金相切割機挑選2024|5大注意事項

  • 原則1.樣品要能順利切割,適合後續進行鑲埋和研磨拋光。
  • 原則2.依材質、精度、使用頻率等因素,選擇合適的金相切割機。
  • 原則3.比較切割機二大種類:精密切割機 VS. 精密鑽石切割機。
  • 原則4.依據實驗室設備種類,從樣品特性需求,選擇合適材料。
  • 原則5.根據耗材費用、操作時間及培訓成本,選擇最符合需求的實驗室儀器設備。

金相切割是金相材料分析、檢測及實驗的第一步驟,其主要功能,是將欲觀察的材料透過金相切割機,切割成適合後續進行鑲埋和研磨拋光的樣品。

在材料分析過程中,品質控制是至關重要的,因此在實驗室進行金相切割時,使用適合的實驗室設備來確保結果的品質和準確性顯得尤為重要。

金相切割機主要用途與功能

以下是金相切割機的主要用途與功能:

  1. 1. 保持樣品完整性

    金相切割機的設計旨在避免切割過程中的熱損傷或物理損傷,確保樣品的完整性,避免影響後續的金相實驗與觀察檢測,確保實驗結果的品質。

  2. 2. 適用多種材料

    金相切割機能夠切割多種材料,包括軟金屬、硬金屬、超硬材料及非金屬材料,這使得它在各種行業中具有廣泛的應用。

  3. 3. 配合其他金相前處理步驟

    金相切割後通常需進行冷鑲埋或熱鑲埋,讓後續的研磨和拋光可順利進行,並透過金相顯微鏡觀察樣品的組織或結構。

  4. 4.科學實驗研究與質量控制

    金相切割技術用於材料的微觀結構分析、新材料和新工藝的效果評估、及製造過程中的品質控制。在進行這些科學研究時,實驗室設備的精確度和穩定性,直接影響到研究和分析的最終品質。

  5. 5. 熱處理效果評估

    分析熱處理對材料性能的影響,如晶粒大小和相組成的變化。透過金相切割技術,可以有效評估材料經過熱處理後的效果,並且有助於材料的品質控制。

  6. 6. 缺陷檢測

    金相切割機可用於檢測材料中的夾雜物、孔洞和裂紋等缺陷,確保材料的品質和可靠性。

  7. 7. 硬度測試

    透過金相切割機取樣,可進行硬度的測試與實驗,評估材料的硬度和強度,從而幫助進行材料的品質控制。

    金相切割機的應用廣泛,不僅在汽車、航太、製造業和電子業中扮演重要角色,也在研究教育單位中有著重要的地位,推動了材料科學和工程技術的進步。無論是在實驗室或是工廠中,皆直接影響了整個分析流程的最終品質。

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玖鉦機械在金相切割領域提供了完整且多樣化的產品線,包括精密切割機和精密鑽石切割機。

選購金相切割機考慮因素

使用者在選購這些金相切割機時,應考慮以下幾個重要因素:

  1. 1. 樣品大小及形狀

    樣品的大小和形狀對於金相切割機的選擇至關重要。精密切割機通常適合切割較大的金屬樣品,最大可切割直徑達Ø150mm的樣品。而精密鑽石切割機 則專門用於切割較小或精密的樣品。如果是板材類的樣品,使用專門的精密鑽石切割機能夠確保精確度與切割品質,讓樣品在後續分析中保持穩定性。

  2. 2. 樣品材質

    樣品材質直接影響到金相切割片的選擇。對於含鐵金屬,通常選用氮化硼切割片或氧化鋁磨粒的金相切割片,如玖鉦的S02A系列和S02C系列的金相 切割片。非鐵金屬或非金屬樣品則多選用鑽石刀片或碳化矽磨粒的金相切割片,如S02F系列。不同材質對金相切割片的要求不同,因此選擇合適的金相切割片至 關重要,以確保金相切割機的切割效果與品質控制的標準達到一致性。

  3. 3. 切割精度

    切割精度的要求也會影響金相切割機的選擇。一般來說,精密鑽石切割機在切割精度方面表現較佳。如果使用者對切割後的平行度有嚴格的要求,則應選擇進給速度較慢的精密鑽石切割機,達到更高的品質要求。

  4. 4. 金相切割機的使用頻率

    機台的使用頻率是選購時需考慮的重要因素。高使用頻率的金相切割機需要具備高耐用性和穩定性,以確保在長時間、高強度使用下仍能保持穩定性能,這在許多實驗室設備的選擇中至關重要。

  5. 5. 金相切割機的操作便利性

    金相切割機的操作便利性也至關重要,操作簡單的設備能夠提高工作效率。操作介面友好的金相切割機減少了學習時間,讓使用者能夠更快掌握。

  6. 6. 預算

    預算方面,使用者應根據實際需求和財務狀況,選擇性價比高的金相切割機,以確保在滿足需求的同時控制成本。選擇高品質且耐用的實驗室設備,能為長期的金相製備工作提供穩定效益。

  7. 7. 維護與保養

    維護簡便的金相切割機能夠降低日常維護成本,延長使用壽命。玖鉦機械的設備不僅耐用,且零部件易於更換,這樣的設計能讓工作更加流暢,確保材料品質控制的穩定性。

  8. 8. 售後服務

    玖鉦機械提供完善的售後服務,確保金相切割機在使用過程中遇到問題時能夠及時解決,可靠的售後服務是保障實驗室設備穩定運行的關鍵。

  9. 9. 成本效益和綜合價值

    使用者應綜合考慮金相切割機的購買價格、維護成本和長期使用效益。選擇具備良好性價比的實驗室設備,確保其在性能、耐用性和長期成本上都能達到最高的標準,確保綜合價值最大化。

    玖鉦機械在金相前處理領域擁有將近30年的經驗,其產品被廣泛應用於各類實驗室中,能夠提供最佳的切割品質。綜合考慮以上因素,使用者可以根據實際需求,選擇最適合的金相切割機,以達到切割質量、效率和成本的最佳平衡。

    選擇合適的金相切割機將為您的金相分析工作帶來事半功倍的效果。

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金相切割機可分為兩大類:精密切割機和精密鑽石切割機。這兩種金相切割機在材料製備過程中各有其特點和應用,為不同的需求提供最佳解決方案,尤其在材料的品質控制上扮演重要角色。

金相切割機兩大類之一:精密切割機

  1. 1. 精密切割機

    精密切割機這類實驗室設備通常搭配金相切割片使用,廣泛應用於汽車產業、航太產業、製造業和研究教育單位中,這些應用中都對產品的品質有嚴格要 求。精密切割機適合切割各類金屬樣品,如鋼、鐵、銅、鈦、鋁,以及陶瓷、火星塞、傳感器、緊固件、馬達、曲軸、齒輪、渦輪等。精密切割機在這些應用中扮演 著至關重要的角色,確保切割樣品的精密度和一致性,滿足高標準的品質需求。

    (1) 汽車產業

    精密切割機用於切割汽車零部件,如曲軸、齒輪、渦輪等,提供高精度的切割,確保零部件的精密度和性能,並且提高整車的品質。

    (2) 航太產業

    精密切割機能夠處理各種航太金屬,如鈦和鋁合金,這些材料在航太結構中至關重要。精密切割機的高精度切割能確保符合航太部件品質控制的檢測需求。

    (3) 製造業

    精密切割機應用於各種機械部件的切割,如馬達和緊固件,確保生產過程中的效率和質量,提升生產力的同時確保產品的品質。

    (4) 研究和教育單位

    精密切割機用於材料科學研究和實驗,提供準確的切割樣品,支持實驗室中的研究工作。

精密切割機的切割模式

  1. 根據不同的切割模式,精密切割機可以分為以下幾種類型,這些切割技術廣泛應用於各類實驗室設備中,並根據不同的需求提供精確的切割方案。

    (1) 進給切割

    操作方式:樣品固定在夾具上,通過手輪或精密切割機自動移動樣品與刀片進行接觸切割。此操作方式適合多樣應用,並確保切割的高品質。

    特點:

    在進行精密檢測時,保持穩定且一致的切割質量至關重要。不當的切割可能導致樣品表面產生裂紋或變形,進而影響顯微結構觀察、硬度測試及其他檢測項 目。針對這些需求,玖鉦機械的CK系列精密切割機(如CK200B自動切割機)便是採用了進給切割技術。進給切割是指金相切割片逐步進入樣品,當與樣品表 面接觸時能有效控制阻力的增加,保持切割的穩定性。這種技術尤其適合多種材料的切割,能顯著減少切割過程中的震動與偏移,確保樣品的完整性。CK200B 通過自動進給系統精確控制切割進度,適合大批量樣品處理。自動進給方式包括按鈕啟動,切割完成後自動歸位,確保操作的便捷性和一致性。

    (2) 擺臂切割

    操作方式:樣品固定在夾具上,金相切割片自動從上至下以弧度的方式切割樣品。

    特點:

    延長刀片壽命

    擺臂切割技術能更充分地利用整個刀片表面,從而延長刀片的使用壽命。這在需要長時間操作或大批量樣品處理的實驗室中尤為重要,因為它能顯著減少刀片的更換頻率,降低操作成本。

    提高工作效率

    擺臂切割技術提升了設備的工作效率。操作人員可以更專注於樣品的切割質量和後續檢測流程,而無需頻繁更換耗材。這不僅提高了工作效率,還確保了切 割過程的穩定性和一致性。玖鉦機械的CF系列精密切割機,例如CF250B,便採用了擺臂切割技術。CF250B憑藉擺臂切割的設計,能夠更有效地利用刀 片的切削壽命,減少頻繁更換刀片的需求。同時,其精密馬力和穩定的切割過程,確保了在各種材料和樣品尺寸下的穩定性。這對於需要進行精確檢測的實驗室環境 來說,是一項重要的技術優勢。

    (3) 階梯切割

    操作方式:樣品固定在夾具上,刀片先下降一定距離,然後自動移動樣品進行切割,切割後退回起始點再下降一定距離,重複此動作直到樣品切斷。

    特點:

    降低阻力與刀片磨耗

    階梯切割技術通過逐步切入樣品,有效降低了切割過程中的阻力積累,這不僅減少了刀片的磨耗,還降低了刀片爆裂的風險。這對於處理較大或較厚的材料尤為重要,因為這些材料在切割過程中更容易產生高阻力和高磨耗。

    提高操作安全性與穩定性

    階梯切割技術確保了厚材料切割時的安全性和穩定性。逐步切入樣品的方式減少了瞬間的高壓力,從而降低了刀片爆裂的風險,確保了操作的安全性。這對 於需要長時間運行的實驗室設備尤為重要,因為穩定的切割過程能夠保障設備的長期運行。玖鉦機械的CF系列精密切割機,如CF450S,配備了階梯切割技 術,專為切割較大或較厚的材料設計。該技術通過逐步切入樣品,有效降低阻力積累,減少刀片爆裂風險,確保厚材料切割時的安全性和穩定性。同時,這也提高了 實驗室設備的效率,特別是在長時間運行中,穩定性能得以保障。

金相切割機兩大類之一:精密鑽石切割機

  1. 2. 精密鑽石切割機

    精密鑽石切割機通常搭配鑽石刀片或氮化硼刀片使用,廣泛應用於研究教育單位、檢測單位以及電子業和製造業,尤其是在實驗室中對樣品高精度要求的製 備至關重要。它們適合切割各種材料,如陶瓷、塑膠、鋁、銅、鐵、PCB板、玻璃和碳纖維板。精密鑽石切割機的切割精度和平整度相對較高,這對於實驗室設備 的應用非常重要。

    精密鑽石切割機的應用領域非常廣泛,包括:

    (1) 研究教育單位

    精密鑽石切割機在研究教育單位中被廣泛應用於材料研究和實驗。這些切割機能夠進行精細切割,確保樣品的表面平整度,滿足嚴格的研究標準。例如,在 材料科學研究中,精密鑽石切割機可以用來切割各種硬度和脆性的材料,如晶體、陶瓷和玻璃,為實驗室中的後續分析和測試提供高品質的樣品。

    (2) 電子業和製造業

    在電子業和製造業中,精密鑽石切割機被廣泛應用於切割電子元件、PCB板及各種精密工件。這些切割機能夠確保高精度和一致性,滿足生產過程上對品 質控制的需求。例如,在PCB製造中,精密鑽石切割機可以用來切割複雜的電路板,確保切割邊緣的光滑和平整,從而提高產品的可靠性和性能,並滿足實驗室中 的高標準要求。

精確切割板材樣品可用精密鑽石切割機

  1. 在處理板材類樣品如玻璃、碳纖維板和PCB時,精密鑽石切割機是進行精確切割作業的理想工具。這些材料的特性各異,但都需要高精度和平整的切割邊緣,以保持材料的完整性和表面光滑度。

    (1) 玻璃樣品的切割

    對於易碎裂的玻璃樣品而言,鑽石切割機的進給速度至關重要。建議採用非常慢且穩定的進給速度,這樣可以確保切割過程中邊緣的平滑度,同時減少碎裂的風險。適當的進給速度能夠有效降低應力集中,避免裂紋的產生,確保切割後的產品質量。

    (2) 碳纖維板的切割

    碳纖維板也常採用鑽石切割機的模式進行樣品製備,適當的冷卻可避免碳纖維樣品在金相切割的過程中,材質發生質變。

    (3) PCB的切割

    PCB板的切割需要高精度的切割技術,以確保電路板的完整性和功能性。精密鑽石切割機能夠提供穩定且平整的切割邊緣,適合電子元件的精密加工。

    精密鑽石切割機在處理玻璃、碳纖維板和PCB等板材類樣品時,能夠提供高精度和平整的切割效果。適當的進給速度和切割技術操作,對於降低材料損壞風險和確保產品質量至關重要。

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金相切割機通常搭配金相切割片、鑽石刀片或氮化硼刀片使用,這些金相切割片的磨粒大小相對固定,因此在切割後,樣品表面的滑痕和深度較為一致。這種一致性使得後續研磨和拋光的流程更加省時高效,確保樣品在分析結果上具有較高的品質。

金相切割片可依據磨粒區分成多種不同的種類,常見的磨粒有氧化鋁和碳化矽。一片完整的金相切割片是由許多磨粒構成,這些磨粒透過燒結的方式結合在一起。依據實驗室設備,選擇合適的切割片,能夠有效提高工作效率,同時保障樣品的品質。

在切割過程中,磨粒會磨削樣品,但同時本身也會被磨耗。當磨粒磨耗殆盡時,就會自然脫落,露出新的磨粒。因此,金相切割片在使用過程中,刀片直徑會逐漸變小,但這能保證切割的一致性。

氧化鋁刀片與碳化矽刀片

  1. 1. 氧化鋁磨粒

    氧化鋁磨粒本身較軟,容易磨耗,因此特別適合用來切割金屬材質的樣品,如鋼或鐵。其較軟的特性使得在金相切割的過程中能夠保持鋒利,但也會更快地消耗掉。然而,這種磨粒能夠有效地處理金屬樣品,提供穩定且高效的切割效果,這對於品質控制的一致性至關重要。

  2. 2. 碳化矽磨粒

    相較之下,碳化矽磨粒的硬度較氧化鋁磨粒高,特別適合切割非鐵金屬或非金屬樣品,如鋁、銅、鉛和樹脂等。碳化矽磨粒的高硬度使其在切割這些材料時能夠保持更長的壽命和更高的切割質量,這能有效提高樣品製備的品質。

    選擇合適的磨粒和燒結方式對於不同材料的切割至關重要。氧化鋁磨粒適合用於金屬樣品,提供柔和且高效的切割效果,而碳化矽磨粒則適合用於非鐵金屬或非金屬樣品,保證切割的精度和樣品的完整性,這對於保證樣品分析的品質非常重要。

    根據具體需求選擇相對應的磨粒和燒結方式,能夠確保金相切割的過程中,有良好的效率和質量,從而為後續的金相流程和金相分析奠定良好的基礎。

    氮化硼刀片和鑽石刀片

    除了金相切割片外,氮化硼刀片和鑽石刀片也常被應用於金相切割中。

  3. 1. 氮化硼刀片

    氮化硼刀片的硬度非常高,通常用來切割氧化鋁磨粒或碳化矽磨粒無法切動的樣品,如鎢鋼等高硬度金屬。氮化硼刀片依其燒結方式可分為金屬燒結、樹脂燒結及電鍍燒結。這些刀片在切割時能提供穩定且高品質的結果,特別適合用於高強度的材料切割中。

  4. 2. 鑽石刀片

    鑽石刀片適合切割非鐵金屬樣品或非金屬工件,如鋁、銅、被動元件等電子零件。鑽石刀片在切割含鐵金屬時表現較差,因為含鐵金屬中的碳會增加鑽石的磨耗,造成切割效果不佳。因此,在實驗室中使用鑽石刀片時,需依據材料特性進行選擇,以達到最好的切割品質。

    氮化硼刀片和鑽石刀片不同的燒結方式

    氮化硼刀片及鑽石刀片依其燒結方式可分為金屬燒結、樹脂燒結及電鍍燒結,根據具體的實驗室設備來選擇適合的刀片和燒結方式,能確保設備的長期使用和穩定性能。

  5. 1. 金屬燒結

    金屬燒結的刀片具有最佳的磨粒結合力和耐磨耗度,加工形狀保持性和壽命最優,非常適合需要長時間高強度切割的應用,特別適用於對材料品質控制要求較嚴格的實驗環境。

  6. 2. 樹脂燒結

    樹脂燒結的刀片具有一定的彈性,可以減少工件加工時的破壞力,有效避免樣品損傷,這對後續其他實驗室設備的檢測分析至關重要。

  7. 3. 電鍍燒結

    電鍍燒結的刀片磨粒凸出量大,增加切削能力但磨耗也較大,適合需要高切削效率的情況,能夠快速完成切割任務,並確保樣品製備過程中的高品質。

    了解不同磨粒和燒結方式的特性和適用範圍至關重要。氮化硼刀片和鑽石刀片各自有其特點和適用場景,根據切割樣品的材質和加工需求選擇合適的刀片,並搭配合適的實驗室設備,可以大大提高切割效率和質量,並保護樣品的完整性。

    氮化硼刀片適合切割高硬度金屬,而鑽石刀片則更適合非鐵金屬和非金屬樣品。在切割過程中,選擇合適的燒結方式也能確保刀片的最佳性能和耐用性。

    良好的冷卻在金相切割中很重要

    在樣品製備過程中,金相切割片、氮化硼刀片及鑽石刀片在高速旋轉時會產生大量熱能,因此冷卻在金相切割的過程中尤為重要,尤其是當實驗室設備再進行高強度切割時,必須確保良好的冷卻系統來保護刀片和樣品,並確保切割品質。

    冷卻在金相切割的過程中的主要重點,有以下幾項:

  8. 1. 防止樣品質變

    在金相切割時,若沒有適當的冷卻措施,樣品會因熱能累積而產生質變,這將直接影響後續的金相觀察。熱能可能導致樣品材料的變形、結構變化或硬度改變,從而使得觀察結果失真,甚至影響分析的準確性。

  9. 2. 提高金相切割質量

    適當的冷卻能夠保持切割過程中的穩定性,確保樣品切割面的平整和光滑。若無適當冷卻,樣品在金相切割中容易出現不平整的現象,這不僅影響金相切割的效果,還會增加後續研磨和拋光的工作量和時間,降低製備效率。

  10. 3. 延長刀片壽命

    刀片在高速切割中產生大量熱能,如果沒有適當冷卻,刀片會過熱,從而加速磨損甚至損壞。有效的冷卻系統可以降低刀片的工作溫度,延長其使用壽命,減少更換頻率,節約成本。

  11. 4. 安全考量

    過熱的刀片和樣品存在一定的安全隱患,特別是在高溫環境下,切割過程中可能會產生火花或引發其他危險。適當的冷卻措施能有效降低這些風險,保證操作的安全性。

    綜合以上原因,濕切模式在金相切割中被廣泛採用。玖鉦機械的切削液都是日本進口並經過測試的高品質切削液,在樣品製備時有效地帶走切割過程中產生的熱量,從而保護樣品和刀片,保證切割質量和安全性,延長刀片壽命。

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金相切割機的價格範圍和成本效益因品牌、型號和功能而異。以下是購買前後需考慮的項目,來提供一些關鍵考量。

購買前考慮事項

  1. 1. 型號和功能

    不同功能的金相切割機價格不同。高端型號配有先進的切割技術和自動化功能,因此價格較高。選擇實驗室設備時需根據樣品大小、材料類型和切割精度等需求,這樣可以確保滿足實驗室內部的特定需求而不超出預算。

  2. 2. 預算限制

    確定預算範圍,這將影響可以考慮的金相切割機品牌和型號。高價的金相切割機具備更先進的功能,但可能不符合預算規劃。應根據實際使用需求和資金狀況進行選擇,以確保在控制成本的同時獲得高性價比的實驗室設備。

  3. 3. 品牌和製造商

    TOPTECH 在金相領域擁有近30年的製造經驗,並取得世界各國超過50項專利商標。這些設備具有穩定的品質,且價格相對有競爭力,因此成為許多實驗室的首選。

  4. 4. 產品壽命和耐用性

    高品質通常具有較長的使用壽命和良好的耐用性,這對於實驗室設備來說尤為重要,因為頻繁的使用,更需要較少的維修次數和更長的壽命,從而降低了實驗室設備更換的頻率。

    購買後考慮事項

  5. 1. 使用成本

    使用成本包括能源消耗、耗材(如切割液)、維護和修理成本。即使初期投資成本較低,在實驗室長期使用時,可能會產生更高的運行和維修成本,因此需要綜合考慮使用成本以達到最佳效益。

  6. 2. 耗材成本

    一些金相切割機需要特定的切割液或其他耗材。長期使用中,這些耗材成本會逐漸增加,因此在購買時需考慮耗材的供應和價格,特別是針對高頻率使用的實驗室設備。

  7. 3. 能源消耗

    評估能源效率和消耗量對於控制實驗室的運行成本至關重要。高效節能的設備不僅可以減少日常使用中的能源消耗,還能提高整體運行效率。

  8. 4. 維護需求

    不同品牌和型號的金相切割機在維護需求上存在差異。了解維護頻率和成本,可以幫助減少長期使用中的支出,並確保實驗室設備的長期穩定運行。

  9. 5. 維修服務

    評估品牌的售後服務和支持,可靠的維修服務對長期使用至關重要,快速有效的維修服務支援,能維持實驗室設備的運行品質,確保實驗進度不會被延誤。

    除了初始購買成本,還需評估整體使用成本,低價格設備可能在長期使用中總體成本增加。

    長期投資價值

    選擇有良好信譽和可靠性的品牌和型號,即使初始投資較高,長遠來看可能會帶來更高的回報和更低的總體成本。高品質的實驗室設備能夠提升生產力和效率,並減少長期的維護和修理費用。

    購買金相切割機時,要考慮短期和長期的成本,並綜合考慮設備的性能、能效、維護和修理成本,以及預期的生產力和效率提升,從而做出最符合我們需求和預算的選擇。

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