Kühlschmierstoff

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Einsatz von Kühlschmiermittel beim Fräsen

Kühlschmiermittel oder Kühlschmierstoffe (Abkürzung: KSS) dienen in der Fertigungstechnik beim Trennen und Umformen auf Werkzeugmaschinen der Wärmeabfuhr und Verminderung der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück durch Schmierung. Zusätzlich dienen sie bei einigen Zerspanungsprozessen zur Entfernung der Späne durch Abspülen aus dem Arbeitsumfeld. Nebeneffekt der Kühlschmiermittel ist der Korrosionsschutz des Werkstücks.

Inhaltsverzeichnis

Schmierung

Beim Spanen und Umformen tritt vor allem Mischreibung auf. Kühlschmiermittel verringern die Reibung durch Schmieren und vermindern damit den Verschleiß des Werkzeugs, das Erwärmen des Werkstücks und den Energiebedarf. Den Kühlschmiermitteln können Additive beigemischt sein, um sie höchsten Anforderungen anzupassen. EP-Additive (Extrem-Pressure-Additive) reagieren bei hohen Drücken und Temperaturen mit dem zu bearbeitenden Werkstoff und verhindern dadurch Rauheitsspitzen. AW-Additive (Antiwear-Additive) bilden an der Oberfläche von Werkzeug und Werkstück einen haftenden Film.

Kühlung

Kühlschmiermittel sollen die Wärme möglichst schnell von der Wirkstelle entfernen, um ein Ändern des Gefüges in den Randschichten von Werkzeug und Werkstoff zu vermeiden. Auch die Bearbeitungsgenauigkeit profitiert von einer guten Kühlung. Bei wassergemischten Kühlschmiermitteln trägt das Verdampfen des Wassers wesentlich zur Kühlung bei.

Arten der Kühlschmiermittel

Man unterscheidet zwei Arten der Kühlschmiermittel:

  • Nichtwassermischbare Mineralöle
  • Wassermischbare KSS

Nichtwassermischbare KSS

Unlegierte (ohne chemisch wirkende Zusätze) sowie legierte Öle. Meistens naphten- oder paraffinbasische Mineralöle, seltener synthetische Öle wie Hydrocracked- Öle, Esteröle, Polyalphaolephine oder Hydrieröle. Für sehr einfache Bearbeitungen reicht ein "reines" Mineralöl, meistens werden jedoch Phosphor-, Schwefel- und in ganz seltenen Fällen Chloradditive zugesetzt, um die Leistungsfähigkeit des Öls zu steigern. Chlorhaltige Öle sind höchstwirksam, jedoch gesundheitlich sehr bedenklich und in der Entsorgung sehr teuer. Weitere Additive dienen dem Rostschutz, der Verminderung von Schaumbildung sowie Ölnebel, verbessern das Fließverhalten bei niedrigen Temperaturen und den Viskositätsindex . Nichtwassermischbare KSS kommen vornehmlich dann zum Einsatz, wenn hohe Schmierwirkung erwünscht ist.

Wassermischbare KSS

Wassermischbare Konzentrate oder anwendungsfertige Emulsionen. Mineralölhaltige wassermischbare KSS enthalten neben Emulgatoren und Mineralöl auch Additive zur besseren Schmierung, wie zum Beispiel Esteröle und geschwefelte Additive, Korrosionsschutz- Zusätze und Zusätze, die Schaumbildung verhindern. Mineralölfreie wassermischbare KSS sind keine Emulsionen sondern Lösungen, die zum Schmieren statt Öl zum Beispiel polymere Alkohole enthalten. Die Eigenschaften wassermischbarer KSS sind gute Wärmeabfuhr, aber geringe Schmierwirkung.

Reinigung des Kühlschmiermittels

Sinnvollerweise werden die Kühlschmiermittel filtriert, um sie länger nutzen zu können. Saubere Kühlschmiermittel ergeben eine bessere Oberflächengüte. Hierzu werden spezielle KSS-Filter, Absetzbecken oder Magnetscheider eingesetzt. Der Einsatz von Kühlschmiermitteln ist nicht unproblematisch, da es als Sondermüll entsorgt werden muss und der bei der Zerspanung entstehende Feinstnebel gesundheitsschädlich ist.

Befall durch Keime

Wassermischbare KSS können durch Bakterien und Pilze befallen werden. Dies kann zu gesundheitlichen Beschwerden sowie großen technischen Problemen führen. Um dies zu vermeiden, können Biozide eingesetzt werden. Nichtwassermischbare KSS sind nicht von Keimbefall betroffen, mineralölfreie KSS sind besonders anfällig für Bakterien und Pilze.

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