{"id":67,"date":"2019-01-29T13:13:46","date_gmt":"2019-01-29T12:13:46","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=67"},"modified":"2019-01-30T14:48:28","modified_gmt":"2019-01-30T13:48:28","slug":"kuehlschmiermittel-in-der-metallbearbeitung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/kuehlschmiermittel-in-der-metallbearbeitung\/","title":{"rendered":"K\u00fchlschmiermittel in der Metallbearbeitung"},"content":{"rendered":"

In der Metallbearbeitung kann es hei\u00df hergehen \u2013 Metall wird auf viele hundert Grad erhitzt, es wird gebohrt, gefr\u00e4st und ges\u00e4gt und bei all dem soll es m\u00f6glichst wenig Reibungsverluste geben. Damit es „wie geschmiert“ l\u00e4uft, nutzt die Metallbearbeitung ganz besondere Schmierstoffe, die ihren Anspr\u00fcchen gerecht werden. Denn ein <\/strong>K\u00fchlschmierstoff<\/strong><\/a> soll gleichzeitig k\u00fchlen und schmieren. Was diese Schmierstoffe ausmacht und wie viel Know-how sich dahinter verbirgt, erfahren Sie in diesem Beitrag. <\/strong><\/p>\n

Was sind K\u00fchlschmierstoffe?<\/h2>\n

K\u00fchlschmiermittel m\u00fcssen zwei Anforderungen gleichzeitig erf\u00fcllen \u2013 sie m\u00fcssen k\u00fchlen und schmieren. Um diese Vorgaben zu erf\u00fcllen, ist ein komplexes Schmiermittelgemisch notwendig. Die Basis daf\u00fcr ist aber immer die gleiche. Ausgangstoffe sind entweder Mischungen auf Mineral\u00f6lbasis, die zum Beispiel Paraffin\u00f6le oder \u00d6le mit mehr oder weniger hohem Anteil an naphtenischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen enthalten. Alternativ werden synthetische \u00d6le als Basis eingesetzt. Man unterscheidet au\u00dferdem nach der DIN 51835 zwei verschiedene Typen von Schmierstoffen: wassermischbare und nichtwassermischbare K\u00fchlschmiermittel. Diese haben eine unterschiedliche Zusammensetzung und kommen f\u00fcr verschiedene Bearbeitungsmethoden in der Metallverarbeitung zum Einsatz.<\/p>\n

\"K\u00fchlschmiermittel<\/a><\/p>\n

Warum K\u00fchlschmiermittel in der Metallbearbeitung wichtig sind<\/h2>\n

In der Metallbearbeitung wird gefr\u00e4st, ges\u00e4gt, gedreht oder gebohrt und an manchen Stellen wird es richtig hei\u00df. So kann sich ein Werkst\u00fcck punktuell schon einmal auf einige hundert Grad Celsius erhitzen, was Auswirkungen auf das Werkst\u00fcck, aber auch die bearbeitende Maschine hat. Das Werkst\u00fcck kann sich verziehen, Maschine und Werkzeug werden stark beansprucht, verschlei\u00dfen fr\u00fcher, die Lebensdauer wird herabgesetzt \u2013 am Ende steigen die Kosten. Hier kommen ma\u00dfgeschneiderte K\u00fchlschmierstoffe zum Einsatz. Sie reduzieren Werkzeugverschlei\u00df und verbessern die Qualit\u00e4t der Werkst\u00fccke \u2013 indem sie daf\u00fcr sorgen, dass im Bearbeitungsprozess die Reibung verringert und die entstehende W\u00e4rme effektiv abgef\u00fchrt wird. Au\u00dferdem sorgen sie durch Sp\u00fclen und den Wegtransport von Feststoffen, wie Sp\u00e4nen, die w\u00e4hrend des Bearbeitungsvorgangs am Metall entstehen, dass Werkzeug wie Werkst\u00fcck vor Sch\u00e4den an der Oberfl\u00e4che gesch\u00fctzt werden.<\/p>\n

Genauer hingeschaut \u2013 wie wirken K\u00fchlschmierstoffe<\/h2>\n

Das beste Mittel um Metall zu k\u00fchlen w\u00e4re Wasser. Allerdings kann es Korrosion ausl\u00f6sen und hat keine Schmierwirkung, weshalb es als alleiniges K\u00fchlmittel in der Bearbeitung von Metall nicht in Frage kommt. Aber als Bestandteil von bestimmten K\u00fchlschmierstoffen erh\u00f6ht es deren K\u00fchlwirkung. Darunter versteht man dessen F\u00e4higkeit, W\u00e4rme abzuf\u00fchren. Wie gut ein bestimmter Schmierstoff Metall k\u00fchlen kann, h\u00e4ngt von seiner spezifischen W\u00e4rmekapazit\u00e4t, W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und Verdampfungsw\u00e4rme ab. F\u00fcr Wasser sind alle drei Werte hoch, weshalb K\u00fchlschmierstoffe mit h\u00f6herem Wasseranteil generell besser Metall k\u00fchlen.<\/p>\n

Schmieren und Sp\u00fclen sch\u00fctzt Werkstoffe und verbessert den Prozess<\/h2>\n
\"K\u00fchlen
\u00a9 Werner \/ Fotolia.com<\/figcaption><\/figure>\n

K\u00fchlschmiermittel sollen nicht nur k\u00fchlen, sondern m\u00fcssen gleichzeitig die Reibung zwischen der bearbeitenden Maschine beziehungsweise dem Werkzeug und dem Werkst\u00fcck vermindern. Im Idealfall der sogenannten Vollschmierung hat der Schmierstoff eine niedrige Viskosit\u00e4t. Es bildet sich ein Schmierfilm zwischen den Komponenten, der die Reibung stark herabsetzt. Der Verschlei\u00df an den Bearbeitungswerkzeugen ist geringer und durch das Schmieren wird die Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t des Werkst\u00fccks verbessert.<\/p>\n

W\u00e4hrend der Bearbeitung von Metall entstehen Metallsp\u00e4ne und andere Verunreinigungen. Das K\u00fchlschmiermittel hat hier eine dritte Funktion als Sp\u00fcl- und Reinigungsmittel. Die w\u00e4hrend der Bearbeitung entstandenen Sp\u00e4ne und anderen Feststoffe, die sich in der Bearbeitungsphase bilden, werden abtransportiert. Auch dadurch wird ein fr\u00fchzeitiger Verschlei\u00df von Werkzeugen und Maschinen durch Besch\u00e4digungen und St\u00f6rungen im Betriebsablauf verhindert. Zweitens garantiert das Sp\u00fclen und permanente Reinigen eine reine Oberfl\u00e4che des Werkst\u00fccks und Korrosion, die durch Risse oder Besch\u00e4digungen der Metalloberfl\u00e4che ausgel\u00f6st werden k\u00f6nnte, wird effektiv verhindert.<\/p>\n

F\u00fcr jede Anwendung der geeignete K\u00fchlschmiermitteltyp<\/h2>\n

Die Metallbearbeitung kennt eine Vielzahl an Bearbeitungsverfahren, die unterschiedliche Herausforderungen an die eingesetzten K\u00fchlschmiermittel stellen. So entstehen bei Verfahren, wie Gewindeschneiden, Verzahnen oder Tiefbohren hohe Temperaturen und an die K\u00fchlwirkung des eingesetzten K\u00fchlschmierstoffs werden hohe Anspr\u00fcche gestellt.<\/p>\n

\n

Bei anderen Verfahren, wie dem Drehen, Schleifen oder S\u00e4gen sollte man das Metall auch k\u00fchlen, aber die Schmierwirkung steht im Vordergrund.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Bevor ein K\u00fchlschmiermittel ausgesucht wird, sind das Einsatzverfahren und die genauen Verfahrensparameter genau zu definieren. Danach kann man entscheiden, ob wassermischbare oder nichtwassermischbare K\u00fchlschmiermittel besser geeignet sind.<\/p>\n

Wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe<\/h3>\n

Den gr\u00f6\u00dften Anteil an K\u00fchlschmierstoffen machen die wassermischbaren aus. Laut einer Studie des VDI z\u00e4hlen rund 90 % aller K\u00fchlschmiermittel zu den wassermischbaren [1]. Diese auch unter der Bezeichnung „Bohrmilch“ oder „Bohremulsion“ bekannten Hilfsstoffe werden als Konzentrat angeliefert und anschlie\u00dfend vom Hersteller mit Wasser verd\u00fcnnt. Dabei werden an das „Ansetzwasser“ hohe Anspr\u00fcche gestellt. Es darf nur eine sehr geringe Keimzahl aufweisen, sollte von h\u00f6chster Reinheit sein, um im sp\u00e4teren Prozess keine Verunreinigungen einzuschleppen oder durch zu hohe Keimzahlbelastung umzukippen.<\/p>\n

\"WASSERMISCHBAR<\/a><\/p>\n

Bei den wassermischbaren Schmiermitteln unterscheidet man zwei Varianten. Die erste Variante \u2013 wassermischbare mineral\u00f6lhaltige K\u00fchlschmiermittel<\/a> \u2013 enth\u00e4lt eine Mischung aus Mineral\u00f6len. Je nach Anwendung sind verschieden hohe Anteile von paraffinhaltigen, naphtenischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffe enthalten. Dazu kommen Emulgatoren, die nach Zugabe von Ansatzwasser, eine „\u00d6l-in-Wasser-Emulsion“ bilden.<\/p>\n

Die zweite Variante – wassermischbare vollsynthetische K\u00fchlschmiermittel<\/a> \u2013 enth\u00e4lt synthetische \u00d6le, wie Polyolefine, Polyglykole, Alkylbenzole oder Carbons\u00e4ureester. Es gibt auch schon nachhaltige Varianten, die \u00d6le auf der Basis nachwachsender Rohstoffe einsetzen, beispielsweise Raps\u00f6le oder Rapsmethylester. Diese Schmierstoffe bilden gemeinsam mit Wasser eine stabile Emulsion. Schmiermittel auf der Basis von synthetischen \u00d6len k\u00f6nnen in den verschiedensten Bereichen der Metallbearbeitung eingesetzt werden. Generell wird diese Art von K\u00fchlschmierstoffen f\u00fcr Prozesse eingesetzt, bei denen die K\u00fchlung von besonderer Wichtigkeit ist.<\/p>\n

\"WASSERMISCHBAR<\/a><\/p>\n

Nichtwassermischbare K\u00fchlschmierstoffe<\/h3>\n

Unter der Bezeichnung Schneid- oder auch Bohr\u00f6le sind die nichtwassermischbaren K\u00fchlschmiermittel<\/a> zu finden. Diese enthalten als Basis die bereits genannten Mineral\u00f6le und werden immer dann eingesetzt, wenn die Schmierwirkung im Vordergrund steht. Dabei kann durch die Zusammensetzung der Mineral\u00f6ltypen Einfluss genommen werden auf die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit oder Viskosit\u00e4t des Schmierstoffs. Typische Bearbeitungsverfahren sind das Fr\u00e4sen, Drehen, Schleifen oder auch S\u00e4gen von Metall.<\/p>\n

Additive und Zus\u00e4tze<\/h3>\n

K\u00fchlschmierstoffe enthalten nicht nur die Basiskomponenten Wasser und mineralisches bzw. synthetisches \u00d6l, sondern eine Vielzahl an Additiven, die die Eigenschaften beeinflussen. Dazu geh\u00f6ren Antioxidantien, die vor Alterungsprozessen sch\u00fctzen und Biozide, die die Besiedelung des K\u00fchlschmiermittels durch Bakterien verhindern sollen. Korrosionsinhibitoren verhindern, dass sich Rost auf der Oberfl\u00e4che des Metalls bildet \u2013 sowohl auf dem Werkst\u00fcck wie dem Werkzeug. Silikonpolymerisate werden zugesetzt, um die Bildung von Schaum zu unterdr\u00fccken, was vor allem bei Emulsionen wichtig ist. Denn w\u00e4hrend der Metallverarbeitung k\u00f6nnen sich durch Einblasen von Gas, durch heftiges Sch\u00fctteln oder R\u00fchren Bl\u00e4schen im Schmiermittel bilden. Dieser Schaum kann sehr best\u00e4ndig sein, auch wenn sich beispielsweise in einem hochviskosen \u00d6l klein verteilte Luftblasen bilden. Auf die Metallverarbeitung hat er negative Folgen, denn er ist ein guter Isolator und nicht mehr geeignet, um das Metall zu k\u00fchlen. Au\u00dferdem wird die Schmierwirkung herabgesetzt und durch die Vielzahl der Luftbl\u00e4schen in der N\u00e4he des Metalls wird die Korrosion gef\u00f6rdert. Weitere Komponenten, die die Haftf\u00e4higkeit der Metallteile verbessern oder die Reibung zwischen den Metalloberfl\u00e4chen verringern, sind ebenfalls h\u00e4ufig Bestandteil von K\u00fchlschmierstoffen.<\/p>\n

\"NICHTWASSERMISCHBAR<\/a><\/p>\n

Einige Zus\u00e4tze werden auch erst in der Bearbeitungsphase zugesetzt. Das eingesetzte Ansatzwasser sollte einen bestimmten H\u00e4rtegrad aufweisen und um diesen einzustellen, werden H\u00e4rteregulierer zugegeben. Gleiches gilt f\u00fcr den pH-Wert, der mit einem pH-Wertregulierer eingestellt wird. Antinebelzus\u00e4tze verhindern, dass sich in der Bearbeitungsphase feinverteilte Fl\u00fcssigkeitstr\u00f6pfchen bilden. Deren Unterdr\u00fcckung ist einmal aus Brandschutzgr\u00fcnden wichtig, da feinverteilte \u00d6ltr\u00f6pfchen bei den herrschenden Betriebsbedingungen eine potentielle Brandgefahr darstellen. Zweitens sind diese Aerosole lungeng\u00e4ngig und daher aus Gr\u00fcnden des Gesundheitsschutzes ebenfalls zu unterdr\u00fccken.<\/p>\n

\n

Die Metallbearbeitung kennt viele Verfahren. K\u00fchlschmierstoffe sind sehr vielf\u00e4ltig und k\u00f6nnen passgenau in jedem Prozess eingesetzt werden.<\/p>\n<\/blockquote>\n

 <\/p>\n

Quellen:<\/p>\n[1] https:\/\/industrie.de\/technik\/vdi-zre-legt-vergleichsstudie-zu-kuehlschmierstoffen-vor\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In der Metallbearbeitung kann es hei\u00df hergehen \u2013 Metall wird auf viele hundert Grad erhitzt, es wird gebohrt, gefr\u00e4st und ges\u00e4gt und bei all dem soll es m\u00f6glichst wenig Reibungsverluste geben. Damit es „wie geschmiert“ l\u00e4uft, nutzt die Metallbearbeitung ganz besondere Schmierstoffe, die ihren Anspr\u00fcchen gerecht werden. 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