Trennen – Systeme + Techniken
WISSEN
TRENNEN ANWENDUNGEN
Der erste Schritt bei der Vorbereitung einer Probe für die metallographische bzw. mikrostrukturelle Analyse besteht darin, den interessierenden Bereich eindeutig zu lokalisieren. Das Trennen ist die gebräuchlichste Methode, um den gewünschten Bereich freizulegen.
Ein fachgerecht durchgeführter Trennvorgang gewährleistet minimale mikrostrukturelle Beeinflussung. Übermäßige Randzonenschädigungen sowie Beschädigungen sekundärer Phasen (z. B. Graphitflocken, Nodulite oder Kornausbrüche) müssen vermieden werden, um eine unverfälschte Gefügebeurteilung sicherzustellen.
METALLOGRAFISCHES TRENNEN
Das Trennen kann in zwei Bereiche eingeteilt werden: abrasives Trennen und Präzisionstrennen . Abrasives Trennen wird im Allgemeinen für Metallproben verwendet und erfolgt mit Siliziumkarbid- oder Aluminiumoxid-Schleifmitteln in Harz- oder Gummibindungen. Die richtige Auswahl der Trennscheibe ist erforderlich, um Verbrennungen und übermäßige Wärmeentwicklung während des Trennvorgangs zu minimieren, da diese sowohl die Oberfläche der Probe als auch die Trennleistung der Scheibe beeinträchtigen können.
Das Präzisionstrennen erfolgt mit dünnen Diamanttrennscheiben. Diese Methode ist besonders geeignet für das Trennen von Keramik- und Mineralproben sowie bestimmter metallischer Werkstoffe.
ABRASIVES TRENNEN METALLOGRAPHISCHER PROBEN
Die Probenvorbereitung beginnt mit dem Trennen, und ein gutes Trennen ist ein guter Anfang. Denn wenn das Trennen nicht optimal erfolgt, wird dies durch die Erfordernis längerer Schleifzeiten „bestraft“. Abrasives Trennen wird hauptsächlich für duktile Materialien verwendet. Beispiele hierfür sind Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe mit Polymermatrix, Verbundwerkstoffe mit Metallmatrix usw. Die richtige Auswahl der Trennscheibe erfordert ein Verständnis der Beziehung zwischen Abrasivpartikel, Bindungssystem und Probeneigenschaften.
Die Wahl der richtigen Trennscheibe gewährleistet ein verformungs- und verbrennungsfreies Trennen und ist der beste Weg, Zeit und Verbrauchsmaterial zu sparen. Richtiges Trennen führt zu Proben, die in perfektem Zustand für die folgenden Präparationsschritte sind. Die am häufigsten verwendeten Schleifmittel für das Trennen verschiedener Materialien sind SiC und Al₂O₃.
Siliziumkarbid ist für Nichteisenmetalle geeignet, während Aluminiumoxid für Eisenmetalle bevorzugt wird. Weichere Trennscheiben werden zum Trennen von harten Materialien verwendet, während härtere Trennscheiben zum Trennen von weichen Materialien empfohlen werden.
Der Sinn liegt darin, dass bei hartem Material die Trennscheibe schneller verbraucht werden muss, damit frische, scharfe Schleifpartikel freigesetzt werden. Bei weichem Material, das schneller abgetragen wird, kann die Trennscheibe härter gebunden sein, um den Verschleiß zu reduzieren.
Hinweise:
- Wählen Sie die geeignete Trennscheibe.
- Fixieren Sie die Probe auf geeignete Weise; eine unsachgemäße Einspannung kann zu Schäden an Trennscheibe und Probe führen.
- Prüfen Sie den Kühlmittelstand und ersetzen Sie diesen, wenn er zu niedrig oder stark verunreinigt ist. Beim abrasiven Trennen entsteht durch den Abtrag (Verschleiß) des Trägermaterials und den zerbrechenden Schleifkörner viel Abrieb.
- Eine gleichmäßige Kraft oder ein leicht pulsierender Vorschub führt zu den besten Ergebnissen und minimiert sowohl den Verschleiß der Trennscheibe als auch die thermische Beeinflussung der Probe (keine Verbrennungen). Das Puliseren und „Lüften“ des Trennvorgangs ermöglicht das Ausspülen verbrauchter, stumpfer Partikel dies sonst im Bereich der Schnittstelle verbleiben und die Schnittstelle „verstopfen“
- Eine gleichmäßige Kraft oder ein leichtes Pulsieren führt zu den besten Schnitten und minimiert die Abnutzung der Klinge sowie die Integrität der Probe (kein Verbrennen).
Die Schmierung während des Abrasivschneidens ist erforderlich, um Schäden zu minimieren und die Schneidreste oder Späne zu entfernen. Es sollte einen relativ hohen Flammpunkt haben, da beim Abrasivschneiden Funken entstehen.
MÄHSCHEIBEN-TYPEN
| TYPE | APPLICATION |
| AI2 02 (~2000 HV) | General Applications |
| SİC (~2500 HV) | Non Ferrous Materials |
| Diamond (~8000 HV) | Ceramics, Glass, Minerals |
| CBN (~6000 HV) (Cubic Boron Nitride) | Hardened Ferrous Materials and Alloys |
AUTOMATIKBETRIEB
PRÄZISIONSTRENNEN
Das Präzisionstrennen wird in der Regel mit Diamant-Trennscheiben durchgeführt. Für einige Materialien ist jedoch die Verwendung von kubischem Bornitrid (CBN) die effizientere Option. Optimales Tennen wird durch die richtige Wahl von Abrasivkonzentration, Abrasivkorngröße, Schnittgeschwindigkeit und Anpresskraft erreicht.
Das Trennen mit Diamantrennscheiben wird am häufigsten für empfindliche Materialien eingesetzt, die einen präzisen und verformungsarmen Schnitt erfordern. Die wichtigsten Parameter für das Präzisionstrennen sind Drehzahl, Anpresskraft, Diamantkonzentration und Diamantkorngröße. Die Schnittgeschwindigkeit und die aufgebrachte Kraft hängen vom zu trennenden Material ab. Die meisten Diamanttrennscheiben werden bei Drehzahlen von 50 bis 4000 U/min und Belastungen von 10–1.000 g (gf) betrieben. Härtere Proben (z. B. Keramik, Mineralien) werden typischerweise mit höheren Kräften und Drehzahlen getrennt, sprödere Proben (z. B. elektronische Siliziumsubstrate) mit geringeren Kräften und geringeren Drehzahlen.
Für die Auswahl der geeigneten Trennscheibe sind mehrere Faktoren wichtig: Diamantkonzentration (niedrig/hoch), Bindungssystem (Metallbindung), Diamantkorngröße (fein/mittel), Scheibendurchmesser und Scheibendicke. Die Diamantkonzentration beeinflusst direkt die erforderliche Schnittkraft. Spröde Materialien wie Keramik benötigen eine höhere Schnittkraft, während duktile Materialien wie Metalle mehr Schneidpartikel erfordern. Daher werden Trennscheiben mit niedriger Diamantkonzentration für harte, spröde Materialien wie Keramik und Scheiben mit hoher Konzentration für duktile Werkstoffe mit hohem Metall- oder Kunststoffanteil empfohlen.
Konditionieren Sie die Diamanttrennscheibe regelmäßig mit einem geeigneten Abrichtstein, um anhaftende Schneidspäne und verschmiertes Metall zu entfernen. Eine korrekt konditionierte Scheibe trennt schneller und hält länger. Der Abrichtstein sollte mechanisch geführt (geklemmt) werden, um ein Verdrehen oder Abplatzen der Scheibe zu vermeiden.
Hinweise:
- Spannen Sie die Probe korrekt ein, damit sie sich beim Trennen nicht bewegt, sonst kann die Trennscheibe brechen und das Werkstück beschädigt werden
- Bei spröden Materialien verwenden Sie eine Gummiauflage zur Vibrationsdämpfung.
- Beginnen Sie den Schnitt mit einer geringeren Anpresskraft, um die Trennscheibe einzustellen.
- Richten Sie die Probe so aus, dass der Schnitt durch den geringsten Querschnitt erfolgt.
- Verwenden Sie die größtmöglichen Flansche, um ein Verziehen der Trennscheibe zu verhindern.
- Reduzieren Sie bei spröden Proben zum Ende des Trennvorgangs die Kraft (zur Minimierung von Abplatzungen beim Austritt)
Für das Trennen von Metallen mit Diamantscheiben wird ein ölbasiertes Trennfluid benötigt, um ein Zuschmieren der Trennscheibe zu verhindern. Ölbasierte Fluide erhöhen somit Lebensdauer und Effizienz der Diamanttrennscheibe.
Für Materialien mit hohem Schmierbedarf, wie Keramik, Mineralien und Verbundwerkstoffe, wird ein wasserbasiertes Trennfluid empfohlen. Wasserbasierte Fluide erleichtern zudem die Reinigung, insbesondere bei porösen Proben.
AUSRÜSTUNG ZUM TRENNEN
Das Trennen kann in zwei Bereiche eingeteilt werden: abrasives Trennen und Präzisionstrennen. Abrasives Trennen wird im Allgemeinen für Metallproben verwendet und erfolgt mit Schleifmitteln aus Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid in Harz- oder Gummibindungen.
VERBRAUCHSMATERIALIEN ZUM TRENNEN
Die Wahl der richtigen Trennscheibe gewährleistet einen schnellen und effizienten Trennvorgang, ohne strukturelle Veränderungen, Überhitzung oder Verformung der Probe zu verursachen. Sie trägt außerdem dazu bei, den Scheibenverschleiß zu optimieren und die Gesamtkosten zu reduzieren.
METKON bietet hochwertige Trennscheiben, Diamant- und CBN-Trennscheiben, Schmiermittel und weiteres Verbrauchsmaterial, das speziell für das metallographische Trennen entwickelt wurde. Unser breites Sortiment ist für moderne Nass-Trennsysteme und Präzisionstrennanwendungen ausgelegt und gewährleistet hervorragende Trennleistung für unterschiedlichste Werkstoffe.
Wählen Sie die passende Trennscheibe aus unserem umfassenden Portfolio – optimal abgestimmt auf die Anforderungen der metallographischen Probenpräparation.
ANWENDUNGSHINWEISE ZUM TRENNEN
Entdecken Sie in unserer umfassenden Broschüre alles, was Sie über das Trennen wissen müssen.
