Produktnormen für Diamant- und CBN-Schleifstoffe

Produktnormen

Normen für Mikronkörnungen

Eine oft gestellte Frage ist: Warum gibt es keine internationale Norm für Mikron-Diamantpulver, wie für die meisten Produkte und auch Diamant-Siebkörnungen? Die Antwort liegt darin, dass keine dimensionale Norm definiert werden kann, ohne eine gemeinsame, zuverlässige und wiederholbare Messmethode. Hiermit die Geschichte einiger Versuche, eine Norm für Mikron-Diamantpulver aus­zu­ar­beiten:

1976 hatte die FEPA einen mikroskopischen Messvergleich orga­ni­siert, zwischen 6 verschiedenen Firmen und auf einem einzigen groben Mikronpulver. Für eine Medianengrösse von 40µ lagen die Messergebnisse zwischen 36.54 und 41.11µ, also eine Streuung von 11.3%. Auf einer 90% Verteilungsbreite, der Bereich in welchem sich 90% aller Partikel befinden, betrug die maximale Varianz 25.0%.

1979 hat die FEPA trotzdem eine Norm für Mikron-Diamantpulver veröffentlicht, welche jedoch nur selten gebraucht wurde, insbesondere infolge des Fehlens eines gemeinsamen Mess­ver­fahr­ens, aber auch weil die stan­dar­di­sier­ten Körnungen nicht den stets steigenden Anforderungen der Industrie an Präzision und Diversität entsprachen. Sie hatte jedoch den Vorteil, die optische Messung und die Messmethode des 'umschriebenen Kreises' zu definieren. Seither haben die meisten Hersteller die optische Messung der Mikronpulver aufgegeben, um sich auf einfachere und weniger aufwendige Methoden zu konzentrieren.

1998, in einem Versuch diese Norm zu verbessern, hatte die FEPA einen neuen Vergleichstest organisiert, diesmal zwi­schen 6 grossen Gesellschaften und 5 Mustern mit Medianengrössen von ca. 2, 8, 20, 35 und 80µ. Diesmal waren aber sehr unterschiedliche Instrumente im Einsatz (optisch, Elektrozone, Laser­dif­frak­tion) und die mittleren Vari­anzen wurden dadurch beträchtlich grösser: 23.5% auf Mediane und 82.4% auf den d95-d10 Bereich. Die Korre­lation hatte sich nicht verbessert, ganz im Gegen­teil.

Es wurde dann entschlossen, mit allen Mustern ausser dem 2µ einen neuen Vergleich in einer ausführlicheren Form und nur mit optischen Instrumenten zu organisieren. Die Grundlage dafür war, dass nicht nur die Hersteller, sondern auch die Benutzer in der Lage sein sollten, mit einer ver­nün­fti­gen Inves­ti­tion solche Messungen durch­zu­führen. Die 1999 festgestellten Varianzen waren folgende: 21.5% auf Mediane und 124.0% auf den d95-d10 Bereich!
Der Vergleich enthielt weitere Analysen, wie die Varianz unter Operatoren einer gleichen Firma oder Varianzen zwischen verschiedenen Präparaten des gleichen Musters, usw. Das Normungs-Projekt musste aufgegeben werden, aus folgenden Gründen:
  • Ohne eine zuverlässige und wie­der­hol­bare Messmethode kann keine dimensionale Norm entworfen werden. Die festgestellten Varianzen entsprechen ungefähr einem Unter­schied von 2 Mikronkörnungen. Das ist riesig im Vergleich zu der von den Benutzern gewünschten Regelmässigkeit der Kalibrierung.
  • Die Fähigkeit, optische Messungen vorzunehmen, ist in den meisten Firmen nicht mehr vorhanden. Noch ist kein anderes Instrument in der Lage, übereinstimmende Messungen an ver­schie­de­nen Orten zu erreichen, aus Mangel gemeiner Messmethoden und Eichungen.
  • Die meisten Benutzer benötigen nun eine Kalibrierpräzision und eine Lieferregelmässigkeit welche kaum in einer derartigen Norm festgelegt werden könnte. Mehrere Benutzer zeigten nur wenig Interesse.
Zum grundsätzlichen, technischen Pro­blem kommt noch, dass keine Produkt­norm fähig ist, die durch die Indus­trie geforderten Genauigkeiten und Einzelheiten wiederzugeben.

2002 wurde ein gleichartiges DIN/ISO Projekt aus denselben Gründen eben­falls abgebrochen, sowie auch ein ähn­li­ches japanisches Vorhaben.

ANSI B74.20-1997
Dieser US Standard betrifft 'Spezi­fi­ka­tio­nen für das Kalibrieren von Mikron-Diamantpulver (Sub-Sieve Sizes)', mittels Coulter Multisizer (Electro­zone-Gerät) im gröberen Bereich und Horiba LA910 (Laser­dif­frak­tion) unter 3µ. Dieser Standard kann nicht als eine eigent­liche Produktnorm betrachtet werden, jedoch eher als ein em­pfoh­lenes Prüfsystem. Auf dem Coulter Multisizer wird die sphärische Eichung vorgeschrieben, was dazu führt, dass die gemessenen Werte nicht den Produktbezeichnungen ent­spre­chen. Beispiel: Auf einer Nominalkörnung 6.00µ, mit einem Korngrössen­be­reich 4-8µ, beträgt die empfohlene Media­nen­to­le­ranz (d50) 4.20µ ± 8%. Der durchschnittliche Faktor 1.43 entsteht aus dem Verhältnis zwischen der sphärischen Messung und der Län­gen­mes­sung.

Normen für Siebkörnungen

Mikronpulver werden im Sedi­mentier­ver­fahren kalibriert, wo das Par­ti­kel­vo­lumen bestimmend ist. Sieb­kör­nungen werden im Siebverfahren erzeugt und die Sieb­löcher bestimmen die Durch­lass­grösse der Partikel. Die Siebkorn-Verteilungen entsprechen deshalb eher dem kleins­ten Par­ti­kel­mass. Die dimensionelle Qualitätsprüfung der Sieb­kör­nun­gen wurde erstmals durch die 1972 veröffentlichte und 1997 revidierte FEPA Norm definiert und nun durch die international akzeptierte ISO 6106 Norm, erstmals 1979 veröffentlicht und 2006 revidiert. Beide beruhen auf einem Sieb­ver­fahren.

Die Mikronkörnungen 45-70 bis 70-120 und die Siebkörnungen D46 (325/400) bis D76 (200/230) überdecken sich jedoch in einem Übergangsbereich. Dieser ist unter 'Technische Informationen/Mikron-Mesh Übergang' weiter beschrieben.

Übrige Normen

Folgende Normen beziehen sich ebenfalls auf Diamant- und CBN Mikron- und Siebkörnungen:

ISO 565 und ISO 3310-3
Diese Normen bestimmen die Maschen­siebe, sowie die gestanzten und galvanischen Siebe, welche zur Erzeu­gung und Prüfung der Sieb­kör­nun­gen gebraucht werden.

ISO 9284 Hiermit werden die Siebmaschinen de­fi­niert.

FEPA hat 1994 noch weitere Normen ver­öf­fent­licht:
- Messung der relativen Schlag­fes­tigkeit von Diamant-Sägekörnungen.
- Messung des Belagegewichtes von ummantelten Diamant- und CBN-Kör­nun­gen.

ISO 13322-1:2004
Darin ist die Theorie der statischen Bildanalyse ausführlich beschrieben.

ISO 13320-1 und 13319
ISO 13320 beschreibt die Partikel­messung mittels Laser­diffrak­tion. Sie ist interessant zu lesen, da sie die zahlreichen Probleme dieser Mess­me­thode schildert. ISO 13319 beschreibt die Electrozone-Messmethode.

ISO 4287
Diese Norm beschreibt geometrische Produktspezifikationen, also die Ober­flä­chen­beschaf­fen­heit, ein im Bereich des Läppens und Polierens mittels Diamant oft besprochenes Thema.

Vergleich der Produktbezeichnungen in internationalen Siebkorn Normen

US ANSI
B74-16
Körnungen
ISO 6106-2006
Siebkörnungs-Standard
ISO 565 Stan-
dard Sieves

(for ISO 6106)
Alter deutscher Standard DIN 848-1965
(ersetzt durch ISO 6106)
GOST 9206-80
Russischer Standard
Bezeichnung Bezeich-
nung
Sieb-
körnungen
Sieböffnung
in µm
Fein Grob Bezeich-
nung
Öffnung µm
16/18 D1181 16/18 1180/1000   D1100    
18/20 D1001 18/20 1000/850   D900    
20/25 D851 20/25 850/710   D700    
25/30 D711 25/30 710/600   D700    
30/35 D601 30/35 600/500 D550 D500 630/500 630/500
35/40 D501 35/40 500/425 D450 D500 500/400 500/400
40/45 D426 40/45 425/355   D350 400/315 400/315
45/50 D356 45/50 355/300   D350    
50/60 D301 50/60 300/250 D280 D250 315/250 315/250
60/70 D251 60/70 250/212 D220 D250 250/200 250/200
70/80 D213 70/80 212/180 D180 D150 200/160 200/160
80/100 D181 80/100 180/150 D180 D150    
100/120 D151 100/120 150/125 D140 D150 160/125 160/125
120/140 D126 120/140 125/106 D110 D100 125/100 125/100
140/170 D107 140/170 106/90 D90 D100 100/80 100/80
170/200 D91 170/200 90/75 D90 D70 80/63 80/63
200/230 D76 200/230 75/63 D65 D70    
230/270 D64 230/270 63/53 D55 D50 63/50 63/50
270/325 D54 270/325 53/45 D45 D50 50/40 50/40
325/400 D46 325/400 45/38 D45 D50    
  Breite Reihe          
16/20 D1182 16/20 1180/850        
20/30 D852 20/30 850/600   D700    
30/40 D602 30/40 600/425   D500    
40/50 D427 40/50 425/300   D350    
60/80 D252 60/80 250/180