Metallographisches Nasstrennschleifen für das präzise und zuverlässige Trennen von Werkstücken

Die metallographische Probennahme ist für gewöhnlich der erste Schritt der metallographischen Probenpräparation. In den meisten Fällen ist sie nötig, da das Teil, oder der Festkörper zu groß für die folgenden, auf Labormaßstab skalierten metallographischen Schleif- und Polierprozesse ist. Abhängig von Teilgeometrie, Materialhärte und genutzten Analysemethoden werden unterschiedliche Methoden und Verbrauchsmaterialien verwendet.

QATM ist ein führender Hersteller innovativer metallographischer Trennmaschinen, von manuellen bis vollautomatisierten Modellen, sowie Anbieter entsprechenden Verbrauchsmaterials. Jahrzehnte Erfahrung in der Präparation materialographischer Proben in den QATM Anwendungslaboren haben uns zum Experten auf diesem Gebiet werden lassen. Gerne beraten wir auch Sie zu Ihrer Applikation.

Nasstrennschleifmaschinen

In der metallographischen Probenpräparation werden überwiegend Nasstrennschleifmaschinen zum Trennen von Werkstücken verwendet.

Eine ausreichende Kühlung ist ebenso wichtig für das Trennergebnis wie eine präzise Trennscheibenführung. Gängige Kühlmedien bestehen aus einer Mischung aus Bor- und Aminosäurefreien Korrosionsschutzmitteln mit Wasser. Ein geeignetes Konzentrat wird dazu in einem definierten Verhältnis von z.B. 1:30 verdünnt. Die Herstellerinformationen sind hier maßgeblich. Um eine Funktion des Medienflusses sicherzustellen muss die Sauberkeit (generell die höchste Priorität in der metallographischen Präparation) von Trennraum und Abflusssystem sichergestellt werden. Dies beeinflusst die Trennpräzision und die Lebensdauer der Maschine.

Die unterschiedlichen Trennverfahren für die metallographische Probennahme

Fahrschnitt

Hierbei sind zwei Ausführungen möglich:

1. Der Probentisch mit dem zuvor darauf fixierten Werkstück wird zur feststehenden Trennscheibe gefahren, manuell oder automatisch.
2. Die Trennscheibe wird entsprechend bewegt.

Kappschnitt

Das zu trennende Werkstück sitzt fest fixiert auf dem Trenntisch. Dann wird die Trennscheibe von oben nach unten ins festsitzende Werkstück geführt, manuell oder automatisch.

Stufenschnitt X-Achse

Das Werkstück wird nicht in einem Schnitt, sondern schichtweise (stufenweise) durchtrennt. Diese Schnittart eignet sich besonders für das Trennen von großen, dicken Werkstücken aus Vollmaterial.

Stufenschnitt Y-Achse

Das Werkstück wird nicht in einem Schnitt, sondern schichtweise (stufenweise) durchtrennt. Diese Schnittart eignet sich besonders für das Trennen von großen, dicken Werkstücken aus Vollmaterial, die hochkant eingespannt werden müssen (Platten, Winkel usw.).

Diagonalschnitt

Beim Diagonalschnitt bewegt sich der Tisch nach hinten (X-Achse) und gleichzeitig die Trennscheibe nach unten (Y-Achse). Diese Schnittart eignet sich besonders zum Trennen von unsymmetrischen Werkstücken, bzw. zum Ausgleich des Trennscheibenverschleißes, um eine konstante Schnitttiefe zu erhalten.

Zick-Zack Schnitt

Das Werkstück wird nicht in einem Schnitt, sondern schichtweise (stufenweise) durchtrennt. Der Zick-Zack-Schnitt wird in der Mitte des Bauteils angesetzt.

Care Cut

Der Spanntisch (X-Achse) bewegt sich beim manuellen Trennen so lange vor und zurück, bis der Schnitt beendet wird. Er startet mit der Bewegung von vorne nach hinten. Diese Schnittart eignet sich besonders für Werkstücke, bei denen eine saubere Schnittkante und materialschonende Bearbeitung (Temperatur, Verformung) aufgrund einer möglichst geringen Kontaktfläche gefordert ist.

Rotationsschnitt

Dieses Verfahren ist meistens bei Präzisionstrennmaschinen anzutreffen. Anwendbar ist es auch für große Werkstücke mit entsprechenden Rotationsprobenhaltern. Die Probe wird im oder gegen den Uhrzeigersinn zur Trennscheibe hingedreht. Viertel oder halbe Umdrehungen sind eben-falls möglich. Bei einem runden Werkstück mit einem Durchmesser von 50 mm wird beispielsweise so nur eine Trennstrecke von 25 mm benötigt

Die Kontaktzone zwischen Werkstück und eingreifender Trennscheibe sollte möglichst klein sein.

Kontaktzone groß

Kontaktzone klein

Korngröße der Abrasive

Die Korngröße der verwendeten Abrasive ist ein Aspekt der nicht vernachlässigt werden sollte. Sie sollte zwischen 45 und 180 µm liegen. Dies resultiert in einer optimalen Oberflächenqualität, welche eine weitere metallographische Präparation ohne abtragsorientierte Schleifschritte ermöglichen sollte. Vorraussetzung ist, dass alle Trennparameter korrekt eingestellt sind.
Sehr dünne Trennscheiben besitzen meist sehr feinkörnige Abrasive. Eine feine Körnung ist ebefalls wichtig, wenn eine gratfreie Trennung nötig ist. Die Härte einer nassen Trennscheibe sagt nichts über die Härte der Abrasive aus, sondern bezieht sich auf die Härte der Bindung bzw. den Widerstand der einzelnen Körner gegen das Ausbrechen aus der Bindung.

• Eine weichere Bindung sollte bei großen Kontaktflächen zwischen zu trennendem Teil und Trennscheibe verwendet werden. Dies stellt sicher, dass abgenutzte Abrasivkörner ausgebrochen werden. Dieser Trennscheibentyp ist ebenfalls gut für Hitzeempfindliche Materialien geeignet
• Im Fall kleinerer Kontaktflächen sind härter gebundene Trennscheiben zu nutzen. Diese werden auch zum Trennen von Rohren und Profilen verwendet. Der Vorteil dieser Trennscheiben ist vor allem ihre geringe Wandstärke die zu einer geringeren Kontaktfläche mit dem Werkstück führt