术

1、铜及铜合金一、宏观分析试样的制备试样需磨平，热蚀前试样表面的油污需清洗干净。侵蚀剂为1: 1 硝酸水溶液，加热温度约5070C，时间约5分钟。观察面上如有一层黑色的氧 化膜，可用稀盐酸溶液擦掉。常见的缺陷缩孔、疏松、气孔、偏析、外来非金属和金属夹杂、铸造粗晶、 冷隔。二、微观分析试样的制备试样在磨光前可用锉刀将样品锉平并倒角。然后逐步经400 #、600 #、800 #、1000 #、03#、05 # SiC水砂纸及金相砂纸磨平，最理想是砂纸上涂 抹汽油起润滑作用，在换用下一道砂纸时应清洁试样，可以避免将上道较粗的砂 粒带到细纱纸上,同时将原来磨制的方向改变90。铜和铜合金质地较软，磨光时 需

2、均匀用力，着力不可太重，切忌顺序使用两种砂纸的粒度相差太大，含使前一 加工所留下粗大磨痕为表层金属流动和金属粉末填充，造成表面磨得很好的错 觉，在组织显示过程中，这种缺陷会暴露出来。试样的抛光经最后一道砂纸磨过的试样，经水冲洗后即置于抛光机上进行抛 光。抛光丝绒最理想。抛光粉常用的有以下几种：i）氧化铝硬度高，切削力强，对质地教硬的两相合金是一种理想的抛光磨料。ii）氧化铭硬度低于氧化铝其切削能力比氧化铝差，但对纯铜、单相铜合金，如 铍青铜、铜钛等广泛使用。iii）氧化镁硬于氧化铝、氧化铭，其颗粒具有尖锐磨削刀口，作铜及铜合金的精 抛光用软软的铜合金，常采用浸蚀抛光的方法消除干扰变形层和抛光条

3、纹。粗抛：氧化铭或W3W5金刚石研磨膏精抛：氧化镁或W0.5W2.5金刚石研磨膏化学抛光剂：50ml正磷酸+28ml冰醋酸+22ml硝酸3份硝酸+1份盐酸+1份磷酸+5份冰醋酸10g三氯化铁+8ml盐酸+50ml酒精+50ml水号试剂浸蚀时间约59秒，若晶粒不清晰，可在号试剂中浸蚀23秒，可获 得清晰组织。电解抛光剂纯铜：蒸馏水175ml，磷酸825ml电压：11.6V，时间：1040分，阴极： Cua、a+艮 Cu-Fe、Cu-Co：蒸馏水 600ml，磷酸 400ml电压：12V，时间：115分，阴极：纯铜或不锈钢黄铜、青铜：蒸馏水300ml，磷酸700ml，电压：1.518V，时间：51

4、8分, 阴极：纯铜试样的组织显示纯铜和单相铜含金的化学浸蚀，是由于晶界处原子排列缺陷多, 自由能高，因而首先溶解而成凹沟，在显微镜下即可看出晶粒，有时为了增加晶粒 的对比，和退火后的双晶带，可延长浸蚀时间。两相和多相铜含金的化学浸蚀其作用原理不同于紫铜和单相铜合金，它主要 是一个电化学腐蚀过程。由于合金中组成相的电极电位不同，因而当浸蚀剂浸入时，就形成了一个微 小的电池，具有较高负电位的一相成为微电池的阳极，而优先溶解于试剂中而成 凹洼，具有较高正电位的另一相则为阴极，不受浸蚀，因而使不同的相区分开来。常用浸蚀剂见下附图常用浸蚀剂见下表1氢氧化裁50ml水50ml诋氧水 20ml适用铜和富铜含

5、金，可显示晶界，使口相发暗，闵目发高2FeCl HCI H2O120100510100550100825100196100252510010110031100话用紫洞、黄铜、青铜、铝青铜，使黄洞中闵目变色350ml 10的错酣水溶海，使用前 加几旨盐酸除显露晶界处，显示含氧的夹杂物，冷变形铜的诙晶 黄铜中的口相呈橙黄色，0相呈柠檬黄色。锡青铜中口相不受浸蚀，伊目发暗。4硝酸铁lg水100ml显示纯铜的晶界5过硫酸铉10g水90ml显示紫铜、黄铜、铝青铜的组织6铭酣lg水100ml电压6U时间3-6s阴极纯铝用于铝青铜，波青铜785%酸 400ml水 600ml电压12V时间155勿阴柢纯铜或不

6、锈钢用于单相或两相黄铜、铜铁、铜钻合金875知醋酸30ml，硝酸20ml丙酮30ml用于富洞、铜-镣-铝合金浸蚀后NiAl呈淡灰色长条状，NiAl呈暗灰色 球状，铝铜合金中成相呈浅灰色常用浸蚀剂.png铜及铜合金的组织分析（一）结晶过程的分析结晶是以树枝状的方式生长，树枝状的结晶容易造成夹渣外，通常形成显微疏松。取决于模壁的冷却速度外，还取决于合金成分、熔化与浇注温度等。（二）宏观分析中常见缺陷在浇注过程中往往产生缩孔、疏松、气孔、偏析等缺陷。浇注温度和浇注方式的影响，铸锭、紫铜中容易出现气孔和皮下气孔。由于合金元素的熔点、比重不一，熔炼工艺不当造成铸锭的成分偏析。铸造时热应力可产生裂纹。浇注

7、工艺不当（浇注温度过低），浇注时金属液的中断会造成冷隔。（三）微观分析与铜相互作用的性质，杂质可分三类：溶解在固态铜中的元素（铝、铁、镍、锡、锌、银、金、呻、锑）。与铜形成脆性化合物的元素（硫、氧、磷等）。实际上不溶于固态铜中与铜形成易熔共晶的元素（铅、铋等）。铋与铜形成共晶呈网状分布于铜的基体上，淡灰色。铅含量很少时和铋一样呈网状分布于晶界，其颜色为黑色；铅含量大时在铜的晶粒间界上呈单独的黑点。暗场观察：铅点呈黑色，孔洞为亮点。硫与氧的观察：均与铜形成化合物（Cu2S、Cu2O），又以共晶形式（Cu2S+ Cu、Cu2O+ Cu）分布在铜的晶界上。氯化高铁盐酸水溶液浸蚀：Cu2O变暗，Cu2

8、S不浸蚀。偏振光观察：Cu2O呈暗红色。氧是铜中最常见的杂质，可产生氢脆。所以含氧量应严格规定。加工状态呈拉长的晶粒和纤维状组织；退火后呈等轴晶。紫铜抛光:砂纸打磨到2000即可，关键是抛光布的选择，普通的抛光布都是黑色的那种， 比较粗糙，抛光铜合金试样时可以用来粗抛，把大的划痕跑掉即可；第二步 要用比较细的抛光布，我硕士期间做的是铝合金，也比较软，后来去市场上（卖 布的）买了一块真丝绒的布，买来后裁的比粗抛时的抛光布大一点，这样细抛 时把黑色抛光布放下面，真丝绒的放上面，研磨膏选用0.5的，不时加入清 水，以防太干，这样10分钟左右就OK 了，希望你能成功铜的金相那是相当的好抛光，我建议你先

9、要打磨好，然后先用2W的抛光膏， 抛的差不多就洗洗抛光布，然后用0.5的抛，最后再洗洗抛光布，最后就直 接水抛，最后抛的时候手上不要用力，轻轻的抛，最后就OK.还有，抛光布 最好不要用呢子的，最好是细绒布。砂纸由600号到4000号，然后就是0.5微米的氧化铝悬浊液，之后再用水抛. 力度靠自己掌握，多做几个样就摸到力度了.有一个现象，就是氧化铝悬浊液抛光后，样品表面残留很多氧化铝颗粒,很头疼 啊.你如果是手工抛光的话，一般就应该是那样的，不断的抛光，掌握力度，铜 及铜合金是相对较软的金属，在抛光过程中随着砂纸粒度的减小 600-800-100-1500-2000-3000，磨的力也要变得比较轻微和均匀，最好是湿磨， 加上水，在换砂纸型号及用金刚石膏磨的时候都要把样品洗干净，确定没有 细小颗粒附着在手上或者样品上以及抛光布上，抛光失败再所难免，但是次 数多了力度就掌握好了，成功率就会变高。我有两种方法：一个是用煮过的氧化镁粉末，在麂皮上研磨，这个虽然慢单 效果很好二是使用硅溶胶在绒布上抛光，效果也不错抛光的重点是慢转速，小点力，这个要慢慢来，不能着急砂纸从粗到细，平行磨，一个方向磨，不要来回磨，磨光后，用抛光膏在更 细目数砂纸上磨。紫铜的腐蚀液要用硝酸铁+酒精（查相关文献，了解浓度配