DE102008011781A1

DE102008011781A1 - Niedrigviskos bis hochviskos eingestellte wasserbasierte Schmierstoffzusammensetzung

Info

Publication number: DE102008011781A1
Application number: DE102008011781A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. Dwuletzki; Manfred Müller; Peter Dr.-Ing. Eisner; Andreas Dipl.-Ing. Malberg
Original assignee: CARL BECHEM GmbH
Current assignee: CARL BECHEM GmbH
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-03
Also published as: BRPI0908001A2; WO2009106359A1; DE202009018507U1; EP2250244A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine niedrigviskos bis hochviskos eingestellte wasserbasierte Schmierstoffzusammensetzung mit einem mittleren Wassergehalt von > 80 Gew.-%, die Polymere enthält.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Tribologie, speziell den Aufbau und die Verwendungsmöglichkeiten von Schmierstoffen vorwiegend für die spanende Metallbearbeitung und zum Hochleistungsschleifen.
Die DIN 51 502 und speziell die DIN 51 385 definieren allgemein Schmierstoffe und speziell Kühlschmierstoffe für die Metallbearbeitung:
Schmierstoff: Ein flüssiges, plastisch-festes, festes oder gasförmiges Medium, das die Aufgabe hat, bei gleitendem oder rollendem Kontakt zweier sich aufeinander bewegender Punkte, Linien oder Flächen Reibung und Verschleiß zu mindern. Nach DIN 51 502 werden die Schmierstoffe in verschiedene stofflich unterscheidbare Gruppen eingeteilt.
Kühlschmierstoff: Gemäß dieser Einteilung werden Kühlschmierstoffe als Öle S aufgelistet. Die DIN 51 385 definiert diejenigen Stoffe als Kühlschmierstoffe, die zum Kühlen und Schmieren beim Trennen und teilweise beim Umformen von Werkstoffen, insbesondere von Metallen benutzt werden.
In der Gruppe der Kühlschmierstoffe werden beschrieben die sog. wassermischbaren Kühlschmierstoffe (genannt Konzentrate), die vor der Anwendung mit Wasser gemischt werden und die Gruppe der sog. nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffe, die unverdünnt eingesetzt werden.
Die nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffe werden überwiegend aus Mineralölen oder Esterölen hergestellt, besitzen eine artgerechte, für die Verwendung als Schmierstoff zur Metallbearbeitung spezifische Viskosität, die üblicherweise zwischen V₄₀ ≤ 3 und 1.000 mm²/s bei 40°C liegt. Wassermischbare Kühlschmierstoffe stellen in der anwendungsgemäßen wässrigen Verdünnung eine echte Lösung oder Emulsion mit der äußeren Phase Wasser dar. Diese wässrigen Verdünnungen weisen Viskositäten auf, die in Abhängigkeit der Konzentration des Konzentrates in Wasser Viskositäten von 0 < V40 ≤ 3 mm²/s bei 40°C ergeben.
Die spanende Metallbearbeitung wird in der DIN 8580 (Trennen) gegliedert u. a. in die Verfahren:

• Zerteilen: Mechanisches Trennen von Werkstoffen, ohne dass Späne entstehen (spanlos); nach Schuler „Handbuch der Umformtechnik, 1996": Zuordnung zum Fachgebiet „Umformen"
• Zerspanen

Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik werden Fluide, mit einer Anwendungsviskosität von V₄₀ > 3 mm²/s zur Metallzerspanung auf Basis von nichtwassermischbaren Grundflüssigkeiten wie Mineralöl und Ester verwendet. Aufgrund der thermodynamischen Daten dieser Fluide ist die technisch nutzbare Kühlwirkung begrenzt auf die Verwendung niedrigviskoser Flüssigkeiten.
Schleifen gehört als 3. Untergruppe der Fertigungsverfahren (Trennen) nach DIN 8580 zur Gruppe des Zerspanens mit geometrisch unbestimmter Schneide (DIN 8589 T0):
Urformen
Umformen
Trennen: u. a. Schleifen mit rotierendem Werkzeug
Fügen
Beschichten
Stoffeigenschaften ändern
Dieses Fertigungsverfahren wird immer dann angewandt, wenn hohe Oberflächengüten des Werkstücks gefordert sind oder aufgrund der Werkstoffbeschaffenheit andere Bearbeitungsverfahren nicht geeignet sind. Typische Beispiele hierfür liefern die Herstellung von Werkzeugen und Zahnräder für den Getriebebau.
Nahezu ausschließlich wird unter Verwendung von Kühlschmierstoffen nach DIN 51 385 geschliffen, deren Hauptaufgaben in der Kühlung des Prozesses, der Schmierung der Reibpartner und im Abtransportieren der Späne liegen.
Der Stand der Technik erlaubt bisher zur Zerspanung von Metallen und deren Legierungen nur die Verwendung von wässrigen, sehr gut kühlenden Kühlschmierstoffen bzw. nichtwässrigen, niedrig- bis mittel viskosen, gering kühlenden Kühlschmierstoffen.
Der Stand der Technik erlaubt bisher zur Zerspanung von Metallen und deren Legierungen nur die Verwendung von wässrigen, sehr gut kühlenden niedrigviskosen Kühlschmierstoffen bzw. nichtwässrigen, mittel- bis hoch viskosen, gering kühlenden Kühlschmierstoffen.
Beispiele, die den Stand der Technik beschreiben
Beispiel 1
Im Zuge der Herstellung von Zahnrädern für die Getriebefertigung gehören Finishprozesse wie Honen unter Verwendung von mineraölbasierten Kühlschmierstoffen mit einer Viskosität von V₄₀ ca. 10 mm²/s bei 40°C zur bisherigen Fertigungskette. Das frühzeitige Zusetzen der Honwerkzeuge, die aufwendige Reinigung der Zahnräder sowie die Temperaturentwicklung während des Prozesses bedeuten hohen Fertigungsaufwand neben den enormen Kosten für die Entfernung der Öldämpfe und -nebel, die Installation von Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen sowie die damit verbundenen Versicherungsaufwendungen.
Beispiel 2
Hochwertige Vollhartmetallwerkzeuge werden überwiegend durch Schleifbearbeitung mit Diamant oder CBN-Schleifwerkzeugen hergestellt. Die Verwendung von mineralöl- oder esterbasierten nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen beschreibt hierbei den Stand der Technik. Als Maßstab für die Leistungsfähigkeit dieses tribologischen Konzeptes kann das Zeitspanvolumen Q'w (mm³/mms) angesehen werden. Für den vorstehend beschriebenen Fertigungsablauf sind bisher Q'w von 3–7 mm³/mms in der Fertigung stabil realisiert worden.
Die derzeitige Kenntnis unter Anwendung des grundlegenden Standes der Technik lässt für die spanende Metallbearbeitung folgende Regel erkennen: Bearbeitungsverfahren, die überwiegend hohe Anforderungen an die Kühlfähigkeit des Schmierstoffs stellen, werden vorzugsweise mit wassergemischten Kühlschmierstoffen realisiert, während Bearbeitungsverfahren, die überwiegend hohe Anforderungen an die Schmierfähigkeit des Schmierstoffs stellen, vorzugsweise mit viskositätseingestellten nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen beherrscht werden.
Es existiert somit keine Möglichkeit im Zuge von zerspanenden Metallbearbeitungsoperationen, die Kühlfähigkeit von Wasser mit der viskositätsnotwendigen Schmierfähigkeit von nichtwassermischbaren Basisfluiden zu verbinden.
Die derzeitige Kenntnis unter Anwendung des grundlegenden Standes der Technik lässt für das Schleifen folgendes Prinzip erkennen: Da bei diesem Bearbeitungsverfahren sehr hohe Temperaturen auftreten können (bis zu ca. 1.000°C) werden höchste Anforderungen an die Kühlfähigkeit des Schmierstoffs gestellt, somit vorzugsweise wassergemischte Kühlschmierstoffe eingesetzt, deren Hauptnachteil in der meist zu geringen Schmierfähigkeit zu sehen ist. Dieser grundlegende Widerspruch zwischen Kühlung und Schmierung wird dem Stand der Technik entsprechend dadurch versucht zu lösen, dass vorzugsweise mit niedrig viskosen nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen geschliffen wird.
Es existiert somit keine Möglichkeit für Schleifprozesse, die Kühlfähigkeit von Wasser mit der viskositäts-notwendigen Schmierfähigkeit von nichtwassermischbaren Basisfluiden zu verbinden.
Ziel der Erfindung ist es, Schmierstoffe für die Metallbearbeitung zur Verfügung zu stellen, die mittels stabil eingestellter Viskosität die Kühlwirkung von Wasser nutzt, um thermisch anspruchsvolle Bearbeitungsvorgänge mit wassermischbaren Schmierstoffen zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine niedrigviskos bis hochviskos eingestellte wasserbasierte Schmierstoffzusammensetzung mit einem mittleren Wassergehalt von > 80% vor, die Polymere enthält.
Die Erfindung ermöglicht erstmalig Hochleistungswerkzeuge mit wasserbasierten Schmierstoffen schleiftechnisch so zu bearbeiten, dass deutlich höhere Leistungsdaten (ca. 30%) realisiert werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Verwendungen der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung sind in den Ansprüchen 2 bis 17 angegeben.
Mineralöl, als die üblicherweise eingesetzte Basisflüssigkeit von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen, stellt den Bezugspunkt für die Entwicklung der erfindungsgemäßen neuen Basisflüssigkeit dar. Tribologische Prüfsysteme wie z. B. Reichert-Reibverschleiß-Waage, Brugger-Verschleißprüfstand und Shell-Vier-Kugel-Apparat, erlauben die Differenzierung hinsichtlich der tribologischen Eigenschaften.
Ein Vergleich ist in Tabelle 1 angegeben. Überraschenderweise zeigen die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten bereits ohne jeglichen Zusatz von leistungsverbessernden Additiven eine deutliche bessere tribologische Leistung als Mineralöl und Wasser.
Der Einsatz von Schmierstoffen wird entscheidend mitbestimmt von seinen Fähigkeiten, u. a. die arbeitsmedizinische Belastung der Anwender zu minimieren, das Gefährdungspotential durch Brand und Explosion auszuschließen und geringste negative Auswirkung auf die Umwelt zu bieten.
Mineralöl- oder esterbasierte Kühlschmierstoffe belasten den Arbeitsplatz unvermeidlich mit Schmierstoffdämpfen und beaufschlagen die Werkstücke und das Umfeld mit gefährlichen Ölverschleppungen. Kühlschmierstoffe besitzen als Gefahrstoffe einen Luftgrenzwert, der als Summenwert aus Anteile des Dampfes und des Aerosols bestimmt wird. Als Leitsubstanz werden hier Kohlenwasserstoffe bestimmt.
Wenngleich die tribologische Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten nachgewiesen ist, zeigen diese überraschenderweise selbst bei extremer Verwirbelung im praktischen Einsatz (z. B. Schleifen) keinerlei Tendenz zur Vernebelung und Bildung von sicherheitsrelevanten rutschigen Belägen im Maschinenumfeld. Weithin besteht aufgrund der erfindungsgemäßen Zusammensetzung keinerlei Brand- und Explosionsgefahr. Aufgrund der völligen Mineralölfreiheit wird der Luftgrenzwert für Kühlschmierstoffe (10 mg/m³ Dampf und Aerosol) sicher eingehalten.
Für die betriebliche Praxis bedeuten diese Eigenschaften erhebliche Kosteneinsparungen, da weder spezielle Absaugungen noch Brandschutzanlagen nötig sind.
Wassergemischte Kühlschmierstoffe sind anfällig gegen mikrobiellen Befall durch Bakterien, Pilzen und Hefen. Um eine ökonomisch sinnvolle Gebrauchsdauer zu erzielen, müssen deshalb erhebliche Mengen an Bioziden (Bakterizide und Fungizide) zugegeben werden, die als wichtige Nebenwirkung u. a. allergische Reaktionen bei Menschen auslösen können.
Somit bestand eine weitere Aufgabe darin, einen wasserbasierten Schmierstoff zu entwickeln, der möglichst ohne Biozide weitgehende Bioresistenz aufweisen soll und in der betrieblichen Praxis somit nicht zu Geruchsbelästigung durch mikrobiellen Befall („Montagsgeruch”) führt.
Überraschenderweise zeigte sich, dass die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten eine außergewöhnliche biologische Stabilität aufweisen und bereits ohne den Zusatz von Bioziden zu langer Gebrauchsdauer fähig sind, ohne dass eine gravierende Veränderung der Eigenschaften wie z. B. der Viskosität deutlich wird.
In wässrigen Systemen, die mit metallischen Oberflächen im Kontakt stehen, besteht eine wesentliche Aufgabe darin, trotz des hohen Wassergehaltes der Arbeitsflüssigkeit, die vor Korrosion schützenden Inhaltsstoffe auf der Metalloberfläche so zu fixieren, dass ausreichender Korrosionsschutz gewährleistet ist. Die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten, denen wasserlösliche Korrosionsschutzkomponenten zugesetzt wurden, bilden einen flächendeckenden Film auf der Werkstückoberfläche, der überraschenderweise Korrosionsschutz bietet und dennoch leicht wieder abgewaschen werden kann.
Flüssigkeiten weisen eine substanzspezifische Viskosität auf, die durch Zugabe von speziellen Additiven anwendungsgerecht verändert werden kann; hierzu gehören vorwiegend Polymere (Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie; Römps Lexikon der Chemie sowie Dieter Klamann „Schmierstoffe und verwandte Produkte", Herstellung, Eigenschaften, Anwendung; Verlag Chemie, Weinheim, 1982; S. 84 ff).
Bekanntermaßen wirken diese auch als sog. Viskositäts-Index-(VI)-Verbesserer bezeichneten Polymere sehr effektiv in nichtwassermischbaren Flüssigkeiten, wie z. B. Mineralölen und Esterölen.
Bei Verwendung von Wasser als polare Flüssigkeit hingegen werden wasserlösliche Polymere, wie z. B. Zellulosederivate, Zucker, Zuckerderivate, Polyvinylpyrrolidon-Verbindungen erfolgreich eingesetzt.
Erfindungsgemäß können viskose, wässrige Fluide nur dann als Kühlschmierstoffe technisch verwendet werden, wenn weitere Anforderungen ebenfalls erfüllt werden, wie Korrosionsschutz gegenüber Eisen-, Aluminium- und Buntmetallen und ihren Legierungen, tribologische Wirksamkeit im Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück, Stabilität gegenüber mikrobieller Besiedlung, hohe Spül- und Netzwirkung zur Entfernung von Abrieb und Spänen aus der Zerspanungszone und Erfüllung aller Auflagen gemäß Europäischem Chemikalienrecht.
Durch das erfindungsgemäße Eintragen von Polymeren in Wasser werden Viskositäten von 2–46 mm²/s (40°C) erhalten, die die Einstellung der schmierstofftypischen ISO Viskositätsklassen nach ISO 3448 oder DIN 51 519 (ISO-Klassen von 2 bis 46) erlauben, wie in Tabelle 2 anschaulich gezeigt ist.
Je nach den verwendeten Mischungsverhältnissen und der Auswahl der geeigneten Additive können mit den erfindungsgemäßen Stoffgemischen alle üblichen ISO-Viskositätsklassen erzeugt werden. Überraschenderweise weisen die völlig wasserlöslichen Polymermischungen hohe Scherstabilität und Stabilität in Wasser auf und können unabhängig von der Temperatur hergestellt werden.
Die erfindungsgemäße Zugabe von Korrosionsschutz-, Schmierungs-, Verschleißschutzadditiven sowie Netzmitteln und Lösungsvermittlern sichert hierbei der viskosen Wasserlösung alle Eigenschaften zu, die zum Einsatz in der Metallbearbeitung nötig sind.
Die Polymere zur Einstellung der Viskosität des Wassers sind z. B.:

a) natürliche Polymere wie z. B. Polysaccharide des neutralen Scleroglucan-Typs mit Molgewichten von ca. 10⁵ Dalton (beispielsweise Biovis); anionische Polysaccharide mit Molgewichten größer 10⁶ Dalton vom Xanthan-Typ (beispielsweise NovoXan)
b) chemisch modifizierte Polymere auf Basis von Carboxymethylcellulosen, z. B. Natrium-Carboxymethylcellulose mit Viskositäten von 10–40.000 mPs als 2%-ige Lösung in Wasser (z. B. Walocel-Typen CRT) polyanionische Cellulose mit Viskositäten von 25–5000 mPs als 2%-ige Lösung in Wasser (z. B. Antisol FL-Typen); weiterhin Cellulose-Typen mit unterschiedlichen Substituenten wie DTKHV oder aH 75 (Handelsbezeichnungen)
c) synthetische Polymere wie der kationische Polyelektrolyt mit mittlerer Ladungsdichte (z. B. Zetag 7563 der Ciba-Geigy) und neutrale Polyvinylpyrrolidontypen mit Molgewichten von ca. 10⁵–10⁶ Dalton.

Die Menge der möglichen polymeren Verbindungen, die geeignet sind um die Viskosität des Wassers zu verändern ist sehr groß. Folgende Kriterien müssen erfüllt werden:

a) Völlige Wasserlöslichkeit bei den normalen Einsatztemperaturen von ca. 10–90°C
b) Hohe Wirksamkeit des Verdickungsvermögens, d. h. geringe Einsatzmengen
c) Schmierfähigkeit in Wasser in Brugger-, Reichert- und VKA-Prüfverfahren (s. oben)
d) Hohe mikrobielle Stabilität

Das vorgeschaltete Screening der potentiell geeigneten Rohstoffe führte zur Verwendung der Substanzgruppe der natürlichen Polysaccharide vom Xanthan- und Scleroglucan-Typ und der Carboxymethylcellulose-Derivate.
Die Zusatzmengen der erfindungsgemäß eingesetzten wasserlöslichen Polymere zur Einstellung der Viskosität von Wasser liegen im Bereich von 0,2 bis 5 Gew.-% der wässrigen Phase.
Zur Formulierung des erfindungsgemäßen einsatzfähigen Fluids zur Metallbearbeitung bedarf es des Zusatzes weiterer Komponenten und Additive; so können der erfindungsgemäßen Grundflüssigkeit insbesondere die folgenden weiteren Komponenten zugesetzt werden:
Korrosionsschutz-Additive bis zu 5%:

Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit mindestens C8-Kettenlänge mit Alkanolaminen wie Monoethanolamin, Triethanolamin, Diglykolamin, Isobutanolaminen oder Hydroxiden wie Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid

Schmierfähigkeitsverbesserer (Lubricity Improver) bis zu 3%:

Wasserlösliche Esterverbindungen und polymere Ethylenoxid (EO)- bzw. Ethylenoxid/Polypropylenoxid (EO/PO)-basierte Glykolverbindungen

Hochdruck-Additive bis zu 3%:

Hierbei handelt es sich um wasserlösliche Phosphorsäurepartialester, neutralisierte geschwefelte Fettsäuren und -ester.

Verschleißschutzadditive bis zu 3%:

Wasserlösliche Phosphorsäurederivate insbesondere neutralisierte Phosphorsäurepartialesterderivate

Netzmittel und Emulgatoren bis zu 5%:

Fettalkoholethoxylate mit mindestens 5 Mol EO (Ethylenoxid) und Ethanolether

Schwermetallinhibitoren bis zu 1%:

auf Basis wasserlöslicher Triazol- und Thiadiazol-Derivate

Additive zur Verbesserung der biologischen Stabilität bis zu 0,5%:

Formaldehydabspaltende Verbindungen, insbesondere Hexahydrotriazinverbindungen, Methylbisoxazolidinverbindungen; Heterocyclen, insbesondere Benzisothiazolinon-verbindungen, Natriumpyrithion und Isothiazolonverbindungen

Entschäumer bis zu 1%:

Modifizierte Siloxane oder Kieselsäurederivate

Beispiel 1
Die Herstellung eines Kühlschmierstoffs der ISO-Viskositätsklasse 5 mit der Viskosität 5 mm²/s bei 40°C erfolgt beispielhaft:
In 97% Wasser werden 1,2% Alkalisierungsmittel, z. B. Alkanolamin oder Alkalihydroxid mit 0,7% Korrosionsschutzsäuren versetzt und bis zur klaren Umsetzung gerührt (ca. 1 Stunde). Danach werden Netzmittel, Lösungsvermittler, Schwermetallinhibitoren zugesetzt und das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 0,6% Polymer (z. B. Antisol FL 30) auf die gewünschte Viskosität eingestellt.
Es resultiert eine klare, viskose Lösung mit einer mittleren Viskosität von 5,0 mm²/s bei 40°C und einem pH-Wert von 9,0–9,3.
Beispiel 2
Die Herstellung eines Kühlschmierstoffs der ISO-Viskositätsklasse 10 mit der Viskosität 10 mm²/s bei 40°C erfolgt beispielhaft:
In 96,5% Wasser werden 1,2% Alkalisierungsmittel, z. B. Alkanolamin oder Alkalihydroxid mit 0,7% Korrosionsschutzsäuren versetzt und bis zur klaren Umsetzung gerührt (ca. 1 Stunde). Danach werden Netzmittel, Lösungsvermittler, Schwermetallinhibitoren zugesetzt und das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 0,75% Polymer, z. B. Antisol FL 100 auf die gewünschte Viskosität eingestellt.
Es resultiert eine klare, viskose Lösung mit einer mittleren Viskosität von 10,0 mm²/s bei 40°C und einem pH-Wert von 9,0–9,3.
Beispiel 3
Die Herstellung eines Kühlschmierstoffs der ISO-Viskositätsklasse 46 mit der Viskosität 46 mm²/s bei 40°C erfolgt beispielhaft:
In 93% Wasser werden 2,4% Alkalisierungsmittel mit 1.4% Korrosionsschutzsäuren versetzt und bis zur klaren Umsetzung gerührt (ca. 1 Stunde). Danach werden Netzmittel, Lösungsvermittler, Schwermetallinhibitoren zugesetzt und das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 1,45% Polymer z. B. Walocel CRT 1000 auf die gewünschte Viskosität eingestellt.
Es resultiert eine klare, viskose Lösung mit einer mittleren Viskosität von 46,0 mm²/s bei 40°C und einem pH-Wert von 9,0–9,3.
Die neuartigen erfindungsgemäßen wasserbasierten, viskos eingestellten Kühlschmierstoffe erbringen in der betrieblichen Praxis deutlich höhere Leistungen in Hochleistungsschleifapplikationen verglichen zu sowohl konventionellen nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen als auch konventionellen wassergemischten Kühlschmierstoffen und erlauben erstmalig Zeitspanvolumina Q'w (mm³/mms) von ≥ 12 zu realisieren. Dieses bedeutet die Verdoppelung der Produktivität bei der Herstellung von Werkzeugen ausschließlich durch Einsatz des erfindungsgemäßen wasserbasierten Schmierstoffs.
Ein Beispiel ist die Herstellung von Vollhartmetallwerkzeugen z. B. durch Nutenschleifen; Vergleichskriterien sind das Zeitspanvolumen Q'w (mm³/mms), die Anzahl der Nuten bis zum Abrichten der Schleifscheibe und der Verschleiß der Schleifscheibe. Hierbei wurden Werte erzielt, die in Tabelle 3 aufgelistet sind.
Mit dem neuartigen polymeren Schmierstoff werden Werte erzielt, die bisher weder mit konventionellen nichtwassermischbaren noch mit wassergemischten Kühlschmierstoffen erreicht werden konnten.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern im Rahmen der gesamten Offenbarung vielfach variabel.
Alle offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 51 502 [0002]
- DIN 51 385 [0002]
- DIN 51 502 [0002]
- DIN 51 385 [0002]
- DIN 8580 [0005]
- Schuler „Handbuch der Umformtechnik, 1996”: Zuordnung zum Fachgebiet „Umformen” [0005]
- DIN 8580 [0007]
- DIN 8589 T0 [0007]
- DIN 51 385 [0009]
- Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie [0032]
- Römps Lexikon der Chemie [0032]
- Dieter Klamann „Schmierstoffe und verwandte Produkte”, Herstellung, Eigenschaften, Anwendung; Verlag Chemie, Weinheim, 1982; S. 84 ff [0032]
- ISO 3448 [0036]
- DIN 51 519 [0036]

Claims

Niedrigviskos bis hochviskos eingestellte wasserbasierte Schmierstoffzusammensetzung mit einem mittleren Wassergehalt von > 80 Gew.-%, dadurch gekennzeichnet, dass die völlig ölfreie Schmierstoffzusammensetzung tribologisch aktive, schmierwirksame, scherstabile Polymere wie z. B. Antisol FL- oder Walocel CRT-Typen enthält.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese wasserlösliche Korrosionsschutzkomponenten enthält.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlösliche Polymere im Bereich von 0,2 bis 15 Gew.-% der wässrigen Phase enthalten sind.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 5 Gew.-% Korrosionsschutzadditive enthalten sind, insbesondere auf Basis von neutralisierten Carbonsäuren mit mindestens C8-Kettenlänge vorzugsweise mit Alkanolaminen wie Monoethanolamin, Triethanolamin, Diglykolamin, Isobutanolamin, oder Hydroxiden wie Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, jeweils allein oder in Kombination.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlösliche Schmierfähigkeitsverbesserer bis zu 3 Gew.-% enthalten sind, insbesondere wasserlösliche Esterverbindungen und/oder polymere Ethylenoxid- oder Ethylenoxid/Polypropylenoxid-basierte Glykolverbindungen.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlösliche Hochdruck-Additive bis zu 3 Gew.-% enthalten sind, insbesondere wasserlösliche Phosphorsäurepartialester, neutralisierte geschwefelte Fettsäuren und/oder -ester.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlösliche Verschleißschutzadditive bis zu 3 Gew.-% enthalten sind, insbesondere Phosphorsäurederivate, vornehmlich neutralisierte Phosphorsäurepartialesterderivate.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Netzmittel und/oder Emulgatoren bis zu 5 Gew.-% enthalten sind, insbesondere Fettalkoholethoxylate mit mindestens 5 Mol Ethylenoxid und Ethanolether.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Schwermetallinhibitoren bis zu 1 Gew.-% enthalten sind, insbesondere solche auf Basis wasserlöslicher Benzotriazol- und/oder Benzothiadiazol-Derivate, wobei beim Schleifen von Hartmetallwerkstoffen die Auslösung von Schwermetallionen verhindert wird.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Additive zur Verbesserung der biologischen Stabilität bis zu 0,5 Gew.-% enthalten sind, insbesondere Formaldehydabspaltende Verbindungen, vornehmlich Hexahydrotriazinverbindungen, Methylbisoxazolidinverbindungen, und/oder Heterocyclen, insbesondere Benzisothiazolinon-Verbindungen, Natriumpyrithion und/oder Isothiazolonverbindungen.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Entschäumer bis zu 1 Gew.-% enthalten sind, insbesondere modifizierte Siloxane und/oder Kieselsäurederivate.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass deren Schmierfähigkeit in Brugger-Verschleißschutzprüfungen spezifische Flächenpressungen > 30 N/mm² und in Reichert-Verschleißschutzprüfungen Werte > 2000 N/cm² beträgt.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass deren kinematische Viskosität einen Bereich von 2 bis 1000 mm²/s bei 40°C abdeckt.
Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Bereich von bis zu 300°C nichtbrennbar ist.
Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als wasserbasierter Kühlschmierstoff für die spanende Metallverarbeitung.
Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Hydraulik-, Getriebe- und/oder Bohrflüssigkeit.
Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als wasserbasierte, viskose Kühlschmierstoffe für das Hochleistungsschleifen von Hartmetallwerkzeugen und Zahnrädern.