【勉強会】メタログラフィ：5分でわかる振動研磨

• 振動研磨とは？
• 必要となる機材
• 必要となる消耗品
• 工程の進めかた
  1. 振動研磨の前に
  2. 振動研磨
• 振動研磨機の設定例　一般的な材料向け

◎振動研磨とは◎

振動研磨は、機械研磨によって試料表面に残された微小な傷や変形面を迅速に除去することができ、EBSDやAFM試料の規格に適合する平滑でひずみのない試料表面を得ることができます。

電解研磨やイオン研磨に比べ、振動研磨は適用範囲が広いです。

腐食性や爆発性のある電解液や高価な装置を必要とせず、あらゆる材料や混合材料に適しています。

OSK 97UO 430-VP振動研磨機は、特殊な振動モーターを使用して、ほぼ完全な水平振動（X方向とY方向の動き）を発生させ、試料が研磨紙と接触している時間を最大化し、材料表面を効果的に研磨することができます。

◎必要となる機材の例◎

	OSK 97UO 600A 試料研磨機
	OSK 97UO 430-VP 振動研磨機

◎必要な消耗品は？◎

• 研磨剤
• 研磨紙

◎工程の進めかた◎

1. 振動研磨の前に

実際の振動研磨の作業に入る前になによりも大事なことは、試料をできるだけ高品質に準備する必要があります。そして一つ指摘しなければならないことは、振動研磨機は機械研磨の作業を兼ねることはできません。

振動研磨は、機械的下地処理法が完了した後、機械的研磨によって生じた表面の微小な傷や変形層を除去し、表面のひずみを除去するために使用されます。事前の機械研磨が高品質で完成してこそ、その後の振動研磨が成功し、効率的に行われるのであり、そうでなければ、望ましい結果は得られません。

2. 振動研磨

2.1　研磨剤と研磨紙

振動研磨は、粒径0.02～1μmの研磨剤（ダイヤモンドポリッシングスラリー）、または酸化物懸濁液を使って行うことができます。標準的な機械的試料作成法の最終段階でも、同じ研磨剤を使用することが推奨されます。

最も一般的に使用されるのはシリカ研磨剤です。振動研磨時間が長いため、研磨剤の溶剤が蒸発して乾燥や結晶化を起こすことがあるので、研磨サイクル全体にわたって研磨紙を湿らせておくことに注意します。研磨紙の繊維は表面を試料が移動するのを助け、均一な研磨を確実にするのに役立つため、一般に中程度から細かい繊維の研磨紙が使用されます。

研磨紙の表面品質は、振動研磨を完璧に完了できるかどうかの基礎となります。 したがって、使用後の研磨紙を徹底的に洗浄することは特に重要な作業です。 使用後、時間内に洗浄しないと、振動研磨機の作業容器に残った残留物や研磨液晶粒子が研磨紙に残り、次回以降の作業品質に影響がでます。

• 使用機材例

2.2 圧力

試料圧力は、試料自体の重さまたは追加の重りを用いた圧力です。水平方向により良い振動を得るために、クランプにはめ込まれた試料に一定のカウンターウェイトを加える必要があります。カウンターウェイトは通常、試料の接触面積の大きさと試料の硬さによって決まります。接触面積が大きいほど、カウンターウェイトも大きくなります。試料の剛性が十分にある必要があり、一般的に総質量は0.4kg以上が望ましいです。質量が小さすぎると、研磨中に試料が腐食したり汚染されたりする可能性があります。

2.3 直径30mmの試料を例にとると

硬度の低い鋳鉄、アルミニウム合金、その他の非鉄金属の試料の場合は、クランプの使用に加えて、カウンターウェイトを追加できます (各カウンターウェイトの重量は 300g)。　中硬鋼の場合は、2 つのカウンターウェイトを追加できます。 硬度の高い超硬およびセラミック材料には、2 ～ 3 のカウンターウェイトが必要です。

2.4 振動数と振幅強度

振動研磨の周波数（振動数）は通常一定であり、設定する必要がある項目は振幅の大きさと時間です。 振幅値を調整すると、試料が研磨ディスクのエッジの周りを回転します。 試料が研磨ディスクの周りを1分辺り6~10回程度回転するように振幅値を調整してください。 回転速度は重要ではありませんが、一貫した動きは重要です。 移動が正しい領域にない場合は、試料が研磨ボウルの最大直径に沿って移動できるように試料の重心を調整する必要があります。

2.5 振動研磨にかかる時間

振動研磨には長い時間がかかります (30 分以上)。ユーザーは項目を設定した後、自動的に実行させることができます。 振動研磨の継続時間は多くの要因によって左右されるため、明確なルールはありません。 主な要因の 1 つは、デバイス上で調整できる振幅強度です。この値の強度または振動強度の変化は、新しい材料または未知の材料の研磨時間に直接影響します。時間は経験的に決定できます。 通常、研磨条件が正しい場合、振動研磨後の大幅な変化が 30 分以内に確認できます。試料は光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡で検査できます。 研磨品質が十分に完璧でない場合は、研磨サイクルを繰り返すか、研磨条件を変更することができます。

硬度の低い試料（非鉄金属など）の場合は、90分〜180分振動させる必要があります。

中程度の硬さの材料（低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼など）の場合は60分〜120分振動させる必要があります。

硬度の高い材料（タングステンカーバイドなど）の場合は、30分〜60分振動させる必要があります。

初期の作業中は、必要な要件を満たしながら最高の効率を得るために、30 分ごとに試料表面の状態を確認することをおすすめします。

一般的な材料の振動研磨機設定例

◎参考情報出典元サイト◎

注：リンク先のサイトは中国語です。必要に応じて翻訳ソフトなどを活用の上ご参照ください。