Kühlschmierstoffe – viel mehr als Öl und Wasser

In der industriellen Metallverarbeitung sind sie schon längst unersetzlich: Kühlschmierstoffe. Ob Sie sich für gebrauchsfertige nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe oder wassermischbare Kühlschmiermittelkonzentrate entscheiden – als perfekte Vereinigung zwischen Kühlmittel und Schmierstoff erfüllt das Mittel beim Einsatz vielerlei Aufgaben an Maschinen, Werkzeugen und Werkstücken.

Welche Aufgaben haben Kühlschmierstoffe?

Als Vielkomponentengemische haben Kühlschmierstoffe zwei Hauptaufgaben: die Kühlung und Schmierung von Werkzeugen und Werkstücken.

Unter der Kühlwirkung eines Stoffes versteht man die Fähigkeit, die bei den verschiedenen Bearbeitungsprozessen entstehende Wärme abführen zu können und so die Eigenschaften des Werkzeugs und Werkstücks zu bewahren. Ein klassisches Kühlmittel ist Wasser, das durch seine hervorragende Wärmeabfuhr und weitverbreitete Verfügbarkeit auch noch heute oft als Kühlmittel eingesetzt wird. Für empfindliche Werkzeuge und komplexere Bearbeitungsaufgaben mangelt es Wasser allerdings an Schmierfähigkeit. Die Schmierwirkung von Kühlschmierstoffen führt zu einer Reduzierung des Energiebedarfs, der Reibung und des Verschleißes, zusätzlich zu seinen wärmeabführenden Eigenschaften.

Darüber hinaus unterstützt der Einsatz von Kühlschmierstoffen den Abtransport von abgetragenen Materialien an der Bearbeitungsstelle, z.B. Späne.

Weitere Aufgaben von Kühlschmierstoffen sind der Schutz von Maschine, Werkzeug und Werkstück vor Korrosion, sowie der Schutz vor Ablagerungen durch ein gutes Netz- und Spülvermögen. Der Kühlschmierstoff sorgt außerdem für einen ausreichenden Schutz der Maschine vor Verschmutzung und mikrobiologischer Belastung.

Nichtwassermischbare und wassermischbare Kühlschmierstoffe – Worin besteht der Unterschied?

Kühlschmierstoffe werden nach ihren unterschiedlichen Wasseranteilen kategorisiert. Im Allgemeinen werden wassermischbare von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen unterschieden. Während nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe einen hohen Anteil an legierten oder unlegierten Ölen aufweisen und pur zum Einsatz kommen, bestehen wassermischbare Kühlschmierstoffe oft zu mehr als 90 % aus Wasser.

Aufgrund dieser unterschiedlichen Zusammensetzungen sind die beiden Arten von Kühlschmierstoffen in verschiedenen Konzentrationen erhältlich. Nichtwassermischbare Kühlschmiermittel können meist als gebrauchsfertiges Produkt erworben werden. Dagegen stehen die wassermischbaren Kühlschmierstoffe in der Regel als Konzentrate zur Verfügung, die vor Gebrauch erst mit Wasser in der richtigen Reihenfolge und im richtigen Verhältnis angemischt werden müssen. Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe werden vor allem bei spanabhebenden Bearbeitungsverfahren mit hohen Geschwindigkeiten eingesetzt, bei denen eine besonders gute Schmierwirkung gefordert ist. Auch bei der spanlosen Metallbearbeitung finden sie oft Anwendung. Wassermischbare Kühlschmierstoffe sind aufgrund ihrer überlegenen Kühlwirkung in der Metallbearbeitung häufiger im Einsatz als nichtwassermischbare Schneidöle.

Kühlschmierstofflösung oder -emulsion?

Beim Kauf von wassermischbaren Kühlschmierstoffen stehen Kühlschmiermittellösungen und -emulsionen zur Wahl. An dieser Stelle wird noch einmal eine genaue Unterscheidung vorgenommen.

Kühlschmiermittelemulsionen bestehen, wie fast alle wassergemischten Kühlschmierstoffe, aus den Basisflüssigkeiten Öl und Wasser. Sie werden zusätzlich mit Emulgatoren und Additiven versetzt. Diese additiven Zusatzstoffe verleihen der Emulsion verschiedene Eigenschaften, genaustens zugeschnitten auf deren jeweilige Einsatzbereiche.

Das Konzentrat der Kühlschmierstofflösungen hingegen ist meist mineralölfrei. Die Produkte sind oft synthetischer Natur. Mitunter werden hierbei Polymere oder Salze im Wasser gelöst, ohne dass zusätzliche Emulgatoren zur einheitlichen Verteilung benötigt werden. Kühlschmierstofflösungen kommen häufig beim Schleifen zum Einsatz, da die Lösungen transparent sind und deshalb gute Sicht auf das Schleifbild zulassen.

Das Gute an wassermischbaren Kühlschmierstoffen ist…

Wassermischbare Kühlschmierstoffe besitzen dank ihres hohen Wasseranteils viele von dessen positiven physikalischen Eigenschaften. Allen voran ist die sehr gute Kühlwirkung des Wassers zu nennen. Diesem wird mit dem Öl viel mehr als nur eine schmierende Komponente zugesetzt. Im Konzentrat sind u.a. Emulgatoren, Korrosionsschutzadditive und biologisch stabilisierende Additive gelöst, welche der Emulsion ihre gewünschten Eigenschaften verleihen und für Stabilität sorgen. Durch die Lieferung als Konzentrat kann der wassermischbare Kühlschmierstoff in genau der gewünschten und benötigten Menge angesetzt werden. Dabei ist die Mischung recht sparsam, da in der Regel weniger als 10 % Konzentrat darin enthalten sind.

Als Verbindung zwischen Kühl- und Schmiermitteln tragen wassermischbare Kühlschmierstoffe erheblich zur Prozessstabilität und Reduzierung des Wartungsaufwands bei. Kühlschmierstoffemulsionen überzeugen Anwender darüber hinaus mit ihrer einfachen und sparsamen Anwendung, ihren verhältnismäßig überschaubaren Kosten und aus Gründen des Arbeitsschutzes.

Mögliche Probleme bei der Verwendung von wassermischbaren Kühlschmierstoffen

Der hohe Wasseranteil der Emulsionen aus wassermischbaren Kühlschmierstoffe bringt auch Nachteile mit sich: Ein geringer Ölanteil von ca. fünf bis acht Prozent verleiht diesen Kühlschmierstoffen nur eine geringe Schmierwirkung und Schnittflächen können weniger gut benetzt werden.

Das größte Risiko in Verbindung mit dem Einsatz von wassergemischten Kühlschmierstoffen ist ihre Anfälligkeit für die Belastung mit Mikroorganismen. Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe sind davon nur sehr selten betroffen. Dagegen kommt es besonders in wassermischbaren Kühlschmiermittelemulsionen gehäuft zur Vermehrung von Pilzen, Bakterien oder Hefen. Diese vermehren sich, wenn der Kühlschmierstoff nicht entsprechend sorgsam behandelt und gepflegt wird.

Nicht nur die fertige Emulsion in den Maschinen, sondern auch das Konzentrat selbst ist bei falscher Lagerung davon gefährdet. Von Keimbefall betroffene Kühlschmierstoffe können nach Hautkontakt schwere gesundheitliche Beschwerden verursachen. Aber auch für Werkstück, Werkzeug und Maschine stellt ein mikrobiell stark belasteter Kühlschmierstoff ein Problem dar, da Verfärbungen der bearbeiteten Teile, kürzere Werkzeugstandzeiten und Korrosion die Folge sein können.

Durch eine ordnungsgemäße Verwendung, Lagerung und Pflege des Kühlschmierstoffes sind jedoch Gesundheitsrisiken und die Wahrscheinlichkeit eines Keimbefalls minimierbar. Kühlschmierstoffe jeder Art sollten frostfrei und fern von direkter Sonnen- und Wärmeeinstrahlung gelagert werden.

Im Bedarfsfall können der gebrauchten Emulsion Biozide oder andere stabilisierende Additive beigefügt werden. Somit kann die Standzeit der Emulsion verlängert und die Bearbeitungsergebnisse sowie der Arbeitsschutz verbessert werden.

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Einmal den richtigen Kühlschmierstoff gewählt, ist es möglich, Zeit und Kosten zu sparen und langfristig sehr gute Zerspanungsergebnisse zu erzielen. Mit der richtigen Lagerung sind die Mittel gut zwei Jahre haltbar. Ein Kühlschmierstoff, wie das KADESOL BAF 500, das Sie auch in unserem Online Shop finden, ist äußert ergiebig, da das Mittel selbst konzentriert werden kann. Dabei ist es bei diesem Kühlschmiermittel auch möglich, sowohl mit hartem als auch mit weichem Ansatzwasser arbeiten.

Bei weiteren Fragen zum Thema Kühlschmierstoff können Sie uns gerne kontaktieren.