Metallographie von METKON - perfekte Proben, garantiert

Um einen Werkstoff einer Gefügeuntersuchung zu unterziehen muss dieser nach den Anforderungen der Metallographie präpariert werden. Erst nach eine fehlerfreien Präparation kann mit einem Mikroskop ein Blick in das Innere erfolgen. Dafür ist das Trennen, Schleifen und Polieren der Probe unabdingbar erforderlich.

Bei einer Schweißnaht-Verfahrensprüfung wird die Probe ebenfalls metallographisch aufbereitet. In den Zonen werden an definierter Position Härteprüfungen vorgenommen um eine Überhöhung der Härte (Versprödung) zu ermitteln. Durch eine Säure-Ätzung werden die unterschiedlichen Zonen sichtbar:

• Grundwerkstoff (zu verbindendes Material)
• Wärmeeinflusszone (durch die Hitzeeinwirkung veränderter Grundwerkstoff)
• Schmelzgut (Schweißzusatzstoff, Flussmittel, Schweißdraht)

Zudem werden Schweißnähte / deren Zonen makroskopisch dokumentiert und vermessen (A-Maß) - siehe Mikroskope

Um aus einem Werkstoff oder Bauteil eine für die Metallografie verwertbare Probe zu erhalten muss das Material im ersten Schritt zerteilt werden. Da eine Hitzeeinwirkung die Werkstoffcharakteristik (Gefüge und Härte) verfälschen würde scheiden thermische Bearbeitungsverfahren (Brenn- oder Plasmascheiden) grundsätzlich aus. Spanende Bearbeitungsverfahren sind ebenfalls als ungeeignet anzusehen: Ein Sägeschnitt erzeugt eine raue Kante die aufwendig abgeschliffen werden muss / Fräsen erzeugt eine Materialverdichtung (Kaltverfestigung).  Als Non Plus Ultra gilt daher das abrasive Trennen des Prüflings mittels Trennschleifmaschine unter Zuführung von reichlich Kühlwasser. Dabei wird unterschieden zwischen Kappschnitt, Fahrschnitt oder Präzisionsschnitt.

Mit den Nass-Trenn-Schleif-Maschinen METACUT und SERCVOCUT können Proben einfach und rationell getrennt werden. Durch die vollständige Kapselung des Arbeitsraumes geschieht dies für den Bediener vollkommen gefahrfrei. Bei den SERVOCUT und MICRACUT Trennmaschinen kann der Schnitt zudem automatisiert ausgeführt werden.

Je nach Größe des Probestücks, dem Automatisierungsgrad folgender Bearbeitungsschritte und der gewünschten Qualität des Schliffs (Planheit / Kantenschärfe) sollte die Probe eingebettet werden. Dabei wird der Probenkörper in ein Trägermaterial vergossen – sei es um bei einer Handpräparation ein nicht zu kleines Segment schleifen und polieren zu müssen oder dem Prüfling eine runde (eckige) Form zu geben um eine Probenaufnahme in die Schleifmaschine zu produzieren.

Verwendet werden Einbettmassen aus Kunststoff, welche durch ein Kalt- oder Warmeinbettverfahren den Probekörper sicher umschließt. Das Ergebnis ist eine eingebettete Probe mit definierten Maßen und Eigenschaften (durchsichtige Einbettung), welche vor allem in automatisierten Präparationsschritten deutlich zur Steigerung der Effizienz beiträgt. Mit der Einbettpresse ECOPRESS, dem VACUMET Einbettgerät (blasenfreies Einbetten poröser Materialien) und einem Überdrucktopf (Vermeidung von Ausgasungen der Kalteinbettmassen) bietet METKON die geeigneten Ausstattungen für diesen Schritt der Metallografie.

Auch wenn eine METKON Nasstrennschleifmaschine ein scheinbar perfektes und spiegelndes Schnittbild liefert - unter dem Mikroskop / dem Härteprüfer-Objektiv sind die Probekörper-Oberflächen nach dem Schnitt noch rau und uneben. Um die wahren Eigenschaften auswerten zu können, müssen diese geschliffen und poliert werden. Erst im hochglänzend polierten Zustand lässt sich eine qualifizierte Aussage über Korngrößen, Korngrenzen, Gefügeanteile, Einschlüsse, Vickers-Härte, Schweißnaht-Zonen vornehmen. METKON bietet für diese Aufgabe in der Metallografie Schleif- und Poliermaschinen mit unterschiedlichen Ausbaustufen für die Hand-Präparation und automatisierte Präparation mittels Einzelandruck oder Zentral-Andrucksystem: Mit dem Basisgerät der FORCIPOL-Schleif- und Poliermaschinen-Serie  können die Werkstoffproben manuell geschliffen werden (Handpräparation ohne Probenbeweger). Diese preiswerte Lösung bietet sich für ein geringes Probenaufkommen an und wird genutzt für Proben die sich wegen Ihrer Größe nicht einbetten lassen.

Bei höherem Probenaufkommen oder erhöhten Anforderungen an die Qualität des Schliffes (Planheit / Kantenschärfe) bietet sich eine (auch nachträgliche) Erweiterung durch den Probenbeweger FORCIMAT an. Diese günstige Lösung steigert die Effizienz der Probenherstellung um ein Vielfaches und sorgt für reproduzierbare Proben auch bei einem Beginner in der Metallografie.
Noch effizienter kann diese Aufgabe mit der programmierbaren Schleif- und Poliermaschinen DIGIPREP erfüllt werden. Mit einem Speicher für 25 verschiedene Programme zur Präparation unterschiedlichster Proben (Stahl, Aluminium, Titan) bietet die DIGIPREP einen entscheidenden Beitrag zur effizienten Auslastung der Mitarbeiter. Stichworte zu dieser Maschine sind dabei rationelles Arbeiten mit hohem Durchsatz und fehlerfreie Präparation und unterschiedlichsten Werkstoffen mit differenten (gespeicherten) Präparationsmethoden.
Sofern für die Prüflinge einen hoher Materialabtrag vonnöten ist (Schweißnähte, großvolumige Proben) kann die DIGIPREP PLAN - Planschleifmaschine entscheidende Vorteile bieten: Hohes Abtragsvolumen in kürzester Zeit, perfekte Planheit zwischen Probenoberfläche und Unterseite (wichtig für Härteverläufe), direktes Umspannen des Probenhalters von dieser Plan-Schleifmaschine auf die Schleif- und Poliermaschine DIGIPREP (ein Probenhalter für beide Maschinen).
Bei der ACCURA Schleif- und Poliermaschine handelt es sich um eine der hochwertigsten Schleif- und Poliermaschinen. Durch den zusätzlich in X-Achse verfahrbaren Probenbeweger erfolgt eine homogene Ausnutzung des Schleifmittels und damit eine nochmals verbesserte Planheit gegenüber dem Typ DIGIPREPP. Zudem handelt es sich bei dieser Schleif- und Poliermaschine um eine der wenigen Ausstattungen die auch für eine Zielpräparation konzipiert ist.