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| Kühlschmierstoffe Die VDI-Richtlinie unterteilt in nichtwassermischbare und wassermischbare Kühlschmierstoffe. Die wassermischbaren Kühlschmierstoffe werden noch einmal in Kühlschmierstoff-Emulsionen und Kühlschmierstoff-Lösungen unterschieden.
Vorteile beim Schleifen mit Oel Während beim konventionellen Schleifen vielfach Kühlschmierstoff-Lösungen und -Emulsionen - vor allem zur Kühlung des Prozesses - verwendet werden, kommen mit steigenden Schleifgeschwindigkeiten und Zerspanleistungen überwiegend Kühlschmierstoffe (KSS) mit ausgeprägten reibungsmindernden Eigenschaften. Dadurch ergeben sich erhebliche Vorteile. Mit
dem Einsatz von Öl gegenüber wassermischbaren Kühlschmierstoffen
verdoppelt oder verdreifacht sich das Zeitspanvolumen - die Arbeitsprozesse
verkürzen sich. bei einem gleich großen Zeitspanvolumen
sinkt daher der Leistungsbedarf der Maschine um ca. 60%. diese
Aussage
gilt für alle Werkstücke aus Stahl oder
Relativer
Leistungsbedarf in Abhängigkeit des verwendeten
Bei Hartmetallbearbeitung mit Diamantscheiben ist nur eine geringe Leistungssteigerung möglich, da die Schleifgeschwindigkeit aus Temperaturgründen nicht über 30m/sec gesteigert werden kann. Bei Temperaturen 750° zerfällt der Diamant in sein Kohlenstoffgitter. Seine größte Wirkhärte erreicht der Diamant bereits bei ca. 25m/sec. Nur bei Punktberührung und Diamantscheibendurchmessern von 400mm ist eine Schleifgeschwindigkeit von bis zu 140m/sec möglich. Messungen der effektiven Tangentialkraft zeigen ebenfalls, dass die höchste Tangentialkraft beim Trockenschliff und die geringste Tangentialkraft mit einem hochlegierten Schleiföl erreicht wird.
Effektive
Tangentialkraft F und Normalkraft F in Abhänigkeit des
Vorteile beim Schleifen mit Öl
Maschinenkapselung Bevor in eine Schleifmaschine Öl eingefüllt werden darf, muss zuerst überprüft werden, ob die Maschine gekapselt ist. Die Kapselung verhindert den unkontrollierten Austritt des Öls. Bei neuen Schleifmaschinen ist die Vollkapselung selbstverständlich. Kühlmittelzuführung Die Schleifscheibe und das Werkstück sollen zur Ausschaltung der Verpuffungsgefahr sehr gut mit Kühlschmierstoff überstült werden. Kühlmittelkontrolle Ein
Strömungswächter muss bei Kühlmittelausfall die
Maschine sofort abschalten. ein zusätzlicher
Aufbau von Schleifölen Prinzipiell
bestehen Schleiföle immer aus einer geeigneten Basisflüssigkeit,
der je nach Einsatzzweck und Anforderungen unterschiedliche Wirkstoffe
(Additive) zugegeben werden. Diese Basisflüssigkeiten können
entweder durch Destillation und Raffination von Erdöl hergestellt
werden oder synthetisch aus Gasen im
Herstellung von Kohlenwasserstoffverbindungen
Additive Friction Modifier Reibungsverringerer (Friction Modifier) lagern sich an Metalloberflächen ab und verringern die Reibung zwischen ihnen. Neben den bereits als Basisflüssigkeiten beschriebenen Carbonsäureestern und Fettalkoholen kommen Carbonsäuren, Amin- und Amidverbindungen zum Einsatz. Anti-Wear-Additive Verschleisschutzwirkstoffe (Anti-Wear-Additive) bilden durch Reaktion mit Metalloberflächen plastisch deformierbare Schichten, welche den Verschleiß zwischen den tribologisch beanspruchten Reibpartnern vermindern. Sie werden unterteilt in aschegebende und aschefreie Produkte. Antioxidaten Die Alterung von Schmierstoffen wird vor allem durch den Kontaktmit Luftsauerstoff verursacht. Besonders Kühlschmierstoffe für Hochgeschwindigkeits- Schleifoperationen sind meist einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Als negative Effekte dieser Oxidation ist ein Anstieg von sauren Bestandteilen und somit eine steigende Aggressivität gegenüber Lacken, Elastomeren und Metallen zu beobachten. Auch können gealterte Kühlschmierstoffbestandteile Verharzungen verursachen und einen unangenehmen Geruch bewirken.
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Aufgaben und Zweck von Kühlschmierstoffen Unter den spanenden Bearbeitungsverfahren findet man kaum eines, das hinsichtlich der Anzahl von Einflussgrößen und ihrer Zusammenhänge vergleichbar ist mit dem Schleifen. Schon der dem Schleifen aufgeprägte Begriff „Zerspanung mit undefinierter Schneide“ lässt ahnen, was damit ausgedrückt werden sollte. Jede Änderung nur eines der unten aufgeführten Parameter kann empfindliche Störungen des gesamten Schleifprozesses nach sich ziehen.
Geringer Schleifscheibenverschleiß Mit
Öl leben die teuren Schleifscheiben bis zu fünfmal länger.
Die Abrichtscheiben verlängern sich beachtlich. Dies gilt
sowohl für Korund-, CBN- und Diamantscheiben. Der ganze Schleifprozess
bekommt eine höhere Produktionssicherheit, eine bessere Wiederholgenauigkeit
und durch die längeren Abrichtzyklen wird teures Scheibenmaterial Verbesserung der Werkstückqualität Mit Öl verbessert sich die Oberflächenqualität der Werkstücke. Die geringe Abschreckwirkung von Öl führt zu weniger Gefügebeeinflussung (Keine Haarrisse). Es wird damit eine nahezu 100-prozentige Produktionssicherheit bei der Herstellung von Hartmetallwerkzeugen erreicht. Die Beschichtungen von Hartmetallen leben länger und platzen nicht ab. Kobaltauswaschungen gibt es beim Öleinsatz nicht.
Relative
Scheibenstandzeit in Abhängigkeit des verwendeten
Öl schmiert zusätzlich alle Maschinenelemente und greift Führungsbahnen nicht an. Es gewährt einen optimalen Rostschutz. Beim Einsatz von Öl sieht eine Schleifmaschine nach vielen Jahren noch sehr gut aus. Es gibt keine Lack- und Korrosionsschäden. beim Schleifen von Hartmetallen entsteht keine „schwarze Schicht“, die zum Ausfall der Maschine führen kann. Öl garantiert ständige Einsatzbereitschaft der Maschine und reduziert Stillstandszeiten. Gesundheitliche Gesichtspunkte Öle
enthalten keine Biozide. sie werden von Bakterien, Pilzen und
Hefen nicht angegriffen.
Voraussetzungen für das Schleifen mit Öl
Absaugung Zusätzlich
sollte die Maschine mit einer Absaugeinrichtung versehen sein,
um Öldämpfe, Ölbeständigkeit Alle Schlauchleitungen, Kabel und Dichtungensowie Endschalter aus Kunststoffen, Elastomeren oder Gummi müssen oelbeständig sein. Kühlschmierstoffmenge Aufgrund der geringen Wärmekapazität von Öl gegenüber wassermischbaren Kühlschmierstoffen sollte die Umlaufmenge verdoppelt werden. Be gleicher Umlaufmenge empfiehlt sich der Einbau eines Kühlaggregates. Feuerlöscheinrichtungen Öl ist brennbar! Jede Maschine muss daher mit einer automatischen Feuerlöscheinrichtung ausgerüstet sein. Explosionsklappen An
der Oberseite der Maschinen müssen Explosionsklappen angebracht
werden, um für den
Basisflüssigkeiten Mineralölraffinate Die
direkt aus Erdöl gewonnenen Mineralölraffinate bilden
zur Zeit noch den Hauptanteil der verwendeten Kohlenwasserstoff-Basisflüssigkeiten.
Diese bestehen aus einem
Mineraloelraffinate
können mit Wasserstoff zu den sogenannten Hydrocrackoelen
veredelt werden. Die so hergestellten Produkte zeichnen sich im
Vergleich zu Mineraloelraffinaten durch einen höheren Viskositätsindex
aus. Ein weiterer Vorteil der Hydrocrackoele liegt in ihrer geringeren
Verdampfungs- und Verneblungsneigung aufgrund der homogeneren
Molekülgrößenverteilung. Beim Einsatz dieser Produkte
kann die Kohlenwasserstoffemission am Arbeitsplatz reduziert werden. Esteröle Neben
den Kohlenwasserstoffen werden auch Carbonsäureester als
Basisflüssigkeiten für Die Oxidationsstabilität von Schmierstoffen auf der Basis synthetischer Ester ist bei geeigneter Auswahl wesentlich besser, da hier gesättigte Produkte von hohem Reinheitsgrad verfügbar sind. Sie können daher auch zur Formulierung von Kühlschmierstoffen für eine Umlaufkühlung verwendet werden. Allerdings sind diese Verbindungen oft nicht mehr so gut biologisch abbaubar. auch die Stabilität gegen Hydrolyse (in Gegenwart von Wasser spaltet sich der ester in Alkohol und Säure) kann durch die Verwendung sterisch gehinderter synthetischer Ester verbessert werden. Ein
generelles Problem der Schmierstoffe auf Esterbasis ist Ihre geringere
Verträglichkeit mit Elastomeren und Lacken. Besonders die
niedrigviskosen Ester, die aufgrund ihres guten Spülvermögens
als Basisflüssigkeiten für Schleiföle verwendet
werden, verhalten sich vielen Dichtungs- und Isoliermaterialien
gegenüber agressiv. Polyalphaoelfine (PAO) Polyalphaolefine
sind synthetisch hergestellte Schmierstoffe mit exzellenten Eigenschaften.
EP-Additive Fressschutzwirkstoffe
(Extreme-Pressure-Additive) bilden durch Reaktion mit Metalloberflächen
Verbindungen mit geringerer Scherfestigkeit und verhindern so
Mikroverschweisungen zwischen den Metalloberflächen bei hohem
Druck und hohen Temperaturen. Der Übergang zwischen AWund
EP-Additiven ist fliesend; auch hier werden Dabei
wird unterschieden zwischen geschwefelten Kohlenwasserstoffen
(Polysulfide) und mit Schwefel umgesetzen Carbonsäureestern.
Beide Typen lagern sich an die Metalloberfläche an und zersetzen
sich bei höheren Temperaturen. die sogenannten aktiven Schwefeladditive
reagieren hier früher als die inaktiven Sorten. Der dadurch
freiwerdende Schwefel bildet mit dem Metall Sulfide, welche eine
deutlich geringere Scherfestigkeit als das Metall selbst besitzen.
Dieser Effekt bewirkt eine bessere Zerspanbarkeit des Werkstoffes
und verhindert Die bis vor einigen Jahren vielfach eingesetzten chlororganischen Verbindungen (Chlorparaffine) sind aus ökologischer und toxikologischer Sicht unbedenklich und werden heute weitgehend durch Schwefelverbindungen ersetzt. Antinebeladditive Um eine übermäßige Nebelbildung zu verhindern, werden den Produkten öllösliche kettenförmige Polymerverbindungen zugesetzt, die einer zu feinen Verteilung des Ölnebels entgegenwirken. |
