Kühlschmierstoff

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Anforderungen an einen Kühlschmierstoff in Abhängigkeit vom Bearbeitungsverfahren
Bild: IFA

Kühlschmierstoffe sind Vielkomponentengemische, bei deren Anwendung in der Metallzerspanung die Kühl- und Schmierwirkung im Vordergrund steht.

Die Kühlwirkung bezeichnet die Fähigkeit eines Kühlschmierstoffes, die bei Zerspanungs- und Umformungsverfahren entstehende Wärme abzuführen. Die Kühlung ist wichtig, damit sich die Eigenschaften sowohl des Werkzeugs als auch des Werkstücks nicht verändern. Bearbeitungsverfahren mit hohen Schnittgeschwindigkeiten erfordern eine besonders gute Kühlung (s. Bild). Als Kühlkomponente wird in Kühlschmierstoffen in der Regel Wasser eingesetzt, da es ein besonders hohes Wärmeabführungsvermögen besitzt. In Abhängigkeit von der enthaltenen Wassermenge unterscheidet man verschiedene Arten an Kühlschmierstoffen.

Die Schmierwirkung bezeichnet die Eigenschaft eines Kühlschmierstoffes, die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück und damit deren Verschleiß zu senken. Damit lässt sich auch die Oberflächenqualität des Werkstückes verbessern. In der Regel benötigen Bearbeitungsverfahren mit hohen Schneidbelastungen bei niedriger Schnittgeschwindigkeit eine besonders gute Schmierung (s. Bild). Die Schmierung wird durch eine Ölkomponente im Kühlschmierstoff erreicht.

Neben dem Kühlen und Schmieren ist das Spülen der Bearbeitungsstelle inklusive des Abtransports der anfallenden Späne und anderer Feststoffe eine Hauptaufgabe von Kühlschmierstoffen. Wird die Bearbeitungsstelle nur unzureichend gespült, können sich ansammelnde Späne den Betrieb stören und die Oberflächenqualität des Werkstücks vermindern.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen Kühlschmierstoffe verschiedene Eigenschaften besitzen, die auf das jeweilige Einsatzverfahren und die damit verbundenen Verfahrensparameter (zum Beispiel Schnittgeschwindigkeit, Bearbeitungstemperatur) abzustimmen sind.

Da allein die Basisflüssigkeiten (Wasser und Öl) den heutigen Anforderungen nicht genügen könnten, werden zur Verbesserung der anwendungstechnischen Eigenschaften Wirkstoffe (Zusätze, Additive) zugegeben, die sowohl die physikalischen als auch die chemischen Eigenschaften der Basisflüssigkeiten verändern (siehe Abschnitt "Zusammensetzung von Kühlschmierstoffen").

Eine Vielzahl von Kühlschmierstoffen unterschiedlicher Zusammensetzung wird eingesetzt. Die Zusammensetzungen werden ständig an den technischen Fortschritt der Fertigungsverfahren angepasst.

Durch die Verwendung eines für das jeweilige Verfahren optimal abgestimmten Kühlschmierstoffes lässt sich neben einer Verbesserung der Oberflächengüte des Werkstückes eine Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine Steigerung der Werkzeugstandzeit bei gleichzeitiger Senkung der Betriebskosten erreichen.

Für die Zusammensetzung von Kühlschmierstoffen spielen sowohl die Kosten der Ausgangsstoffe als auch die gesetzlichen Vorgaben der jeweiligen Staaten eine Rolle. So kann die Zusammensetzung der Kühlschmierstoffe bei gleicher Aufgabenstellung stark differieren.

Literatur/Informationen/Links

VDI 3397-1 "Kühlschmierstoffe für spanende und umformende Fertigungsverfahren"

Kontakt:

Portal Kühlschmierstoffe

Fachbereich 3: Gefahrstoffe: Umgang - Schutzmaßnahmen