In vielen Fällen unentbehrlich

Leistungsfähige wassermischbare Kühlschmierstoffe sorgen für Prozesssicherheit beim Zerspanen. Es soll angeblich Fertigungsleiter in Metall verarbeitenden Betrieben geben, die ganz verschämt zu...

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Leistungsfähige wassermischbare Kühlschmierstoffe sorgen für Prozesssicherheit beim ZerspanenEs soll angeblich Fertigungsleiter in Metall verarbeitenden Betrieben geben, die ganz verschämt zu Boden schauen, wenn sie einem erzählen, dass sie immer noch Metalle mit wassermischbaren Kühlschmierstoffen bearbeiten. In der heutigen Zeit hört und liest man sehr viel über Trockenbearbeitung, Minimalmengenschmierung und nichtwassermischbare Öko-Öle. Sind wassermischbare Kühlschmierstoffe aus der Mode gekommen? Keineswegs, die wassermischbaren Kühlschmierstoffe sind bei vielen Bearbeitungsvorgängen nach wie vor unentbehrlich. Die wichtigste Unterteilung bei den wassermischbaren Kühlschmierstoffen ist die Unterscheidung in mineralölhaltige und mineralölfreie Produkte. Die mineralölfreien bilden nach Abmischung mit Wasser üblicherweise klare Lösungen. Die mineralölhaltigen liegen in wassergemischtem Zustand als halbtransparente oder auch milchig-weiße Emulsionen vor. Weitere wichtige Unterscheidungsmerkmale sind die Alkanolamine und Borderivate als Inhaltsstoffe der wassermischbaren Kühlschmierstoffe. Bis vor einigen Jahren war der wassermischbare „Standard-Kühlschmierstoff“ aus Borsäure und Diethanolamins aufgebaut. Nach dem Verbot des Diethanolamins waren in der Folgezeit immer häufiger absolut amin- und auch borfreie Produkte im Einsatz. Im Prinzip wurde die Forderung der TRGS 611, die lediglich einen Verzicht des Diethanolamins vorschreibt, mehr als deutlich übertroffen. Heute finden drei Grundtypen bei den wassermischbaren Kühlschmierstoffen Verwendung:- bor- und aminhaltige Kühlschmierstoffe,- borfreie und aminhaltige Kühlschmierstoffe sowie- bor- und aminfreie Kühlschmierstoffe. Die bor- und aminhaltigen Kühlschmierstoffe sind nach wie vor weit verbreitet und finden in großen Zentralanlagen Verwendung. Der größte Vorteil dieses Produkttyps ist das günstige Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Kühlschmierstoffe sind vielseitig einsetzbar, haben eine hohe Biostabilität und pH-Stabilität, weisen auch bei niedriger Einsatzkonzentration gute Korrosionsschutzeigenschaften auf und sind dennoch relativ preiswert. Von Nachteil ist das Rückstandsverhalten. Durch den Boranteil neigen die Kühlschmierstoffrückstände zum Kleben. Dieses ungünstige Rückstands-verhalten besitzen die borfreien und aminhaltigen Kühlschmierstoffe nicht. Dieser Produkttyp hinterlässt ölartige, klebfreie Rückstände. Hinsichtlich pH-Stabilität und Korrosionsschutz bestehen kaum Unterschiede zu den bor- und aminhaltigen Kühlschmierstoffen. Bezüglich Biostabilität und Produktpreis sind die borfreien und aminhaltigen Kühlschmierstoffe den borhaltigen jedoch unterlegen.Aminfreie Kühlschmierstoffe sind biostabil, aber teuerDer dritte Produkttyp sind die bor- und aminfreien Kühlschmierstoffe. Diese Kühlschmierstoffe sind häufig recht biostabil und besitzen auch ein günstiges, das heißt klebfreies, Rückstandsverhalten. Von Nachteil sind die relativ hohen Preise, die schlechte pH-Stabilität und die hohen Einsatzkonzentrationen, die für einen ausreichenden Korrosionsschutz notwendig sind.Zusätzlich zu diesen drei Grundtypen trifft man im Bereich der mineralölfreien Kühlschmierstoffe vereinzelt auch auf borhaltige und aminfreie Kühlschmierstoffe, die beim Schleifen von Hartmetallen verwendet werden.Zu den wassermischbaren Kühlschmierstoffen sind drei Alternativprodukte und -methoden zu nennen:- Die Trockenbearbeitung, ganz ohne den Einsatz irgendwelcher Chemikalien,- die Minimalmengen-Kühlschmierstoffe (MMKS) und- die nichtwassermischbaren Bearbeitungsöle.Die (noch) „exotischen“ Alternativverfahren, wie der Einsatz von Trockeneis zur Kühlung, bleiben hier unberücksichtigt.Die Trockenbearbeitung ist in der Regel nur mit speziellen Werkzeugen und/oder nur bei bestimmten Werkstückwerkstoffen möglich. Ferner können Trockenbearbeitungen nur in den Fällen durchgeführt werden, in denen kein Metallabrieb anfällt, der vom Kühlschmierstoff abtransportiert werden muss.Bei Verwendung von Minimalmengen-Kühlschmierstoffen (MMKS) wird ein Schmierstoffkonzentrat der eigentlichen Bearbeitungsstelle zugeführt. Durch diese gezielte Schmierung wird nur sehr wenig Schmierstoff benötigt. Die Werkstücke und anfallenden Späne erscheinen nach erfolgter Bearbeitung trocken. Die bei der Trockenbearbeitung erwähnten Nachteile treffen im Prinzip, jedoch in etwas abgeschwächter Form, auch für die Minimalmengenschmierung zu. Bei der Metallbearbeitung mit nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen (Bearbeitungsöle) sind schwierigste Zerspanungen möglich. Durch die kontinuierliche Zuführung im Überflutverfahren werden anfallende Späne mühelos abtransportiert. Von Nachteil ist die benötigte sehr große Produktmenge, die potentielle Brandgefahr und die starke Verunreinigung der Werkstücke und des Umfeldes der Bearbeitungsmaschine. Emulsionen und Lösungen haben gute KühlwirkungDie wassermischbaren Kühlschmierstoffe lassen, abhängig vom Produktaufbau, ebenfalls nahezu alle Bearbeitungen zu. Ein sehr großer Vorteil der Kühlschmierstoffemulsionen und -lösungen ist die sehr gute Kühlwirkung. Schließlich leitet Wasser, der Hauptbestandteil der Emulsionen und Lösungen, Wärme besonders gut. Bei der Bearbeitung anfallende Späne und sonstiger Metallabrieb werden vom Kühlschmierstoffstrom abtransportiert. Ein weiterer Vorteil der wassermischbaren Kühlschmierstoffe ist die relativ geringe Menge, die im Vergleich zu den Bearbeitungsölen benötigt wird. Gegenüber 1000 l Bearbeitungsöl, die zur Befüllung einer durchschnittlichen Bearbeitungsmaschine notwendig sind, genügen bereits 50 l Kühlschmierstoffkonzentrat. Ein weiterer Aspekt, der häufig keine oder zu wenig Berücksichtigung findet, ist die Geräuschentwicklung beim Bearbeiten. Bei der Trockenbearbeitung und der Bearbeitung mit MMKS ist häufig eine beachtliche Geräuschentwicklung festzustellen. Diese Geräuschentwicklung ist beim Einsatz der Bearbeitungsöle und der wassergemischten Kühlschmierstoffe deutlich geringer. Im Vergleich zu den Bearbeitungsölen entfällt bei den wassergemischten Kühlschmierstoffen auch der Nachteil der starken Verunreinigung der Werkstücke. Nach Bearbeitung mit wassergemischtem Kühlschmierstoff liegen die Werkstücke nahezu trocken vor. Den Werkstücken noch anhaftende Metallspäne werden in manchen Betrieben mit einer verdünnten Emulsion des Kühlschmierstoffes gewaschen, das heißt der wassergemischte Kühlschmierstoff kann zum Bearbeiten und zum Reinigen der Werkstücke verwendet werden. Die Nachteile der wassermischbaren Kühlschmierstoffe dürfen natürlich auch nicht unerwähnt bleiben. Hierzu gehört vornehmlich die notwendige Überwachung und Pflege des wassergemischten Kühlschmierstoffes. Regelmäßig muss dieser auf Konzentration, pH-Wert, Nitritkonzentration und Keimbefall untersucht werden. Abhängig von dem Untersuchungsergebnis müssen gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen, wie Biozidzugabe, durchgeführt werden. Moderne wassermischbare Kühlschmierstoffe erfordern jedoch nur in seltenen Fällen Korrekturmaßnahmen. Darüber hinaus führen viele Kühlschmierstoffhersteller die Untersuchungen kostenlos als Serviceleistung durch, so dass sich der Aufwand, den wassermischbare Produkte erfordern, doch in Grenzen hält. Die vielen Vorteile, die mit dem Einsatz wassermischbarer Produkte verbunden sind, scheinen die wenigen Nachteile mehr als auszugleichen.