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1. Aufgabenbereich:
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Reibung vermindern
Wärme abführen
Fremdstoffe (z.B. Metallspäne) wegspülen
Standzeit der Werkstücke erhöhen
Oberfläche der Werkstücke verbessern
Zeitspanungsvolumen erhöhen
Bearbeitungsstelle reinigen
Korrosion vermeiden
2. Wann benutze ich Kühlschmierstoffe oder Schmierstoffe?
Schmierung
Diese wird zum Beispiel bei der Spanenden Bearbeitung benötigt, da hier große Reibung an der Wirkstelle auftritt. Somit wird der Verschleiß am Werkzeug niedrig gehalten, Erwärmung und Energiebedarf der Maschine gesenkt. Bei Hoher Beanspruchung werden dem Kühlschmierstoff wirkstoffe beigegeben, die bei Drücken oder hohen Temperaturen mit dem Werkstück reagieren. Dies verhindert, dass die Rauhigkeitsspitzen von Werkstück und Werkzeug verschweißen. Hierbei würden EP-Additive (Extreme-Pressure-Additive), also Extrem-Druck-Zusätze herbei gegeben. Damit diese Zusätze wirken können sind Mindestdrücke und Mindesttemperaturen nötig.
Um die Reibung zu vermindern werden AW-Wirkstoffe(AntiWear-Zusätze, zu Deutsch: "Anti-Haftung") hinzu gegeben. Diese bilden einen Film auf Werkstück und Werkzeug, der die Berührung beider verhindert.
Kühlung
Kühlschmierstoffe sollen die Wärme von Werkstück und Werkzeug möglichst schnell abführen. Somit wird die Bearbeitungsgenauigkeit erhöht und das Gefüge in den Randschichten nicht verändert.
Die Kühlwirkung ist von der Strömungsgeschwindigkeit, der Form und Richtung des Strahles, der Viskosität, der Art des Stoffes und dessen Temperatur abhängig.
Beispiel:
Ein großer Volumenstrom und eine große Wärmekapazität bringen eine große Kühlwirkung hervor.
Bei wassergemischten Kühlschmierstoffen trägt das Verdampfen von Wasser wesentlich zur Kühlung bei.
Spülung und Transport
Kühlschmierstoffe haben auch die Aufgabe anfallende Späne oder andere Feststoffe von der Bearbeitungsstelle fortzuführen.
Das Spülvermögen ist vor allem von der Viskosität, vom Volumenstrom und dem Druck des Kühlschmierstoffes abhängig.
Die Späne mit ihrer Art und Größe sind ausschlaggebend für das Trage- und Absetzverhalten des Kühlschmiermittels.
3. Arten der Kühlschmierstoffe
Für spanende Fertigungsverfahren werden nichtwassermischbare und wassermischbare Kühlschmierstoffe verwendet.
Welcher Stoffe eingesetzt wird, entscheidet sich nach dem Fertigungsverfahren, der Schnittgeschwindigkeit, dem zu zerspanenden Werkstoff und der erforderlichen Kühl- und Schmierwirkung.
Fertigungs-
Schnitt-
erforderliche
Anwendung
verfahren
geschwindigkeit
Kühlwirkung
Schmierwirkung
Sägen
Wassermischbare KSS
Drehen
bei hoher Wärmebeanspruchung der
Fräsen
Schneiden, bei hohen Schnittgeschwin-
Bohren
digkeiten und zunehmendem
Automaten-
Bedarf an Kühlwirkung
arbeiten
Tiefbohren
Nichtwassermischbare KSS
Verzahnen
bei zunehmender mechanischer
Gewinde-
Schneidenbeanspruchung, bei niedrigen
schneiden
Schnittgeschwindigkeiten und zunehmen-
Räumen
dem Bedarf an Schmierwirkung
Nichtwasserschmierbare Kühlschmierstoffe
Dies sind Mineralöle ohne Zusätze oder mit chemisch wirkenden und schmierfilmbildenden Zusätzen. Chemisch wirkende Zusätze bestehen aus organischen Verbindungen, die Schwefel und Phosphor enthalten. Schmierfilmbildene Zusätze sind natürliche und synthetische Fettsäuren. Diese Kühlschmierstoffe enthalten oft noch Zusätze, welche die Bildung von ölnebel und Schaum sowie Korrosion vermindern. Sie werden eingesetzt, wenn eine gute Schmierwirkung verlangt wird.
Wassermischbare Kühlschmierstoffe
Mit Wasser angemischt, unterscheidet man sie zwischen mineralölhaltigen wassergemischten Kühlschmierstoffen und mineralölfreien Lösungen
Mineralölhaltige wassergemischte Kühlschmierstoffe
Milchig-weiße Öl-in-Wasser-Emulsionen. Bei der Herstellung wird der Kühlschmierstoff in Wasser eingerührt werden, nicht umgekehrt. Mineralölhaltige wassergemischte Kühlschmierstoffe werden verwendet wenn eine gute Kühlwirkung, jedoch eine geringe Schmierwirkung erforderlich ist.
Mineralölfreie Lösungen
Fast klar durchsichtige Lösungen von Soda oder Natriumnitriden in Wasser. Sie werden ebenfalls bei guter Kühlwirkung aber geringer Schmierwirkung eingesetzt.
Reinigung
Im Kühlschmierstoff sammeln sich mit der zeit Späne oder Fremdöle von Hydraulik oder dem Korrosionsschutz der Werkstücke an.
Nur ein sauberer Kühlschmierstoff garantiert eine gute Oberflächengüte. Außerdem wird die Ausschussquote niedrig gehalten.
Um den Kühlschmierstoff sauber zu halten werden fremde Inhalte durch Filter, Absetzbecken oder Magnete entfernt.
Kühlschmierstoffreste die auf dem Werkstück zurückbleiben müssen häufig vor der Weiterverarbeitung wie zum Beispiel vor dem Lackieren entfernt werden.
4. Entsorgung
Bei der Reinigung von Kühlschmierstoffen fallen Späne, Filterkuchen, Ölschlämme und Emulsionen an. Vor der Entsorgung müssen diese Stoffe entölt oder entwässert und die Zustimmung der zuständigen Behörde eingeholt werden.
5. Schutzmaßnahmen
Im Zusammenhang mit Kühlschmierstoffen gehören Hautschäden zu den häufigsten Berufskrankheiten in der Metall verarbeitenden Industrie. Der Hautkontakt birgt eine Reihe von Gefahren:
Bei ständiger Berührung wird die Haut entfettet, verliert ihre Schutzschicht, wird rissig und anfällig gegenüber Krankheiten(Entzündungen, Akne, Ekzeme).Nicht selten treten diese Erscheinungen bei Körperteilen auf, an denen ölverschmutzte Kleidung eng anliegt.
Die in den Kühlschmierstoffen mitgeführten Fremdkörper wie kleine Metallspäne verursachen winzige Verletzungen, die ebenfalls zu Hautschäden führen können.
Um dies zu vermeiden sollte man folgende Schutzmaßnahmen beachten:
§ Kontakt mit Kühlschmierstoffen möglichst vermeiden
Vor der Arbeit eine schützende Hautcreme auftragen
Nach dem Kontakt die Körperstellen mit geeigneten Reinigern säubern
Öldurchnässte Arbeitskleidung sofort wechseln
Bei Augenkontakt sofort mit Wasser ausspülen und in jedem Fall einen Augenarzt aufsuchen
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