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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.
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.
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 [Bearbeiten]
Man unterscheidet zwei Arten der Kühlschmiermittel:
- Nichtwassermischbare Mineralöle
- Wassermischbare KSS
Nichtwassermischbare KSS [Bearbeiten]
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 [Bearbeiten]
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 [Bearbeiten]
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 [Bearbeiten]
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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