黄金制品的金相研究

王浩杰++杨佩

摘 要：金相技术是利用光学显微镜来研究和检验金属材料内部组织成分的一种常见方式，金相检测的原理是利用不同金属在金相显微镜下的不同组织结构，通过与标准图谱相比较，快速的定性检测金属组织。相对于黄金检测的其它方法，它具有视场大、易于操作、成像方便、误差因素小、准确度高、速度快、检验成本低等优势。黄金制品的金相制备历来困难，纯金金相制品的制备难度更大。该文希望通过对黄金制品进行金相制样研究，为黄金制品的快速检验提供一定的技术支持。

关键词：黄金制品 金相 侵蚀

中图分类号：TG142 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0245-01

近年来，国内质检机构对黄金制品的批量快速检验分析越来越重视，金相检验作为一种快速检验分析技术被逐步运用，这就对黄金制品的金相制样技术提出了更高的要求。而历来金及其制品的金相制备难度很大，该文希望通过对黄金制品进行金相制样，为黄金制品的快速检验提供一定的技术支持。

该文采用金相技术，利用金相检测技术收集的直观图片数据，来确定合金的组织成分和性能间的关系。这种方法易于观察、直接方便、成本相对低廉，可为深入研究黄金材料提供有价值的数据，并为贵金属检测研究进行积极的探索。

1 金相检测技术

1.1 金相检测的概念

金相检测是运用金相显微镜，对金属材料的组织进行低倍和高倍观察研究的方法。低倍组织是用10倍以下放大镜直接观察金属材料具有的各组成物的直观形貌，高倍组织主要是指在光学金相显微镜下所观察到的金属材料内部各组成物的直观形貌。黄金制品的金相检验项目包括：低倍组织、夹杂物、晶粒大小、显微组织、耐腐蚀性能等。

1.2 金相制备技术路线

黄金制品→取样→镶嵌机→磨抛机→试样侵蚀→金相显微镜。

1.3 黄金金相试样的取样技术

金相取样的部位要具有取样意义，这样制作的金相试样才能反映真实样品情况，获得的金相图片才能真实反映样品的组织形态，这样才能得到正确的判断。黄金制品的取样应该根据其加工工艺来决定，比如火枪烧熔的原料就应该取其杂质元素容易富集的试样区域。

黄金制品异常缺陷或失效分析取样：截取异常缺陷的试样，应包括试样缺陷组织在内并包括缺陷组织周围的异常形态，比如试样断裂时的断口横向和纵向的形态，并且要观察裂纹的深度，还应该获取裂纹附近夹杂物和周围组织等异常情况。取样时一定要保持缺陷及缺陷周围的真实性。

试样磨面面积最好小于400 mm2，高度10～20 mm为宜，方便持样。

黄金试样切割的工具：显微切片机、剪刀、锯、刨等截取工具，也可以用线切割法截取。不论用那种方法，不能使试样变形也不能因过热导致组织变化。对于高温切割的试样，热影响的部分不应再使用。

1.4 黄金金相试样的镶嵌

在金相制样的过程中，对于直接磨抛有困难的试样，可以进行镶嵌处理。这样方便手持拿样磨抛，大大提高工作效率。有的黄金首饰，比如戒指，经过镶嵌后方便手持磨抛。

镶嵌方法：主要有树脂镶嵌法和热压法，对黄金制品来说采用树脂镶嵌法比较好。

1.5 黄金金相试样的磨抛

黄金金相试样为了得到光亮的磨面，需要经过切割、镶嵌和磨抛。磨平、磨光、抛光3个步骤是磨抛过程中必须经过的3个步骤。

磨平指粗磨，黄金制品试样截取后，应该首先进行粗磨，粗磨可以在磨抛机上进行，也可以在砂带机上进行，磨盘转速为100 r/min，用100目砂纸磨研时间不能太长，10s即可。磨料粒度的粗细和均匀程度，直接影响到黄金试样表面粗糙度，操作时应注意冲水冷却，否则组织会变化。

磨光指细磨，黄金制品试样经粗磨后表面会留下加工变形层，并且表面粗糙度还远不能达到我们想要的效果，这时候需要使用更细的金相砂纸来磨制，使表面粗糙度进一步减轻，为下一步抛光做准备。金相砂纸的使用顺序对高效的制作金相试样至关重要。使用磨抛机研磨时，磨盘转速为100 r/min，依次用400目、800目、1500目、2000目金相砂纸磨研，每道次磨研时间以10 s为宜，每更换一道砂纸，试样的磨抛方向应转动90°，目的是使前一道的磨痕彻底去除，需要及时用水冲洗冷却，防止磨面过热。

抛光的效果是可以使黄金试样的表面粗糙度进一步降低，并消除表面变形层对金相观察的影响，使磨面成为光滑镜面。黄金制品试样抛光使用250 mm真丝绒抛光布，使用粒度为2.5 μm的金刚石喷雾剂作为抛光剂并配合清水使用。磨盘转速为100 r/min，抛光剂在抛光过程中逐步加入，以少量多次为原则，抛光时间约5～10 min，抛光到试样表面仅留下少量细小划痕为止，此过程中注意调整磨抛方向。然后更换新的250 mm真丝绒抛光布继续抛光，磨盘转速调整为50 r/min，不使用抛光剂，在抛光过程中少量多次喷水于抛光布上，手持试样，保持和抛光布轻微接触，抛光约5～10 min，以在显微镜下仅看到少量细小划痕为止。由于黄金试样较软，按压试样的力度应保持适中不能过大。

1.6 黄金金相试样的侵蚀

化学侵蚀法是显示各种组织形态的常用方法，黄金制品试样用王水侵蚀剂进行试样侵蚀，侵蚀时间约15 min。侵蚀过程中需要反复拿出试样，用水冲洗后用吹风机吹干，观察试样表面，以防过度侵蚀。

2 结论

采用该文所述金相制备方法获得较清晰的黄金试样金相组织，并可观察到样品中的异金属夹杂，为今后进一步做黄金制品的金相检验积累了宝贵经验。此方法快捷、高效，可为检测高纯金首饰提供有力的技术支持。

该文总结了黄金制品金相制样的步骤与方法，通过试验获得了较清晰的金相组织照片，并观察到了样品中的异金属夹杂。为黄金制品的快速检验提供了一定的技术支持。

参考文献

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