Bei der Verarbeitung von Metallen wird mit starkem Druck, viel Reibung und hohen Temperaturen gearbeitet. Für das Werkzeug ist das eine Herausforderung und der Werkstoff selbst kann dadurch unbrauchbar werden. Um Reibungs-, Druck- und Temperaturentwicklung zu minimieren, werden Kühlschmierstoffe eingesetzt.
Hierbei handelt es sich um einen chemischen und physischen Puffer zwischen Werkzeug und Werkstoff. Je nach dem zu bearbeiteten Metall und der Arbeitstechnik weisen Kühlschmierstoffe unterschiedliche Eigenschaften und Zusammensetzungen auf. Auf kluthe.com/produkte/kuehlschmierstoffe/ findet sich eine umfassende Übersicht.
Wassermischbare Kühlschmierstoffe für eine bessere Ableitung der Wärme
Die Basis besteht bei einem wassermischbaren Kühlschmierstoff aus Mineralöl und einem Emulgator. Das Öl verringert beim Arbeitsvorgang die Reibung. Der Emulgator sorgt dafür, dass es im Wasser „gelöst“ werden kann, da Öl diese Eigenschaft eigentlich nicht hat. Weitere Stoffe, sogenannte Additive werden der Mischung zugegeben.
Das sind oft Stoffe, die die Schaumbildung hemmen aber auch Mittel, die einer Korrosion entgegenwirken. Wassermischbare Kühlschmierstoffe haben die Eigenschaft, die durch Druck und Reibung entstehende Wärme sehr gut abzuleiten. Im Vergleich schmieren Sie aber nicht so gut wie andere Mischungen. Verwendet werden sie für:
- den Motoren- und Getriebebau
- das Bandschleifen
- das Drehen
- das Tiefbohren
- das Fräsen
Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe für eine bessere Arbeitssicherheit
Als besonders robust gelten Kühlschmierstoffe, die nichtwassermischbar sind. Es handelt sich um Öle. Häufig ist es das aus Erdgas gewonnene GTL-Öl. Es hat einen hohen Flammpunkt und lässt sich nicht so leicht zerstäuben, weshalb es als sehr sicher gilt. Es werden Additive hinzugefügt, um zum Beispiel die Haftung an den zu schützenden Oberflächen zu erhöhen. Im Vergleich sind nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe weniger für eine Ausleitung großer Mengen Wärmeenergie geeignet. Dafür Schmieren sie besser. Folgende Einsatzgebiete gibt es:
- Bohren
- Gewindeschneiden
- Profil- und Nutschleifen
- Verzahnungsschleifen
- Power-Honen
Wasserlösliche, ölfreie Kühlschmierstoffe reduzieren den Verbrauch und sind vergleichsweise sicher
Als Alternative zu den zuvor genannten Varianten gibt es auch wasserlösliche Kühlschmierstoffe, die gänzlich auf Öl verzichten. Sie sollen die Facharbeiter schonen, da sie bei der Verarbeitung keine Dämpfe oder Nebel erzeugen. Sie sind oft umgänglicher, da sie häufig zusammen mit gewöhnlichem Stadtwasser verwendet werden können.
Einige Produkte dieses Typs können in geringeren Mengen bei gleicher Wirkung verwendet werden. Hierdurch wird nicht nur Kühlschmierstoff gespart sondern auch Wasser. Anwendung finden die wasserlöslichen Kühlschmierstoffe unter anderem beim:
- Walzfräsen
- Sägen
- Tiefbohren
- Flachschleifen
- Verzahnungsschleifen
Die gesundheitlichen Bedenken bei der Verwendung gängiger Kühlschmierstoffe
Vor allem bei den Kühlschmierstoffen, die mit Wasser verwendet werden, besteht bei längerer Lagerung im angemischten Zustand die Gefahr von Bakterien- und Pilzwachstum. Das kann sogar bis zur Verstopfung von Zulaufschläuchen durch Pilzfäden führen. Die Benutzung von Mischungen, die schon länger in Gebrauch sind, erhöht die Gefahr von Wundinfektionen. Mineralöl kann, im Gegensatz zu GTL-Öl, vermehrt Tröpfchen in der Luft bilden. Dies ist gesundheitsschädlich. Aus diesem Grund sind bei Arbeiten mit diesen Stoffen immerzu die nötigen Sicherheitsvorkehrungen zu beachten.
Nach dem Gebrauch: Kühlschmierstoffe müssen gesondert entsorgt werden
Gebrauchte Kühlschmierstoffe bergen nicht nur für Facharbeiter eine gesundheitliche Gefahr. Auch können sie Umweltschäden verursachen, wenn sie zum Beispiel ins Grundwasser gelangen. Daher muss die Entsorgung über einen qualifizierten Fachbetrieb sichergestellt werden.
Um die Umweltschädlichkeit der Kühlschmierstoffe zu vermindern, arbeiten die Hersteller stetig daran, verträglichere Alternativen zu finden. So gibt es mittlerweile Lösungen, die nur noch als schwach wassergefährdend gelten (WGK1). Gängigerweise werden Kühlschmierstoffe jedoch als deutlich wassergefährdend (WGK2) oder stark wassergefährdend (WGK3) eingestuft.
Das Fazit zum Thema
Kühlschmierstoffe sind wichtige Hilfsmittel bei der Verarbeitung von Metallen. Sie reduzieren nicht nur die Belastung für das Werkzeug, sondern verbessern auch die Widerstandsfähigkeit des Werkstoffes. Bei ordnungsgemäßem Umgang und unter den notwendigen Sicherheitsvorkehrungen sind sie sicher. Der Umweltaspekt treibt Unternehmen dazu, weiter an umweltverträglichen Alternativen zu forschen.
