材料の硬度試験や金属組織学的分析を行う前の重要なステップとして、サンプル切断は原材料または部品から適切な寸法と良好な表面状態のサンプルを採取し、その後の金属組織学的分析や性能試験などのための信頼性の高い基盤を提供することを目的としています。切断工程における不適切な操作は、サンプル表面に亀裂、変形、過熱損傷などの問題を引き起こし、試験結果の精度に直接影響を与える可能性があります。したがって、以下の重要な要素に十分注意する必要があります。
1.切断刃の選択/切断ホイール
異なる材質には、対応する切断ブレード/切断ホイールが必要です。
- 鉄系金属（鋼や鋳鉄など）の場合、通常は樹脂結合アルミナ切断ブレードが選択されます。樹脂結合アルミナ切断ブレードは適度な硬度と良好な放熱性を備え、切断中の火花や過熱を軽減できます。
- 非鉄金属（銅、アルミニウム、合金など）は柔らかく、刃に付着しやすいため、サンプル表面の「裂け」や残留物を防ぐため、ダイヤモンド製のカッティングブレード／カッティングホイール、または微粒子シリコンカーバイド製のカッティングブレード／カッティングホイールを使用する必要があります。
- セラミックやガラスなどの脆性材料の場合、高硬度のダイヤモンド切断ブレード/切断ホイールが必要であり、サンプルの欠けを防ぐために切断中に送り速度を制御する必要があります。
2.重要性クランプ
クランプの機能はサンプルを固定し、切断中の安定性を確保することです。
- 不規則な形状のサンプルの場合、切断中にサンプルが揺れて寸法がずれるのを防ぐため、調整可能なクランプまたはカスタムツールを使用する必要があります。
- 薄肉および細長い部品の場合、過度の切断力によるサンプルの変形を防ぐために、柔軟なクランプまたは追加のサポート構造を採用する必要があります。
- クランプとサンプルの接触部分は、サンプル表面を傷つけないように滑らかにする必要があります。傷が付くと、その後の観察に影響する可能性があります。
3.切削液の役割
損傷を軽減するには、適切かつ十分な切削液の使用が鍵となります。
-冷却効果：切断中に発生する熱を取り除き、サンプルの高温による組織の変化（金属材料の「アブレーション」など）を防ぎます。
-潤滑効果：切断刃とサンプル間の摩擦を減らし、表面粗さを下げ、切断刃の寿命を延ばします。
-チップ除去効果：切断中に発生したチップを適時に排出し、サンプル表面にチップが付着したり、切断刃が詰まって切断精度に影響が出るのを防ぎます。
一般的には、材料に応じて水性切削液（冷却性能が良く、金属に適している）または油性切削液（潤滑性が強く、脆性材料に適している）が選択されます。
4.適切な切削パラメータの設定
材料特性に応じてパラメータを調整し、効率と品質のバランスをとります。
-送り速度: 高硬度の材料(高炭素鋼やセラミックなど)の場合、切断ブレードの過負荷やサンプルの損傷を避けるために送り速度を下げる必要があります。柔らかい材料の場合は、効率を向上させるために送り速度を適切に上げることができます。
-切断速度：切断刃の線速度は材料の硬度に合わせて調整する必要があります。例えば、金属切断で一般的に使用される線速度は20～30m/sですが、セラミックスの場合は衝撃を軽減するためにより低い速度が必要です。
-送り量の制御：装置のX、Y、Z自動制御機能により、正確な送りを実現し、1回の送り量が多すぎることによるサンプルの表面割れを回避します。
5.機器機能の補助的役割
- 完全に密閉された透明な保護カバーは、破片や騒音を遮断するだけでなく、切断状態をリアルタイムで観察し、異常をタイムリーに検出することもできます。
- 10 インチのタッチ スクリーンにより、切断パラメータを直感的に設定でき、自動給餌システムと連携して操作の標準化を実現し、人的エラーを削減します。
-LED照明により観察の鮮明度が向上し、サンプルの切断位置と表面状態をタイムリーに判断できるため、切断終点の精度が確保されます。
結論として、サンプルの切断は「精度」と「保護」のバランスをとる必要があります。機器、ツール、パラメータを適切に組み合わせることで、その後のサンプル準備（研磨、研磨、腐食など）と試験のための良好な基盤が築かれ、最終的には材料分析結果の真正性と信頼性が確保されます。
投稿日時: 2025年7月30日
