Körnung von SiC-Schleifmitteln: FEPA F, ISO 8486 und JIS verständlich erklärt

Wer Siliciumcarbid für eine Sägeslurry bestellt, bestellt keine „feine“ oder „grobe“ Körnung, sondern eine genormte Bezeichnung wie F800 oder F1000. Hinter diesen Kürzeln stehen Korngrößenverteilungen mit festen Grenzwerten. Dieser Artikel erklärt, wie die europäische F-Reihe aufgebaut ist und wie sie sich zu ISO und zur japanischen Schreibweise verhält.
Wer die Normen macht
Die F-Reihe stammt von der FEPA, dem europäischen Verband der Schleifmittelhersteller (Fédération Européenne des Fabricants de Produits Abrasifs). Für Schleifkörner aus Korund und Siliciumcarbid, die in gebundenen Schleifmitteln und allgemein in der Industrie verwendet werden, gibt es zwei Teile:
- FEPA 42-1 für die Makrokörnungen F4 bis F220,
- FEPA 42-2:2006 für die Mikrokörnungen F230 bis F2000.
Auf internationaler Ebene entsprechen dem die Normen ISO 8486-1 (Makrokörnungen F4 bis F220) und ISO 8486-2:2007 (Mikrokörnungen F230 bis F2000). Beide ISO-Teile wurden 2021 überprüft und bestätigt. In Deutschland ist Teil 2 als DIN ISO 8486-2:2012-04 übernommen. Schleifmittel auf Unterlage (Schleifpapier) folgen dagegen einer eigenen Reihe mit dem Buchstaben P; F- und P-Nummern sind nicht austauschbar.
Je höher die Zahl, desto feiner
Bei Makrokörnungen geht die Nummer auf die Siebtechnik zurück: Sie wird mit Prüfsieben bestimmt, und eine größere Zahl bedeutet feineres Korn. Mikrokörnungen sind zu fein für Siebe. Die FEPA definiert sie ausdrücklich als Körnungen, deren Verteilung durch Sedimentation bestimmt wird, also über die Sinkgeschwindigkeit der Körner in einer Flüssigkeit (FEPA-Standard 42-2:2006, Abschnitt 3). Die Mikrokörnungen schließen an die feinste Makrokörnung F220 an und bilden eine Reihe von dreizehn Stufen.
Was eine Körnung genau festlegt
Eine Körnung ist nicht eine Größe, sondern eine Verteilung mit drei Grenzen, die gleichzeitig eingehalten werden müssen (FEPA 42-2:2006, Abschnitt 3.1):
- ds3: Höchstwert am 3-%-Punkt der Verteilungskurve; begrenzt das Grobkorn,
- ds50: Median mit Toleranz,
- ds94 (bei F1200 bis F2000: ds80): Mindestwert; begrenzt den Feinanteil.
Für die Sägeslurry ist gerade die obere Grenze wichtig: Einzelne Überkörner können Riefen in den Wafer ziehen. Die untere Grenze wiederum begrenzt den Feinanteil, der kaum schneidet, aber die Viskosität erhöht.
Die Mikrokörnungen nach FEPA 42-2
| Körnung | ds3 max. (µm) | ds50 (µm) | ds94 min. (µm) |
|---|---|---|---|
| F230 | 82 | 53,0 ± 3,0 | 34 |
| F240 | 70 | 44,5 ± 2,0 | 28 |
| F280 | 59 | 36,5 ± 1,5 | 22 |
| F320 | 49 | 29,2 ± 1,5 | 16,5 |
| F360 | 40 | 22,8 ± 1,5 | 12 |
| F400 | 32 | 17,3 ± 1,0 | 8 |
| F500 | 25 | 12,8 ± 1,0 | 5 |
| F600 | 19 | 9,3 ± 1,0 | 3 |
| F800 | 14 | 6,5 ± 1,0 | 2 |
| F1000 | 10 | 4,5 ± 0,8 | 1 |
| F1200 | 7 | 3,0 ± 0,5 | 1 (ds80) |
| F1500 | 5 | 2,0 ± 0,4 | 0,8 (ds80) |
| F2000 | 3,5 | 1,2 ± 0,3 | 0,5 (ds80) |
Quelle: FEPA-Standard 42-2:2006(en), Tabelle 1 (Sedimentationsverfahren). Werte als theoretischer Korndurchmesser.
Ein Beispiel aus der Praxis: Ein Sägeversuch des Fraunhofer THM verwendete SiC der Körnung F800 (Kaden u. a. 2018), also nach der Tabelle ein Median von 6,5 ± 1,0 µm.
Messverfahren und warum Ergebnisse abweichen
Die FEPA-Norm misst Mikrokörnungen durch Sedimentation und kalibriert mit sogenannten Micro-F-Mastergrits, Referenzkörnungen mit Zertifikat. Andere Prinzipien wie die elektrische Widerstandsmessung (Coulter-Prinzip), Laserbeugung oder Bildanalyse können nach der Norm abweichende Ergebnisse liefern; das Messverfahren soll deshalb angegeben werden (FEPA 42-2:2006, Abschnitt 5). Für den Alltag heißt das: Ein Laserbeugungswert aus dem eigenen Labor ist nicht direkt mit den Tabellenwerten vergleichbar. Wer gebrauchte Slurry nach der Aufbereitung prüft, sollte die Methode des Lieferanten kennen oder eine eigene Korrelation aufbauen.
Japanische Schreibweise: GC#1000
In japanischen Datenblättern und Patentschriften erscheinen Körnungen in der Form GC#1000. Das Kürzel vor dem Doppelkreuz bezeichnet die Kornart (GC für grünes, C für schwarzes Siliciumcarbid; vgl. die Produktbeschreibung des Herstellers Fujimi), die Zahl die Körnungsnummer. Maßgeblich ist die japanische Norm JIS R 6001, seit 2017 in zwei Teilen; Teil 2 gilt für feine Körnungen der Kunstschleifmittel nach JIS R 6111 und umfasst sowohl die Bereiche F230 bis F2000 als auch #240 bis #8000 (Normeintrag JIS R 6001-2:2017).
Dass die beiden Reihen nicht gleichzusetzen sind, zeigt ein Beispiel: Eine Patentschrift zu wässrigen Schneidflüssigkeiten gibt für GC#1000 nach JIS-Nomenklatur eine mittlere Korngröße von 11,5 ± 1,0 µm an (US 6 221 814), während F1000 nach FEPA 42-2 einen Median von 4,5 µm hat. Gleiche Zahl, sehr unterschiedliches Korn, wobei auch Normausgabe und Messverfahren hineinspielen können. Bei Bestellungen und Vergleichen gehört deshalb immer die Norm zur Körnungsangabe.
Grünes und schwarzes Siliciumcarbid
Neben der Körnung zählt die Kornart. Grünes SiC entsteht aus reineren Rohstoffen und ist reiner als schwarzes; beide werden im selben Acheson-Verfahren hergestellt (Fiven). Mehr dazu im Artikel Siliciumcarbid: Werkstoff und Herstellung.
Checkliste für Körnungsangaben
- Norm und Ausgabe nennen (zum Beispiel „SiC – F800 – FEPA 42-2:2006“, so die Bezeichnungsform der Norm).
- Kornart angeben (grün oder schwarz).
- Messverfahren und Kalibrierung vereinbaren.
- Bei aufbereitetem Korn zusätzlich Fremdstoffe (Silicium, Eisen) und Feinanteil spezifizieren.
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