Kühlschmierstoffe
Schmierstoffwissen
Grundlagen Kühlschmierstoffe
Allgemein
Kühlschmierstoffe (abgekürzt KSS) sind in der heutigen Technologie der
Metallbe- und -verarbeitung zu einem unersetzlichen Hilfsstoff geworden.
Anwendungsgebiete sind die spanende Metallbearbeitung, wie z. B. das
Drehen, Fräsen, Sägen, Bohren und Schleifen sowie die Kaltumformung wie
z. B. Stanzen, Pressen, Tiefziehen und Drahtziehen.
Die hohen technischen Anforderungen an den Kühlschmierstoff können von
den Basisstoffen Mineralöl oder Wasser allein nicht erfüllt werden. Daher
setzt man dem Schmiermittel je nach Anwendungsfall eine Vielzahl chemischer
Zusätze (sogenannte Additive) zu.
Die stoffliche Vielfalt der Additive ist ausgesprochen hoch. Eine Aufstellung
aller bekannten Zusätze in KSS umfasst mehr als 300 Substanzen.
Arten von Kühlschmierstoffen
Kühlschmierstoffe sind keine einheitlichen Flüssigkeiten.
Sie können wie folgt eingeteilt werden:
• nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe,
wie z. B. Schneid-, Bohr- und Honöle.
• wassermischbare Kühlschmierstoffe (Konzentrate),
die sich nochmals in wasserlösliche Kühlschmierstoffe
wie z.B. Lösungen zum Schleifen
und emulgierbare Kühlschmierstoffe unterteilen
wie z.B. Öl-Wasser-Emulsionen zum Bohren, Drehen, Fräsen und Schleifen.
mit Wasser gemischter KSS (wassermischbarer KSS im
Anwendungszustand; enthält ca. 5 % Kühlschmierstoffkonzentrat)
Aufgaben Kühlschmierstoffe
- Kühlen
- Schmieren
- Reinigen
- Spülen
- Minderung von Korrosion
Zielsetzung Kühlschmierstoffe
Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit
Erhöhung der Oberflächengüte
Schonung der WerkzeugeSenkung der Betriebskosten
Zusammensetzung
Um den hohen technischen Anforderungen gerecht zu werden, beinhalten
die Kühlschmierstoffe als Primärstoffe neben den Basisstoffen (Mineralöle
u.a.) eine Vielzahl verschiedener Zusätze (Additive).
Die Additive sind in folgende Substanz-Gruppen unterteilbar:
• Polare Zusätze
• Hochdruckzusätze
• Korrosionshemmer
• Antinebelzusätze
• Alterungsschutzmittel
und zusätzlich bei wassermischbaren KSS:
• Entschäumer
• Biozide (Konservierungsmittel)
• Emulgatoren
• Farbstoffe.
Überwachung wassergemischter KSS
Die TRGS 611 schreibt verbindlich eine regelmäßige Überwachung von Nitrit Gehalt, pH-Wert und Temperatur vor. Werden die angegebenen Nitrit-Grenzkonzentrationen überschritten, können kostenintensive Nitrosamin-Analysen im KSS sowie in der Luft am Arbeitsplatz die Folge sein.
Die Bestimmung der Gebrauchskonzentration ist darüber hinaus nicht zuletzt
aus wirtschaftlichen Gründen (es wird oft „überkonzentriert“) anzuraten.Zu hohe Konzentrationen haben stark hautreizende Wirkungen und führen
zu Hauterkrankungen.
Um ein übermäßiges Bakterienwachstum zu verhindern, haben gebrauchsfertige Emulsionen und Lösungen einen (alkalischen) pH-Wert zumeist zwischen 8 und 9,5. Als verantwortbarer Kompromiss sollte ein pH-Wertbereich 8 < pH ≤ 9,5 eingehalten werden; bei pH > 9,5 besteht verstärkt die Gefahr von Hautreizungen. Gemäß TRGS 611 ist ein andauernder Abfall von mehr als 0,5 pH-Punkten zu vermeiden.
Bei Überschreiten von 20 mg/l Anzeige Nitrit muss entweder der KSS gewechselt werden, ein Teilaustausch erfolgen oder ein geeigneter (geprüfter) Inhibitor zugesetzt werden. Bei einem vollständigen Austausch ist das KSS-Umlaufsystem gründlich zu säubern. Erfolgt weder ein Austausch noch der Zusatz nachweislich geprüfter inhibierender Stoffe, muss eine Nitrosamin-Bestimmung (NDELA) im eingesetzten KSS sowie in der Luft am Arbeitsplatz erfolgen.
4. Bestimmung der Temperatur. Erhöhte Temperaturen können die Bildung von Nitrosaminen sowie ein Bakterienwachstum begünstigen. Die vorgegebenen anwendungstechnisch bedingten Grenztemperaturen (KSS-Lieferant befragen) sind unbedingt einzuhalten; z.B. 40 °C bei Zerspanungsoperationen und 60 °C beim Warmwalzen von Aluminium.
Kontrolle an Einzelmaschinen
Die Kontrolle einer größeren Anzahl Einzel befüllter Maschinen kann auch durch Stichprobenmessungen erfolgen. Bei Maschinen in denen der gleiche KSS eingesetzt wird und die unter etwa gleichen oder ähnlichen Bearbeitungs- und Einsatzbedingungen laufen, können Stichprobenmessungen von einer repräsentativen Maschine zur Erfüllung der vorgenannten Messverpflichtung akzeptiert werden. Bei der Stichprobenauswahl ist sicherzustellen, dass die jeweils unter den schwierigsten Bedingungen betriebenen Einzelmaschinen miterfasst sind (s. auch TRGS 611).Dokumentation
Um Veränderungen im eingesetzten KSS erkennen zu können, sind die Ergebnisse der Kontrollmessungen in einem Wartungsbuch schriftlich niederzulegen. Hierin sollte auch das Datum des letzten KSS-Wechsels und der Maschinenreinigung dokumentiert sein.Zur Durchführung der KSS-Pflege und -Wartung empfiehlt es sich, den jeweiligen Maschinenführer zu bestimmen und verantwortlich zu machen. In größeren Betrieben sollte ein sachkundiger „Kühlschmierstoffbeauftragter“ als kompetenter Ansprechpartner ernannt werden.