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Mittel zum Feinschleifen und/oder Polieren
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möglichst reine Siliciumcarbid zu verwenden. Das Siliciumcarbid wird, unabhängig davon, ob es in reiner Form oder im Gemisch mit Siliciumoxyd vorliegt, vorteilhaft in wässeriger Suspension angewendet.
Es ist aber auch der Einsatz in Emulsion, in Pasten, Salben, Wachse und Ölen möglich. Darüber hinaus kann man es auch auf Papier aufgeleimt, zu Scheiben gepresst oder mit Harzen gebunden einsetzen.
Die erfindungs gemässen Schleif- bzw. Poliermittel können zur Oberflächenbearbeitung aller harten Stoffe, die einem Feinschleif- bzw. Polierprozess zugänglich sind, verwendet werden. Hiezu gehören insbesondere Metalle, Gläser, oxydkeramische Materialien, natürliche oder synthetische Harze sowie Lacke.
Wegen seiner besonderen Feinteiligkeit ist es nicht notwendig, das erfindungsgemäss zu verwendende Siliciumcarbid vor der Anwendung einem Mahl- oder Siebprozess oder gar einer Fraktionierung zu unterwerfen. Da es ausserdem nach dem bevorzugten Herstellungsverfahren in Form eines trockenen und losen Pulvers anfällt, kann es sofort ohne weitere Zwischenbehandlung für die erfindungsgemässen Zwecke eingesetzt werden. Seine grosse chemische Stabilität gestattet seine Anwendung in Kombination mit organischen, anorganischen, sauren, neutralen oder alkalischen Lösungsmitteln. Darüber hinaus ist auch seine Anwendung zusammen mit Ätzmitteln, Reinigungsmitteln, Netz-und Dispergiermitteln möglich, so dass neben einer Feinschleif- und/oder Polierwirkung gleichzeitig eine Ätz-, Reinigungs- oder Entfettungswir- kung stattfinden kann.
Mit dem erfindungsgemäss zur Verwendung gelangenden Material können die beiden Arbeitsprozesse des Feinschleifens und Polierens gleichzeitig durchgeführt werden, obwohl sie bisher als theoretisch vollkommen getrennte und verschiedene Verfahren gelten. Dies lässt sich wie folgt erklären : Siliciumcarbid ist heute einer der wichtigsten Schleifrohstoffe. Da es bisher nur herab bis zu etwa 1-2 il Korngrösse verfügbar war, konnte es ausschliesslich als Schleifmittel verwendet werden. Anderseits ist bisher die Poliertonerde wohl das wichtigste und-abgesehen von Diamanten-härteste Poliermittel. Das gemäss der Erfindung zur Anwendung gelangende sehr feinteilige Siliciumcarbid bzw. dessen Mischungen sind wesent- lich härter als die bisher vorwiegend für Polierzwecke eingesetzte Poliertonerde.
Gleichzeitig ist es aber auch sehr viel feinteiliger als das bisher zum Schleifen verwendete Siliciumearbid. Somit wird durch die Erfindung eine günstige Kombination von in der Anwendungstechnik begehrten Eigenschaften offenbart.
Das erfindungsgemässe Mittel wirkt durch seine grosse Härte einerseits materialabtragend im Sinne eines Fein-bzw. Feinstschleifens, anderseits wird durch seine Feinteiligkeit der Materialabtrag in Richtung einer blanken einwandfreien Politur gesteuert.
Die im vorliegenden Falle beobachtete neuartige Polierwirkung durch Materialabtrag konnte durch Röntgenbeugung nachgewiesen werden
Ein auf handelsüblichem Siliciumcarbid-Nassschleifpapier der Körnung 600 vorgeschliffenes Graugusswerkstück ergab bei der Untersuchung mit streifendem Röntgenstrahl im Röntgendiagramm eine sehr stark verbreiterte, verwaschen-diffue (110)-Interferenz des kubischen a-Eisens (Ferrit), die anzeigt, dar : in der Schliffoberfläche die Ferritkristalle stark deformiert sind und das Kristallgefüge weitgehend zertrümmert wurde.
Das gleiche Graugussstück wurde anschliessend 3 min mit einer wässerigen Suspensior poliert, welche 3 Grew.-% des erfindungsgemässen hochdispersen siliciumcarbidhaltigen Materials mit einer mittleren Teilchengrösse von 14 bis 15 mp enthielt. Nach dieser kurzen"Polierzeit"waren dM Schleifriefen, die von der Behandlung mit dem Nassschleifpapier herrührten, verschwunden und der Schliff vollkommen blank. Das nun aufgenommene Röntgendiagramm ergab eine fast vollständig scharfe (110) Interferenz des a-Eisens, die anzeigt, dass die deformierte und-im Kristallgefüge weilgehend zertrüm merte Oberflächenschicht zum grössten Teil bereits abgetragen und das ungestörte Kristallgefüge de Grundmatrix weitgehend freigelegt wurde.
Nach einer Polierzeit von weiteren 2 min zeigte sich die Rönt geninterferenz in voller Schärfe. Die Interferenzschärfe änderte sich nicht weiter, selbst nachdem di, Polierzeit auf 10 und 20 min ausgedehnt wurde. Ebenso blieb sie unverändert, als nach insgesamt 20 m Polierbehandlung der Schliff noch 15 sec in einer zegen alkoholischen Salpetersäure geätzt wurde.
Diese Untersuchung mit Röntgenstrahlen zeigt eindeutig, dass es sich-entgegen den bisherigen Vor stellungen über den Mechanismus des Polierprozesses - bei der Polierwirkung des hochdispersen Silicium carbids um einen materialabhebenden Vorgang handelt und dass damit in sehr kurzer Zeit eine vollkorn men blanke Oberfläche erhalten wird.
Beispiel 1 : Einphasiges Messing, mit Nassschleifpapier Nr. 600 vorgeschliffen, wird mit eine etwa 10/dgen wässerigen Suspension des erfindungsgemäss zu verwendenden Materials mit einem Geha von 60 Gew. -0/0 Sie auf Samt mit einer Poliergeschwindigkeit von etwa 1000 Umdr/min poliert. Mit ur bewaffnetem Auge ist zu erkennen, dass die Schleifriefen schon nach 2 min völlig verschwunden sind. D "Polierflüssigkeit" wird nochmals mit destilliertem Wasser im Verhältnis 1 : 1 verdünnt. Nach weiten 4 min ist die Schliffoberfläche praktisch kratzerfrei. Das Ergebnis ist wesentlich besser als bei einem na ( gleicher Vorbehandlung mit Poliertonerde polierten Messingschliff.
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Beis p iel 2 : Perlitischer Stahl. mit Nassschleifpapier Nr. 400 vorgeschliffen, wird wie in Beispiel 1 beschrieben poliert. Der Schliff ist nach 2 min völlig kratzerfrei. Auch nach dem ersten Ätzen mit l% niger alkoholischer Salpetersäure ist kein Kratzer zu sehen, jedoch ist das Gefüge noch verschmiert. Nach viermaligem Wechsel von Ätzen und Polieren (Zwischenpolieren jeweils 1 min) ist das Gefüge völlig klar.
Gesamtpolierzeit : 6 min.
Beispiel 3 : In Wasser gehärteter Silberstahl, mit Nassschleifpapier Nr. 600 vorgeschliffen, wird unter den in Beispiel 2 angeführten Bedingungen poliert. Der Schliff ist nach 3 min frei von Schleifriefen, zeigt aber noch einige schwache Polierkratzer, die sich bei einem mit so vielen Härterissen durchzogenen Material nur schwer vermeiden lassen. Nach mehrmaligem Wechsel von Ätzen und Polieren ist das Gefüge völlig klar.
Gesamtpolierzeit : 8-10 min.
Beispiel 4 : Der Schliff einer Schweisselektrode (Material auf Eisenbasis mit Graphitnadeln und - nestern) ist nach einer Polierzeit von 2 min unter den im Beispiel 2 angeführten Polierbedingungen völlig kratzerfrei. Graphitnadeln und-nester, die sich beim mechanischen Polieren mit Tonerde sonst sehr schnell aus der Grundmasse herauslösen, bleiben ausnahmslos erhalten und nach dem ersten Ätzen und nachfolgendem Polieren ist das Gefüge völlig klar.
Beispiel 5 : Grauguss (ferritisch-perlitisehes Gusseisen) mit SiC -Nassschleifpapier Nr. 600 vorge-
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sind die Schleifriefen des Nassschleifpapiers verschwunden und der Schliff vollkommen blank. Bei mikroskopischer Betrachtung unter 600facherVergrösserung zeigen sich noch vereinzelte sehr feine Polierriefen, die aber wesentlich feiner und vereinzelter auftreten als in nach gleicher Vorbehandlung mit Poliertonerde Nr. 2 oder Diamantpaste 0. 25 IL polierten Grauguss-Schliffen. Graphitlamellen, die sich mit Tonerdepoliermitteln relativ schnell aus der Grundmasse herauspolieren, sind durchwegs erhalten und zeigen blanke Oberflächen und scharf begrenzte Konturen gegen die umgebende Grundmatrix.
Ebenso ist das Gefüge der Carbidausscheidungen klar erkennbar, die einzelnen Carbidteilchen zeigen kein nennenswertes Relief. Nach dem ersten Ätzen mit 2% Lger alkoholischer Salpetersäure sind die vereinzelten feinen
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etwa 15 Gew.-% des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Materials (mit einem Gehalt von 60% SiC) ent- hält, behandelt. Dabei zeigt sich, dass nach dem Abschleifen der Stellen das bei der Verwendung von Ceroxyd übliche Vorpolieren entfällt und sofort auf die Blankpolitur übergegangen werden kann. Die Polierzeit gegenüber dem Ceroxyd-Poliermittel liegt um etwa 50% günstiger.
Beispiel 7 : Gefärbte Gläser für Blendschutzbrillen werden unter gleichartigen Bedingungen sowohl mit Ceroxyd als auch mit hochdispersem Siliciumcarbid poliert. Die Polierzeit für die gewünschte Politur beträgt bei Ceroxyd 60 min, beim hochdispersen Siliciumcarbid dagegen nur 15 min.
Beispiel 8 : Anschliffe von Sinterkorundproben für mikroskopische Untersuchungen werden mit handelsüblichem Siliciumcarbid der Körnung 400 vorgeschliffen. Ein Teil dieser Proben wird 15 min mit einer pastösen, wässerigen Suspension nachpoliert, die etwa 15 Gew.-% des erfindungsgemäss zu verwendenden Materials (mit einem Gehalt von 60% SiC) enthält. Ein anderer Teil der Proben wird zum Vergleich 25 min unter analogen Bedingungen mit handelsüblichem Siliciumcarbid von 2 IL Korngrösse nachpoliert. Während sich beim Nachpolieren mit Siliciumcarbid von 2 IL Korngrösse trotz der längeren Polierzeit keine oder nur sehr schwache Politur zeigt, ist beim Nachpolieren mit dem erfindungsgemässen Material ein sehr deutlicher Poliereffekt sichtbar.
Beispiel 9 : Zum Polieren eines Drahtführungsnippels aus Sinterkorund wird mit feinkörnigem Diamant, das ist das bisher technisch für diese Zwecke verwendete Poliermittel, eine Polierzeit von 3 min benötigt. Verwendet man dagegen für denselben Zweck eine pastöse, wässerige Suspension, die etwa 15 Gew.-% des erfindungsgemäss vorgesehenen Materials (mit einem Gehalt von etwa 60% SiC) enthält, so wird bereits nach 5 min eine Polierwirkung erzielt. Die erreichte Politur ist fast so gut wie die mit Diamant herstellbare. Verwendet man dagegen ein handelsübliches Siliciumcarbid mit einer Korngrösse von 2 IL, so wird nach 5 min kaum eine Politurwirkung erreicht.