DE1136910B - Vorrichtung zum elektrolytischen Wischpolieren metallographischer Schliffproben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

D19124Ib/67a

ANMELDETAG: 16. NOVEMBER 1954

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 20. SEPTEMBER 1962

Die Arbeitsweise einer bekannten Vorrichtung zum elektrolytischen Wischpolieren von metallographischen Schliffproben beruht auf einer Kombination von mechanischer und elektrolytischer Einwirkung auf die zu glättende Oberfläche.

Es ist bekannt, Metalle und Legierungen für technische oder auch metallographische Zwecke elektrolytisch zu polieren, indem die zu bearbeitenden Gegenstände als Anode in einen Elektrolyten gebracht werden. Es ist auch bekannt, mit dieser ausschließlich elektrolytischen Behandlung eine mechanische Einwirkung auf die Oberfläche zu verbinden, um etwa gebildete Oberflächenfilme laufend zu entfernen und den Angriff gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche zu bewirken. Man hat sich zum Zwecke des elektrolytischen Wischpolierens bisher kompliziert aufgebauter Vorrichtungen bedient, bei denen im Polierbad bewegliche Bürsten oder andere flexible Materialien angeordnet sind, die ein dauerndes Wischen der Anode, also des Werkstücks, besorgen.

Nach einer anderen bekannten Ausführungsform wird die Kathode mit Textil- oder Glaswolle bedeckt, die den Elektrolyten aufsaugt, und diese Kathode über die zu polierende Anodenfläche geführt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, dem Elektrolyten feinverteilte inerte Substanzen zuzusetzen, die durch eine energische Bewegung des Bades eine gewisse Scheuerwirkung auf die zu behandelnde Oberfläche ausüben. Alle diese Methoden sollen vor allem dazu dienen, die bisherigen Schwierigkeiten beim Polieren von Edelmetallen und vor allem ihren heterogenen Legierungen zu vermeiden, die infolge der unterschiedlichen Edelheit der Komponenten und dem verschiedenartigen Angriff der Phasen bei solchen Legierungen auftreten.

Für die Bearbeitung metallographischer Proben werden auch schon Scheiben angewandt, die um eine vertikale Welle rotieren, z. B. eine Schleifvorrichtung, bei der eine Schmirgelblattplanscheibe in einer feststehenden Schale läuft, die den von der Scheibe abgeschleuderten Schleifstaub aufnimmt. Schließlich ist eine metallographische Poliervorrichtung bekannt, deren mit einem Poliertuch bespannte Scheibe ebenfalls um eine vertikale Welle rotiert. Auch in diesem Falle läuft die Scheibe in einer feststehenden Schale, die die Aufgabe hat, die von der Scheibe abgeschleuderte Poliersuspension aufzufangen und durch einen Abfluß einem Sammelbehälter zuzuführen. In keinem der beiden Fälle ist der mechanische Abtrag mit einer elektrolytischen Bearbeitung verbunden. Diese mechanisch arbeitenden Poliervorrichtungen können deshalb nicht die Vorteile bringen, wie sie die erVorrichtung

zum elektrolytischen Wischpolieren metallographischer Schlift'proben

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr. Gerhard Reinacher, Hanau/M., ist als Erfinder genannt worden

findungsgemäße Elektrowischpoliervorrichtung aufweist.

Bei der Vorrichtung zur gleichzeitigen elektrolytischen und mechanischen Bearbeitung von metallischen Oberflächen gemäß der Erfindung werden die üblichen und baulich einfachen metallographischen Poliervorrichtungen in Gestalt von rotierenden, mit Poliertüchern belegten Metallscheiben für die genannten Zwecke nutzbar gemacht. Es wird deshalb bei einer bekannten Vorrichtung zum elektrolytischen Wischpolieren metallographischer Schliffproben durch gleichzeitige elektrolytische und mechanische Einwirkung, bei der eine mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle verbundene, an ihrer der zu polierenden Probe zugewandten Seite einen Belag von Poliertuch aufweisende Scheibe verwendet und die zu polierende, mit einem Halter verbundene Probe als Anode geschaltet und leicht gegen die Kathode gedrückt wird, wobei sich zwischen Probe und Scheibe Elektrolytflüssigkeit befindet, erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen um eine vertikale Welle rotierenden oben offenen zylindrischen Behälter anzuordnen, der aus der mit dem Poliertuch belegten, horizontalen Metallscheibe und einem sie und das Poliertuch umschließenden, kragenförmigen Ring aus Isolierstoff besteht. Die Poliertücher saugen dabei den auf der Scheibe stehenden Elektrolyten auf, so daß eine leitende Verbindung von der Scheibe über das Poliertuch und den Elektrolyten zu dem zu bearbeitenden Werkstück zustande kommt. Der kragenförmige Ring

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aus Isolierstoff, ζ. B. Kunstharz, bewirkt, daß auf der rotierenden Scheibe, die zusammen mit dem Ring einen rotierenden Behälter bildet, stets eine gewisse Elektrolytmenge vorhanden ist. Es ist vorteilhaft, den Ring, um der Zentrifugalkraft bei der Rotation entgegenzuwirken, an seiner oberen geöffneten Seite mit einer konischen Einschnürung zu versehen. Man kann diesen Ring auch gleichzeitig zum Aufpressen der Tücher benutzen, wozu er mit einem Innenbund versehen wird, der die Tücher auf der Scheibenoberfläche fixiert.

Vorteilhaft wird die Oberfläche der Scheibe, auf der das Poliertuch ruht, mit einem Überzug eines gut leitenden und chemisch indifferenten Metalls, z. B. Silber, versehen, um einerseits den Kontakt zu verbessern und andererseits in Polierpausen dem Angriff des Elektrolyten auf die Scheibe entgegenzuwirken. Die Stromzuführung zur Scheibe kann auf verschiedene Arten erfolgen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die die Scheibe tragende, senkrecht stehende Welle aus einem Isolierstoff, z. B. einem Kunstharz. Diese Welle weist in ihrer Mittelachse eine metallische Längsdurchführung auf, die einerseits mit dem Körper der Scheibe und andererseits mit der Stromquelle verbunden ist. Auf der der Scheibe abgekehrten Seite kann z. B. auf der Welle eine metallische Kontaktscheibe aufgezogen sein, die über eine Kontaktschraube mit der metallischen Wellendurchführung in Verbindung steht und auf einem stromführenden Federbügel gleitet.

Die dem elektrolytischen Wischpolieren zu unterziehende Probe wird an einer beliebigen Stelle der Scheibe auf diese unter leichtem Druck aufgelegt. Sie kann sowohl von Hand als auch mechanisch gehalten werden. Es ist oft notwendig, die Proben in Trägermassen einzubetten, z. B. in Plexiglas, In diesem Falle wird so verfahren, daß in dem Träger eine bis auf das Metall reichende Bohrung angebracht wird, in die der mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle verbundene Draht eingeführt wird.

Für metallographische Reihenuntersuchungen bedient man sich zweckmäßig eines außerhalb der Vorrichtung, z. B. am Grundbrett der Elektrowischpoliervorrichtung angebrachten gelenkigen Armes, der gleichzeitig für die Zuführung des Anodenstromes und für die Aufnahme der Probe eingerichtet ist. Mit Vorzug wird die an diesem Arm befindliche Probeaufnahme nicht starr, sondern gefedert angeordnet.

Ein besonderer Vorteil ist auch in der überraschend hohen Zeitersparnis für diese meist sehr langwierigen Poliervorgänge zu sehen, wobei trotz der kurzen Polierzeiten hervorragende Oberflächen erhalten werden. Wenn man beispielsweise von Metallproben mit mikrotomgeschnittener Oberfläche ausgeht, läßt sich die Bearbeitungszeit für einwandfreie Schliffproben auf ein Minimum verkürzen.

Die Vorteile der neuen Vorrichtung kommen zwar am stärksten zur Geltung, wenn ohne jedes feste Poliermittel gearbeitet wird; in diesem Falle wird ein Zuschmieren von Poren während des Polierens mit Sicherheit vermieden. Dies schließt aber nicht aus, daß in besonderen Fällen dem Elektrolyten noch ein Poliermittel zugesetzt werden könnte. Für die Bearbeitung von Edelmetallegierungen, vor allem solcher mit einem heterogenen Gefüge, ist, wie schon erwähnt, die Vorrichtung besonders gut geeignet, da sie einen ungleichmäßigen Angriff der verschieden edlen Phasen mit Sicherheit ausschließt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Abb. 1 und 2 beispielsweise dargestellt.

Abb. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung unter Verwendung gängiger Polierscheiben. In der Abbildung bedeutet 1 eine um die senkrecht stehende Welle 2 laufende Metallscheibe, z. B. aus Eisen. Die Welle 2 ist in üblicher Weise bei 3 gelagert, wobei der Übersichtlichkeit halber die Einzelheiten der Lagerung in der Zeichnung fortgelassen sind. Auf der mit der Silberplattierscheibe 10 versehenen Scheibe 1 befinden sich zwei Lagen Poliertuch 4, die mit dem darüberstehenden Elektrolyten 5, dessen Höhe einige Millimeter betragen soll, bedeckt sind.

Auf der Scheibe ruht die zu bearbeitende Probe 6, die in dem gewählten Beispiel in den Plexiglaskörper 7 eingelegt ist. Über die in dem Plexiglaskörper 7 vorhandene Bohrung 8 ist die Probe 6 durch den Draht 9 mit dem positiven Pol einer (nicht gezeichneten) Gleichstromquelle verbunden. Die Scheibe 1 ist von dem Ring 11 umgeben, der das Abfließen des Elektrolyten 5 verhindert. Der Ring 11 trägt den Bund 12 zum Festhalten des Poliertuches und ist außerdem an seinem oberen offenen Ende mit der Einschnürung· 13 versehen.

Die Stromzuführung zur Kathodenscheibe 1 erfolgt durch die metallische Einlage 14 in der Welle 2. Diese axiale Einlage steht bei 15 mit einem Bund der Kathodenscheibe in leitender Verbindung. Auf der anderen Seite der Welle 2 befindet sich die Kontaktscheibe 16, die über die Kontaktschraube 17 mit der Metalleinlage 14 leitend verbunden ist. Die Kontaktscheibe 16 dient der Stromzuführung, die über den federnden, an den negativen Pol der Stromquelle über die Zuleitung 18 geschalteten Kontaktbügel 19 erfolgt.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform für die mechanische Halterung der zu bearbeitenden Probe ist in Abb. 2 wiedergegeben. Auf der Grundplatte 27 der Vorrichtung ist die Säule 28 befestigt, die über das Gelenk 29 den beweglichen Arm 30 trägt. In der an dem Arm 30 angeordneten Büchse 31 wird der Bolzen 32 geführt, der durch die Spiralfeder 33 unter Spannung gehalten wird. Der obere Teil des Bolzens 32 ist über die Leitung 34 mit dem positiven Pol der Gleichstromquelle verbunden. An seinem unteren Ende ist der Bolzen mit der Spitze 35 versehen, die auf der zu bearbeitenden Probe 36 aufsitzt und den zugeführten Strom auf diese überträgt. Die Probe 36 ist in dem Plexiglasring 37 eingebettet, durch dessen Bohrung 38 die Bolzenspitze 35 eingeführt ist.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum elektrolytischen Wischpolieren metallographischer Schliffproben durch gleichzeitige elektrolytische und mechanische Einwirkung, bei der eine mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle verbundene, an ihrer der zu polierenden Probe zugewandten Seite einen Belag von Poliertuch aufweisende Scheibe verwendet und die zu polierende, mit einem Halter verbundene Probe als Anode geschaltet und leicht gegen die Kathode gedrückt wird, wobei sich zwischen Probe und Scheibe Elektrolytflüssigkeit befindet, gekennzeichnet durch einen um eine vertikale Welle (2) rotierenden, oben offenen zylindrischen Behälter, bestehend aus der mit dem Poliertuch (4) belegten, horizontalen Metallscheibe (1) und

einem sie und das Poliertuch (4) umschließenden, kragenförmigen Ring (11) aus Isolierstoff.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bund (12) auf der Innenseite des Ringes (11) zum Festhalten des Poliertuches (4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Scheibe (1) mit einer Schicht (10) aus einem Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit, z. B. Silber, überzogen ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine vertikale Welle (2) aus nicht leitendem Werkstoff, z. B. Kunststoff, und eine metallische, die Stromzuführung (18,19) mit der Scheibe (1) verbindende Einlage (14) in der Welle (2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine an dem unteren Ende der Welle (2) und der metallischen Einlage (14) befestigte, mit der Stromzuführung (18,19) durch Schleifkontakt verbundene Kontaktscheibe (16).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine auf einer Grundplatte (27) befestigte Säule (28), die über ein Gelenk (29) einen Arm (30) trägt, und eine an dem Arm (30) angeordnete Büchse (31), in der ein vertikaler, mit der Stromzuführung (34) verbundener Bolzen (32) unter der Wirkung einer verstellbaren Feder (33) auf die Probe (36) gedrückt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 639 522;

belgische Patentschrift Nr. 519 887;

USA.-Patentschriften Nr. 2 539 455, 2 080 880;

Zeitschrift American Machinist, 28. 9. 53, S. 122 bis 125;

Zeitschrift Das Industrieblatt, Stuttgart, April 1954, S. 125 und 126;

Zeitschrift Maschinenmarkt, 20. 4. 54, S. 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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