GBT26871-2011电触头材料金相试验方法.pdf 9页

'ICS29．120．99K14园雷中华人民共和国国家标准GB／T26871—2011电触头材料金相试验方法Metallographicexaminationofelectricalcontactmaterials2011—07-29发布2011—12-01实施丰瞀嬲鬻瓣警鬟警瞥星发布中国国家标准化管理委员会况19 刖置GB／T26871—2011本标准按GB／T1．1—2009给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电工合金标准化技术委员会(sAc／Tc228)归口。本标准起草单位：桂林金格电工电子材料科技有限公司、福达合金材料股份有限公司、温州聚星银触点有限公司、浙江省冶金研究院有限公司、温州宏丰电工合金有限公司、陕西斯瑞工业有限责任公司、佛山通宝精密合金股份有限公司、天水西电长城合金有限公司、桂林电器科学研究院、浙江乐银合金有限公司、中希合金有限公司、绍兴县宏峰化学金属制品厂。本标准主要起草人：胡跃林、柏小平、马大号、丁枢华、陈晓、霍志文、张红军、刘强、陈京生、陈强、王小军、陈静、颜小芳、陈乐生、谢永忠、陈建新、郑元龙、陈达峰。 GB／T26871—2011引言电触头材料的金相组织是电触头材料最重要、最基本的性能之一，其性能直接影响到开关电器的电气性能、工作可靠性和寿命。用金相分析的方法观察电触头材料的金相组织、金相缺陷是电触头材料研发、生产以及应用单位必不可少的重要手段之一，很有必要在全国范围内制定通用的电触头材料金相检测方法标准。本标准与GB／T26872--2011《电触头材料金相图谱》配合使用，可方便地判定电触头材料金相检测结果。Ⅱ 1范围电触头材料金相试验方法本标准规定了电触头材料金相检测的方法。本标准适用于在金相显微镜下观察和分析电触头材料组织及缺陷。2规范性引用文件GB／T26871—2011下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注El期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB／T132981991金属显微组织检验方法GB／T268722011电触头材料金相图谱3金相试样3．1金相试样的截取3．1．1总则电触头材料金相试样的截取，应根据取样目的和电触头材料制备工艺特点，以及产品技术条件的规定进行，选取具有代表性的方向、部位采用手锯、锤击或金相试样切割机等截取规定形状及数量的金相试样。3．1．2粉末压型和合金内氧化型电触头粉末压型和合金内氧化型电触头金相试样应取垂直于触头工作面的截面作为金相检测面。3．1．3挤压、轧制、拉拔型电触头挤压、轧制、拉拔型电触头金相试样应分别取垂直和平行于挤压(轧制、拉拔)方向的两个截面作为金相检测面。3．1．4铸造型电触头铸造型电触头金相试样应取垂直于触头工作面的截面作为金相检测面。3．1．5有焊接层的电触头有焊接层的电触头及整体触头金相试样应垂直于触头工作面切取有接合面的部位作为金相检测面。3．1．6尺寸较大的电触头尺寸较大的电触头金相试样应考虑取其具有代表性的截面作为金相检测面。1 GB／T26871—20113．1．7铆钉型复层电触头铆钉型复层电触头金相试样应沿铆钉轴向中心剖开截面作为金相检测面。3．1．8经过电性能运行后的电触头经过电性能运行后的电触头金相试样应截取垂直于工作面的截面作为金相检测面，这样可观察到试样表面电弧烧损状态和材料迁移情况。3．1．9试样形状和尺寸试样尺寸以15mmXl5mm或20mmX20mm、高10mm～15mm的立方体或垂15mm×15mm左右的圆柱体为宜。当试样截面尺寸小于15mm×15mm时，可采取镶样处理。3．2金相试样的镶嵌3．2．1目的电触头金相试样尺寸大多较小，材质软，在磨抛时不易握持，且容易出现“倒角”，影响表层组织的检测，因此，需要将试样镶嵌以便于握持和检测。3．2．2机械镶嵌试样用简单的机械夹具将试样夹持进行磨抛。此法适用于形状比较规则且尺寸稍大(机械夹具能夹持)的试样。3．2．3铸态环氧树脂镶嵌试样将环氧树脂与固化剂按一定比例调和后，在一定尺寸的模型内(本标准推荐采用的模型尺寸为中22、西30)，放上试样，浇注固化成型后以便于握持和检测。3．2．4模压热镶嵌试样在金相试样镶嵌机上进行。镶嵌材料常用的塑料粉有热固性的胶木粉和热塑性聚氯乙烯聚合树脂。将欲检测的试样一个或数个放置于下模上，选择有代表性的较平整的一面向下，在模腔空隙之间加入塑料粉超过试样高度，加热至额定温度后保温一定时间(额定温度、压力及保温时间取决于塑料的性质)即可镶嵌成型。3．3金相试样的磨光3．3．1目的磨光的目的是得到一个平整而光亮的磨面。电触头材料金相试样可用水砂纸及金相砂纸依次由粗至细进行磨光。不需要镶嵌的试样在磨光时，若并非做表面层金相检测，则无需保留棱角和边缘。3．3．2手工磨光砂纸应平铺于平的玻璃或金属板上，用手工在各号砂纸上磨制，每换一次砂纸时，试样均应转90。角与旧磨痕成垂直方向，磨面平整而不应产生弧度，磨削应循单方向磨至旧磨痕完全消失，新磨痕均匀一致时为止。3．3．3机械磨光将各号砂纸分别置于金相试样预磨机上依次磨制，磨光过程中，注意勿使试样发热，要连续加水，冷2 GB／T26871—2011却试样并冲走磨屑，以免污染较软的基体材料，磨光时，所加压力宜轻且均匀，以防止较硬的颗粒物脱落。3．4金相试样的抛光3．4．1目的抛光的目的是除去试样经磨光后磨面上均匀而微细的磨痕，使检测面无磨痕以达镜面，且无抛光缺陷。抛光在专用的金相试样抛光机上进行。3．4．2抛光方法3．4．2．1经磨光后的试样用水冲洗后，即可在装有抛光织物(丝绒布、丝绸布等)的抛光机上进行抛光。一般选用化学纯的三氧化二铬(Cr。O。)或<5p．m的氧化铝抛光粉，以及不同粒度的金刚石研磨膏等为抛光磨料。3．4．2．2抛光过程中，抛光盘上的磨料与水分将逐渐散失，应随时加以补充。抛光织物的湿度太大，会减弱抛光磨削作用而增加滚压作用，使硬质材料试样磨面呈现浮雕，也易使夹杂物或石墨脱落及拖出；抛光织物的湿度过小，则抛光的润滑作用极差，磨面将晦暗而有黑斑，且易拖伤软质材料试样的磨面。将磨面提离抛光盘后观察磨面上水膜，能在2s～5s内自行发于、消失为抛光织物合适的湿度。3．4．2．3在抛光的完成阶段，可将磨面与抛光盘的转动方向成相反方向抛光，这样能避免由于单方面抛光所致的夹杂物的“曳尾”现象。3．4．2．4当磨痕全部消除，得到光亮平整的磨面时，应停止抛光，将磨面用水冲洗干净。3．4．2．5抛光磨面时，若发现较粗磨痕不易去除，或在显微镜下观察，有凹坑、浮雕等磨制缺陷时，应重新磨制试样。3．5金相试样的浸蚀3．5．1电触头材料金相试样的浸蚀应采用化学浸蚀法，常用的浸蚀剂如表1所示。表1电触头材料常用浸蚀剂用量编号浸蚀剂浸蚀剂成分使用方法适用范围gmI。Cr()32银及银台金(纯银、银镉、1铬酐硫酸水溶液H，SO。(1．84g／cm8)2擦蚀银锡、银锌、银铜、细晶银H，O300～500等)的一般显微组织显示K3Fe(CN)610A：铁氰化钾(赤血盐)将A和B混H，()90合使用，擦蚀，银钨、银碳化钨、铜钨、铜2碳化钨、银镍、钨镍铜中的NaOII10(浸蚀银镍后需B：氢氧化钠水溶液用氨水再擦蚀)钨、镍、碳化钨颗粒形状H2090FeClR5适用于纯铜和铜合金中3三氯化铁盐酸水溶液HCl(119g／cm3)50擦蚀的铜H2()90 Ga／T26871—2011表1(续)用量编号浸蚀剂浸蚀荆成分使用方法适用范围NH。()H50擦蚀3s～10s适用于铜及含有铜和钨4氨水双氧水溶液的材料(铜、钨、铜钨、钨镍H：o，(30％)10～30(用新配溶液)铜、银钨、银镍、银铁)HN()3(1．42g／cm。)3～55硝酸酒精溶液擦蚀显示银铁中的铁颗粒酒精953．5．2抛光后的磨面经显微镜检查达到3．4．1的目的后，进行浸蚀。电触头金相试样磨面宜采用揩擦法浸蚀，以显示其真实、清晰的组织结构。3．5．3浸蚀时间视试样材料的性质、浸蚀液的浓度、检测目的及显微检测的放大倍数而定，一般由十几秒至一分钟不等，以能揭示组织的细节为度，不宜用过度浸蚀来增加组织衬度。3．5．4浸蚀完毕即迅速用水洗净，然后吹干或用滤纸吸干试样磨面。3．5．5完成浸蚀磨面，先在显微镜下检测浸蚀效果，如果显微组织还没有完全显示出来，则浸蚀程度不足，可视具体情形继续浸蚀；反之，若组织色调过于灰黑，失去应有的衬度，甚至失真，则浸蚀过度，应重新磨制试样。3．5．6完成浸蚀试样应保持清洁，不能用手抚摸检测面，并切忌与其他物件碰擦，应尽快观察、拍照，放置过久易氧化或沾污。3．5．7电触头材料的每一类金相试样往往可用两种或两种以上不同的浸蚀剂进行浸蚀，同样，同种浸蚀剂可用于多种不同类型的电触头金相试样的浸蚀。浸蚀剂的选择，取决于被浸蚀材料的成分和检测的目的，应注意按照适用范围来选择。3．6可观察到的组织3．6．1垂直于触头工作面的截面截取垂直于触头工作面的中心截面，可观察以下组织情况：a)从表面到心部的显微组织变化；b)夹杂物沿整个截面的分布；C)表面层缺陷的深度；d)镀层、复合层、焊接层等厚度的测量，内氧化亮带区宽度尺寸的测量以及铆钉型电触头结合层裂纹长度的测量等。3．6．2平行于触头挤压(轧制、拉拔)方向的截面截取平行于触头挤压(轧制、拉拔)方向的截面，可观察以下组织情况：a)沿挤压方向截面内部的显微组织变化；b)夹杂物的形状、大小和数量；c)形变过程中晶粒形态的变化；d)带状、纤维状组织等。d 4检测GB／T26871—20114．1目的电触头金相检测包括浸蚀前及浸蚀后的检测，浸蚀前主要检测试样内部夹杂物、裂纹、孔隙、聚集物等缺陷，以及测量合金内氧化型电触头贫氧化物亮带宽度，测量触头复合层、镀层、焊接层的厚度，同时判定区别磨制过程中所引起的缺陷。浸蚀后主要检测试样的显微组织。4．2检测操作方法4．2．1试样抛光后，不需浸蚀，观察试样整个受检面，即将抛光面在金相显微镜下由边缘往里纵横全面统观一遍，按照电触头材料产品标准要求和／或对照GB／T26872一-2011，观察并判定缺陷。检测缺陷时，应从最差的视场区域开始。然后浸蚀试样，检测显微组织结构及分布状态。4．2．2当观察到并判定试样内部出现缺陷时，应对不同类型的缺陷进行实际尺寸测量。在100倍～200倍显微镜下，用带有刻度标尺的测微目镜测量缺陷最大尺寸。4．3内氧化银金属氧化物触头亮带区宽度的测量将制好的金相试样，在100倍～200倍金相显微镜下观察，在亮带区长边上取正中间一点和两端各取一点测量其亮带区宽度，然后取三处平均值作为测量结果，在测量时，显微镜的目镜测微尺应垂直于亮带区的一边，端部两点到试样边缘的距离为试样厚度的两倍。4．4复合层、镀层、焊接层等厚度的测量将制好的金相试样在100倍～200倍金相显微镜下观察，在复合层上正中间取一点和由正中间这点分别到试样两边缘距离的一半处再各取一点测量其复合层厚度，然后取三处平均值作为测量结果。4．5检测结果表示方法缺陷实际最大尺寸用微米表示，金相组织放大倍数宜取200倍～500倍，缺陷放大倍数宜取lOO倍～200倍，也可根据实际情况采用不同的放大倍数。4．6抽样及合格判定金相检测的抽样数量及金相组织合格判定依据等按相应的电触头材料产品标准的检测规则执行。4．7注意事项4．7．1为保证检测的准确性，应按仪器说明书，正确地操作使用金相显微镜。观察试样时，依照所需的放大倍数选择物镜及目镜。显微镜的总的放大倍数M为物镜放大倍数M，和目镜放大倍数Mt的乘积(即M--M。×M2)。4．7．2显微镜应安放在阴凉干燥、相对湿度小于或等于80％、少尘、无酸碱和蒸汽的实验室，室内无振动干扰，并有活动的窗帘调节室内光线强度以便于观察组织和摄影调焦。4．7．3使用显微镜应注意取用镜头时，避免手指接触透镜的表面，聚焦调节时，应以粗细调节旋钮慢慢调至从目镜中观察到显微组织映像清晰为止。注意物镜头部不应与试样接触。镜头表面有污垢时，可用吹风球将其吹去，或用细软毛笔拂除。4，8显微照相按GB／T13298—1991的规定执行。0 GB／T26871—20114．9检测记录检测记录应包括下列内容：a)检测号。b)试样名称、状态、型号及批号。c)试样送检单位。d)检测项目。e)取样时间、地点。f)取样部位。g)浸蚀剂种类。h)环境温度、相对湿度。i)检测结果：1)放大倍数；2)缺陷类型以及缺陷最大尺寸值3)金相组织说明；4)其他需要说明的事项。j)检测人、校核人和日期。'