钛及钛合金低热损伤制样方案

材料特点

客户制备的是钛及钛合金样品。

钛材料密度低、比强度高、耐腐蚀性好，同时具有一定韧性，常用于航空、医疗、精密结构件和高端制造领域。

从金相制样角度看，钛合金对切割、研磨和抛光过程比较敏感。切割过程中容易积热，截面可能出现烧伤、热影响或较深损伤层；研磨时表面容易留下深划痕，并伴随拖抹和变形层；抛光阶段，细微划痕和表面变形不容易完全去除。

纯钛、α 钛合金和部分 α-β 钛合金，对前段切割损伤和后段抛光状态尤其敏感。样品表面一旦在前段产生较深损伤，后面需要花更多时间修正，组织显示也会受到影响。钛及钛合金比钢更难制备，磨削和抛光速率更低，纯钛尤其容易出现拖抹和划痕问题。

客户现有制样方式及遇到的情况
客户目前使用的是美国 B 字母开头品牌的钛及钛合金金相制样方案。

切割环节
钛合金具有一定韧性，切割过程中容易积热。切割片与材料匹配度、进给状态和冷却条件，直接影响切割面质量。
切割热量控制不佳时，截面会出现烧伤、热影响或较深切割损伤。切割片过硬时，虽然切割片损耗较小，但切削过程中热量不容易释放，后续研磨需要处理更深的损伤层。

镶嵌环节
现有镶嵌方式可以固定样品，满足后续研磨抛光的基本要求。
对于钛合金样品，尤其是小件、薄壁件或边缘观察要求较高的样品，树脂与样品边缘的贴合状态会影响后续磨抛过程中的边缘支撑。树脂贴合越充分，样品边缘在研磨抛光过程中的支撑越稳定。

研磨环节
钛合金具有一定韧性，研磨时起始粒度过粗，会在表面留下较深划痕，并伴随一定拖抹和变形层。后续抛光需要先去除这些前道损伤，才能进入稳定的组织观察状态。

抛光环节
钛合金抛光需要控制细微划痕、拖抹和残余变形。抛光布、抛光液、抛光时间和操作节奏，都会影响最终表面状态。
前道研磨痕没有充分统一时，后续金刚石抛光需要承担更多修正工作；终抛阶段控制不稳定时，表面会残留细微划痕、拖抹或变形层，影响后续组织显示。

LAMPLAN / GP 优化方案

切割：LAMPLAN Excellence H4 / Precision White SiC 切割片 + 金属专用切割冷却液 + 智能切割
钛合金切割阶段，建议使用 LAMPLAN Excellence H4 / Precision White SiC 切割片，配合金属专用切割冷却液和智能切割设备。
钛合金有韧性，切割时容易发热。如果切割片过硬，虽然切割片寿命更长，但容易带来烧伤和热影响。LAMPLAN 钛合金制样推荐使用 SiC 基切割片，常规切割可选 Excellence H4；如果希望切割面更细、后续研磨负担更低，可选 Precision White / Blanc。
配合金属专用切割冷却液和 CUTLAM 智能切割控制，可以在切割过程中降低摩擦热和硬推风险，让切割面状态更适合后续 P2400 / P4000 研磨和抛光。

对应改善
切割热损伤降低，切割面状态更稳定，后续研磨需要处理的损伤层减少。

镶嵌：GP9040-L + 真空光固化机
镶嵌环节推荐使用 GP9040-L 光固化树脂，配合真空光固化机。
GP9040-L 是单组份光固化树脂，不需要配比，也不需要搅拌，开盖即可使用。样品放入模具后直接倒入树脂，再进入真空光固化流程。
真空过程可以帮助树脂更充分地贴合钛合金样品边缘，让树脂与样品结合更紧密；光固化过程可以缩短等待时间，整个固化过程约 20 分钟完成。

对应改善
镶嵌操作更简单，等待时间更短，树脂与样品边缘贴合更紧密，样品可以更快进入后续研磨抛光。

研磨：P2400 + P4000 SiC 砂纸
研磨阶段使用 P2400 + P4000 SiC 砂纸。
P2400 用于整理切割后的表面，去除前道轻微损伤；P4000 用于进一步统一细划痕，把表面整理到适合 1 μm 金刚石抛光的状态。
这条研磨路线颗粒度较细，可以减少对钛合金表面的机械冲击，也能降低后续抛光阶段的修正压力。

对应改善
研磨痕更容易控制，表面状态更平稳，后续抛光更容易接上。

金刚石抛光：TOUCHLAM® 2TS3 + 1 μm 金刚石抛光液
金刚石抛光阶段使用 TOUCHLAM® 2TS3 抛光布，配合 1 μm 金刚石抛光液。
这个步骤用于去除 P4000 后残留的细微划痕，同时进一步改善钛合金表面的平整度。2TS3 承接前段细研磨后的表面，配合 1 μm 金刚石抛光液，可以把钛合金样品处理到适合氧化物终抛的状态。

对应改善
前道细划痕进一步降低，表面拖抹和变形影响减少，为最终二氧化硅终抛做准备。

氧化物终抛：TOUCHLAM® 4MP2 + 二氧化硅抛光液
终抛阶段使用 TOUCHLAM® 4MP2 抛光布，配合二氧化硅抛光液。
4MP2 用于终抛阶段的细表面修整，二氧化硅抛光液用于降低钛合金表面的细微拖抹、残余划痕和变形影响。这个步骤决定最终组织边界是否清楚，尤其适合钛合金这类对表面状态敏感的材料。

对应改善
终抛后的表面更干净，细微划痕和拖抹减少，钛合金组织显示更稳定。

优化后带来的现场改善
优化后的方案主要改善三个环节：前段切割损伤、镶嵌等待时间，以及后段磨抛稳定性。

切割后的修正压力降低
钛合金切割时容易积热，切割面一旦出现烧伤或较深损伤，后续研磨就要花更多时间修正。
采用 LAMPLAN Excellence H4 / Precision White SiC 切割片，配合金属专用切割冷却液和智能切割后，切割过程更平稳，切割热更容易控制。这样进入研磨阶段时，样品表面状态更干净，不需要靠后面大量研磨去补前段损伤。

镶嵌等待时间缩短
原来环氧镶嵌需要等待固化，样品要等树脂完全固化后才能进入研磨抛光。
改用 GP9040-L + 真空光固化机 后，镶嵌过程更直接。树脂不用配比、不用搅拌，倒胶后进入真空光固化流程，约 20 分钟完成固化。样品流转速度更快，也更适合连续制样。

前段研磨更温和
钛合金有韧性，粗颗粒研磨容易带来深划痕、拖抹和变形层。
采用 P2400 / P4000 SiC 砂纸 后，前段研磨以细化和整理表面为主，不再用过粗颗粒强行去除。这样后续 2TS3 + 1 μm 金刚石抛光 更容易接上，抛光阶段不需要花太多时间修正前道深划痕。

抛光路径更清楚
后段抛光分成两步：

2TS3 + 1 μm 金刚石抛光液 负责降低 P4000 后的细划痕；

4MP2 + 二氧化硅抛光液 负责最终表面修整。
这样每一步的任务更清楚，现场工程师操作更简章。制样效果也更稳定。

最终方案呈现
这套新方案更贴合钛及钛合金目前的制样应用。
钛合金的主要问题集中在前段热损伤和后段拖抹、划痕残留上。新方案没有把重点放在单一步骤上，而是从切割、镶嵌、研磨到抛光逐步控制。