Il taglio o la sezionatura metallografica rappresentano solitamente la prima fase del processo di preparazione del campione metallografico. Nella maggior parte dei casi è necessario perché il pezzo o il corpo solido è troppo grande per le successive fasi di levigatura e lucidatura metallografica. Poiché sul mercato sono disponibili macchine mobili per la levigatura e la lucidatura, esiste sempre la possibilità di evitare il processo di sezionamento. A seconda delle geometrie dei pezzi, della durezza del materiale e delle tecniche analitiche impiegate, si utilizzano tecniche di taglio e materiali di consumo diversi.
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I metodi tipici per campionare i materiali da analizzare al microscopio sono:
L'industria e il mondo accademico preferiscono comunemente il taglio abrasivo a umido, un processo basato sulla macchina, per il suo impatto molto ridotto sulla struttura del materiale, rispetto ad altri metodi. Nel campo del campionamento metallografico, ciò significa solitamente la segmentazione meccanica dei componenti da esaminare.
A tale scopo, su un disco appropriato vengono utilizzate mole di diverso spessore, struttura e legami. Normalmente, sono costituite da un legante in resina fenolica o in gomma di una certa durezza e porosità in cui sono incorporati grani di ossido di alluminio o carburo di silicio di una certa granulometria.
Le seguenti linee guida devono essere applicate al processo di sezionamento in metallografia:
Nella preparazione dei campioni metallografici, per il sezionamento dei materiali di utilizzano soprattutto macchine da taglio abrasive. Per ottenere un eccellente risultato del sezionamento, sia il processo di raffreddamento che il movimento preciso sono estremamente importanti: i comuni mezzi di raffreddamento consistono in una miscela di un agente anticorrosivo privo di acido borico e aminoacido con acqua, ad esempio si utilizza un concentrato appropriato diluito con acqua in un rapporto di 1:30. Si consiglia comunque di osservare attentamente le istruzioni del produttore per ottenere un processo ottimale. Inoltre, la pulizia (generalmente di priorità assoluta nella preparazione dei campioni metallografici) deve essere assicurata per l'interno della camera e per il sistema di drenaggio - questo influenza la precisione e la durata della macchina.
In questo caso sono possibili due versioni:
Il pezzo in lavorazione viene fissato saldamente sul tavolo. La ruota viene quindi guidata manualmente o automaticamente dall'alto verso il basso sul pezzo fissato.
Il pezzo non viene sezionato in un'unica fase, ma a strati (in modo graduale). Questo tipo di sezionamento è particolarmente adatto per pezzi di materiale solido di grandi dimensioni e spessore.
Il pezzo non viene sezionato in un'unica fase, ma a strati (in modo graduale). Questo tipo di sezionamento è particolarmente indicato per i pezzi grandi e spessi di materiale solido che devono essere bloccati sui bordi (piastre, angoli, ecc.).
Nel caso di un sezionamento diagonale, la tavola si muove all'indietro (asse X) mentre il disco si muove verso il basso (asse Y). Questo tipo di sezionamento è particolarmente adatto per pezzi asimmetrici o per compensare l'usura della ruota al fine di ottenere una profondità di taglio costante.
Il pezzo non viene sezionato in un'unica fase, ma a strati (in modo graduale). Il taglio a zig-zag viene effettuato al centro del componente.
Durante il funzionamento manuale, la tavola di serraggio (asse X) si muove avanti e indietro fino al completamento del taglio. Si inizia con il movimento davanti-indietro. Questo tipo di sezionamento è particolarmente indicato per i pezzi in cui è richiesto un bordo pulito e una lavorazione rispettosa del materiale (temperatura, deformazione) grazie alla minima superficie di contatto possibile.
Questo processo viene utilizzato soprattutto sulle troncatrici di precisione. Può essere utilizzato anche per pezzi di grandi dimensioni con i relativi porta-campioni rotanti. Il campione viene ruotato in senso orario o antiorario verso il disco di taglio. Sono possibili anche rotazioni a un quarto o a metà. Per un pezzo rotondo con un diametro di 50 mm, è sufficiente una distanza di taglio di 25 mm.
L'area tra il pezzo sezionato e il disco di taglio deve essere il minore possibile.
Ampia zona di contatto
Piccola zona di contatto
Come regola generale, i seguenti principi aiutano a scegliere il materiale giusto:
L'usura (cioè la resistenza all'abrasione), la durata e le prestazioni di taglio sono importanti fattori che determinano la qualità. Gli agenti abrasivi (ossido di alluminio, carburo di silicio, diamante, nitruro di boro cubico (CBN), ecc.) e i leganti (metallo, resina sintetica o gomma) sono caratteristiche compositive. Per scegliere il materiale più adatto a un'applicazione specifica, si possono prendere in considerazione le seguenti tendenze:
La granulometria dell'abrasivo nel disco da taglio è un aspetto da non trascurare per la preparazione dei campioni metallografici. Dovrebbe essere compresa tra 45 e 180 µm e consente di ottenere una superficie che permette un'ulteriore preparazione metallografica senza una levigatura planare orientata alla rimozione, se tutti i parametri sono impostati correttamente. Si raccomanda una grana molto fine quando si utilizzano mole sottili. La granulometria fine è importante anche se è necessario un sezionamento senza bave. Il grado di durezza della mola stessa non influisce sulla durezza dei grani abrasivi, ma piuttosto sulla durezza del legame, cioè sulla resistenza del singolo grano abrasivo alla rottura del materiale del legame.
Gli strumenti e le impostazioni selezionati correttamente produrranno bordi come questi:
In caso di materiale solido, i bordi arrotondati indicano il risultato desiderato.
Gli spigoli vivi sono il segno di un disco selezionato correttamente per il materiale pieno o profilato e per i tubi di medio spessore.
Gli angoli concavi sono il risultato atteso quando si sezionano tubi e sezioni trasversali sottili.
Gli strumenti o le impostazioni selezionati in modo errato formano i seguenti bordi:
Se gli spigoli sono vivi, significa che è stato utilizzato un disco di materiale troppo duro. L'effetto può causare rotture e bruciature.
I bordi smussati indicano un raffreddamento errato o insufficiente. Ciò può provocare il deterioramento laterale del disco e ridurne la durata.
Gli angoli smaltati si formano se la grana dell'abrasivo non è stata rimossa e la mola può intasarsi. Oltre a un materiale selezionato in modo errato, la causa può essere anche un avanzamento troppo lento o una velocità di rotazione insufficiente.
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