Bước quan trọng trước khi tiến hành kiểm tra độ cứng vật liệu hoặc phân tích cấu trúc kim loại là cắt mẫu, nhằm mục đích thu được các mẫu có kích thước phù hợp và điều kiện bề mặt tốt từ nguyên liệu thô hoặc các chi tiết, tạo cơ sở đáng tin cậy cho các phân tích cấu trúc kim loại, kiểm tra hiệu năng, v.v. Các thao tác không đúng trong quá trình cắt có thể dẫn đến các vấn đề như nứt, biến dạng và hư hỏng do quá nhiệt trên bề mặt mẫu, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của kết quả thử nghiệm. Do đó, chúng ta cần đặc biệt chú ý đến các yếu tố quan trọng sau:
1. Lựa chọn lưỡi cắt/bánh xe cắt
Các loại vật liệu khác nhau đòi hỏi phải sử dụng lưỡi cắt/đĩa cắt phù hợp:
- Đối với kim loại đen (như thép và gang), người ta thường chọn lưỡi cắt bằng alumina liên kết nhựa, có độ cứng vừa phải và khả năng tản nhiệt tốt, giúp giảm tia lửa và hiện tượng quá nhiệt trong quá trình cắt;
- Các kim loại màu (như đồng, nhôm, hợp kim) mềm và dễ bám dính vào lưỡi cắt. Cần sử dụng lưỡi cắt/đĩa cắt kim cương hoặc lưỡi cắt/đĩa cắt silicon carbide hạt mịn để tránh "rách" bề mặt mẫu hoặc để lại mảnh vụn;
- Đối với các vật liệu dễ vỡ như gốm sứ và thủy tinh, cần sử dụng lưỡi cắt/đĩa cắt kim cương có độ cứng cao, và tốc độ tiến dao cần được kiểm soát trong quá trình cắt để tránh làm vỡ mẫu.
2. Tầm quan trọng củakẹp
Chức năng của kẹp là cố định mẫu và đảm bảo sự ổn định trong quá trình cắt:
-Đối với các mẫu có hình dạng không đều, nên sử dụng kẹp điều chỉnh hoặc dụng cụ chuyên dụng để tránh sai lệch kích thước do mẫu bị rung lắc trong quá trình cắt;
-Đối với các chi tiết thành mỏng và mảnh, nên sử dụng kẹp linh hoạt hoặc các cấu trúc hỗ trợ bổ sung để ngăn ngừa biến dạng mẫu do lực cắt quá lớn;
- Phần tiếp xúc giữa kẹp và mẫu phải nhẵn để tránh làm trầy xước bề mặt mẫu, điều này có thể ảnh hưởng đến các quan sát sau này.
3. Vai trò của dung dịch làm mát
Việc sử dụng dung dịch làm mát phù hợp và đầy đủ là yếu tố then chốt để giảm thiểu hư hỏng:
-Hiệu ứng làm mát: Nó loại bỏ nhiệt lượng sinh ra trong quá trình cắt, ngăn ngừa sự biến đổi mô của mẫu do nhiệt độ cao (như "phá hủy" vật liệu kim loại);
-Tác dụng bôi trơn: Giảm ma sát giữa lưỡi cắt và mẫu vật, làm giảm độ nhám bề mặt và kéo dài tuổi thọ của lưỡi cắt;
- Hiệu quả loại bỏ phoi: Máy kịp thời loại bỏ phoi sinh ra trong quá trình cắt, ngăn phoi bám vào bề mặt mẫu hoặc làm tắc lưỡi cắt, có thể ảnh hưởng đến độ chính xác khi cắt.
Thông thường, tùy thuộc vào vật liệu mà người ta lựa chọn dung dịch làm mát gốc nước (có khả năng làm mát tốt, phù hợp với kim loại) hoặc dung dịch làm mát gốc dầu (có khả năng bôi trơn mạnh, phù hợp với vật liệu giòn).
4. Thiết lập thông số cắt hợp lý
Điều chỉnh các thông số theo đặc tính vật liệu để cân bằng giữa hiệu quả và chất lượng:
- Tốc độ cấp liệu: Đối với các vật liệu có độ cứng cao (như thép cacbon cao và gốm sứ), cần giảm tốc độ cấp liệu để tránh quá tải lưỡi cắt hoặc làm hỏng mẫu; đối với các vật liệu mềm, có thể tăng tốc độ cấp liệu một cách thích hợp để nâng cao hiệu quả;
- Tốc độ cắt: Tốc độ tuyến tính của lưỡi cắt phải phù hợp với độ cứng của vật liệu. Ví dụ, tốc độ tuyến tính thường được sử dụng để cắt kim loại là 20-30 m/s, trong khi gốm sứ cần tốc độ thấp hơn để giảm va đập;
-Kiểm soát lượng nguyên liệu cấp: Thông qua chức năng điều khiển tự động X, Y, Z của thiết bị, việc cấp liệu chính xác được thực hiện để tránh hiện tượng nứt bề mặt mẫu do lượng nguyên liệu cấp quá nhiều trong một lần.
5. Vai trò hỗ trợ của các chức năng thiết bị
- Lớp vỏ bảo vệ trong suốt khép kín hoàn toàn không chỉ giúp cách ly mảnh vụn và tiếng ồn mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc quan sát trạng thái cắt theo thời gian thực và phát hiện kịp thời các bất thường;
- Màn hình cảm ứng 10 inch cho phép thiết lập thông số cắt một cách trực quan và phối hợp với hệ thống cấp liệu tự động để thực hiện các thao tác tiêu chuẩn hóa và giảm thiểu lỗi do con người gây ra;
- Hệ thống chiếu sáng LED tăng cường độ rõ nét khi quan sát, cho phép đánh giá kịp thời vị trí cắt và trạng thái bề mặt mẫu để đảm bảo độ chính xác của điểm kết thúc cắt.
Tóm lại, việc cắt mẫu cần cân bằng giữa “độ chính xác” và “bảo vệ”. Bằng cách lựa chọn hợp lý thiết bị, dụng cụ và thông số, ta có thể tạo nền tảng vững chắc cho các bước chuẩn bị mẫu tiếp theo (như mài, đánh bóng và thử nghiệm ăn mòn) và kiểm tra, từ đó đảm bảo tính xác thực và độ tin cậy của kết quả phân tích vật liệu.
Thời gian đăng bài: 30/07/2025
