DE19703085A1 - Kühlschmierstoffemulsion - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen neuen Typ einer Kühlschmierstoffemulsion für die
spanabhebende Bearbeitung von Metallen sowie ein Verfahren zur Herstellung der
Emulsion.
Kühlschmierstoffe sind Zubereitungen/Gemische, die bei der Metallzerspanung und
bei der Metallumformung zum Kühlen und Schmieren der Werkzeuge verwendet
werden. Die wichtigsten Bearbeitungsverfahren unterscheiden sich durch die Art der
Bewegungen, die das bearbeitete Teil und Werkzeug ausführen, durch die
Geometrie der herzustellenden Teile und die Bearbeitungsparameter. Man
unterscheidet beispielsweise Fräsen, Drehen, Bohren und Schleifen als
spanabhebende Bearbeitungen sowie Walzen, Tiefziehen und Kaltfließpressen als
spanlose Umformungen.
Das gemeinsame Prinzip der spanabhebenden Metallbearbeitungsverfahren ist, daß
die Werkzeugschneide in das Material eingreift und dabei einen Span von der
Oberfläche abhebt, so daß eine neue Oberfläche entsteht. Für die Zerteilung des
Materials sind sehr hohe Drücke erforderlich. Durch die Verformung des Spans und
durch die auftretende Reibung unter dem Druck entsteht Wärme, die das Werkstück,
das Werkzeug und vor allem die Späne aufheizt.
Die erwünschte Wirkung des Einsatzes von Kühlschmierstoffen ist daher die
Senkung der Temperatur, die ansonsten in den Spänen z. B. bis auf 1000°C steigen
kann, und die bei den hergestellten Teilen Einfluß auf die Maßhaltigkeit hat. Eine
weitere Hauptaufgabe der Kühlschmierstoffe ist, die Standzeit der Werkzeuge zu
verbessern, die unter dem Einfluß hoher Temperatur schnell verschleißen. Durch
Verwendung eines Kühlschmierstoffes wird die Rauhigkeit der Oberflächen
vermindert, da der Schmierstoff Verschweißungen von Werkzeug und
Werkstückoberfläche verhindert und das Anhaften von Partikeln vermeidet. Darüber
hinaus übernimmt der Kühlschmierstoff die Aufgabe, die gebildeten Späne
abzutransportieren.
Mit der Neufassung der DIN 51385 Nr. 1 wurde eine eindeutige Benennung der
Kühlschmierstoffe geschaffen, wobei von nichtwassermischbaren,
wassermischbaren und von wassergemischten Kühlschmierstoffen die Rede ist.
Nach DIN 51385 wird unter den Begriffen "wassergemischt" der Endzustand des
fertigen Mediums (meistens Öl-in-Wasser-Emulsionen), unter "wassermischbar" je
doch der Zustand des Konzentrates verstanden.
Wassergemischte Kühlschmierstoffe werden beim Verwender hergestellt durch
Mischen eines Konzentrates des wassermischbaren Kühlschmierstoffs mit
Betriebswasser. In der Regel werden ca. 5%ige wäßrige Emulsionen hergestellt.
Vorteil dieses Kühlschmierstofftyps ist die gute Kühlwirkung, die auf den
thermischen Eigenschaften des Wassers beruht. Durch die gute Kühlwirkung ist es
möglich, sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeiten zu erreichen und damit die
Produktivität von Maschinen zu steigern. Die Schmierwirkung der
wassergemischten Kühlschmierstoffe reicht für die meisten Bearbeitungsverfahren
in der spanabhebenden Fertigung aus. Ein weiterer Vorteil sind die niedrigen
Kosten, die durch die mögliche Mischung des Konzentrates mit Wasser erreicht
werden. Nachteil von wassergemischten Kühlschmierstoffen ist, daß sie gegen
Fremdeinflüsse, insbesondere gegen den Befall durch Mikroorganismen
empfindlich sind und daher mehr Kontrolle und Pflege erfordern als nicht
wassermischbare Kühlschmierstoffe wie beispielsweise Schneidöle, Schleiföle und
Umformöle.
Die Tabelle zeigt eine Zusammenfassung der Anforderungen für wassermischbare
und wassergemischte Kühlschmierstoffe:
- - Kühl- und Schmierwirkung
- - Rostschutz
- - kein Angriff auf Nichteisen-Metalle
- - toxikologische Unbedenklichkeit insbesondere Hautverträglichkeit
- - keine Schaumbildung
- - kein Angriff auf Lacke und Dichtungen
- - Emulsionsstabilität
- - keine Verklebung oder Verharzung
- - gute Mischbarkeit
- - angenehmer Geruch
- - sauberes Aussehen
- - gute Filtrierbarkeit
- - problemlose Entsorgung.
Ein Überblick über die formgebenden Metallbearbeitungsprozesse und die hierfür
üblicherweise verwendeten Hilfsmittel ist beispielsweise Ullmann's Encyclopaedia
of Industrial Chemistry, 5th Ed., Vol. Als, 479-486 zu entnehmen. Das Spektrum
der Anbietungsformen der in Betracht kommenden Hilfsmittel reicht dabei von Ölen
über Öl-in-Wasser-Emulsionen bis hin zu wäßrigen Lösungen.
Nichtwassermischbare und wassermischbare Kühlschmierstoffe sind häufig auf
Mineralöl aufgebaut. Die verwendeten Mineralölqualitäten sind überwiegend Kom
binationen von paraffinischen, naphthenischen und aromatischen Koh
lenwasserstoffverbindungen. Neben den Mineralölen haben auch sog. synthetische
Schmiermittel ("synthetische Öle") wie Polyalphaolefine, Polyalkylenglykole und
-glykolether, Dialkylether, Acetale, natürliche Esteröle sowie synthetische Ester und
ihre Derivate Bedeutung.
Um die Anforderungen der Praxis erfüllen zu können, müssen Kühlschmierstoffe
neben dem Grundöl verschiedene Komponenten enthalten. Die wichtigsten
Substanzgruppen sind die Emulgatoren, Korrosionsschutzzusätze, Biozide,
EP-Zusätze, polare Zusätze, Antinebelzusätze, Alterungsschutzstoffe, Festschmierzu
sätze und Entschäumer.
Emulgatoren (z. B. Tenside, Petroleumsulfonate, Alkaliseifen, Alkanolaminseifen)
stabilisieren die feine Verteilung von Öltröpfchen in der wäßrigen
Arbeitsflüssigkeit, die eine Öl-in-Wasser-Emulsion darstellt. Die Emulgatoren
stellen mengenmäßig eine wichtige Gruppe an Zusatzstoffen bei den
wassermischbaren Kühlschmierstoffen dar.
Übliche Korrosionsschutzzusätze (z. B. Alkanolamine und ihre Salze, Sulfonate, or
ganische Borverbindungen, Fettsäureamide, Aminodicarbonsäuren,
Phosphorsäureester, Thiophosphonsäureester, Dialkyldithiophosphate, Mono- und
Dialkylarylsulfonate, Benzotriazole, Polyisobutenbernsteinsäurederivate) sollen das
Rosten von Metalloberflächen verhindern. Einige Korrosionsschutzzusätze haben
gleichzeitig emulgierende Eigenschaften und finden deshalb auch als Emulgator
ihre Anwendung. Biozide (z. B. Phenol-Derivate, Formaldehydabkömmlinge,
Kathon MW) sollen das Wachstum von Bakterien und Pilzen verhindern. EP-
Zusätze (z. B. geschwefelte Fette und Öle, phosphorhaltige Verbindungen, chloror
ganische Verbindungen) sollen Mikroverschweißungen zwischen Metalloberflächen
bei hohen Drücken und Temperaturen verhindern. Polare Zusätze (z. B. natürliche
Fette und Öle, synthetische Ester) erhöhen die Schmierungseigenschaften.
Alterungsschutzstoffe (z. B. organische Sulfide, Zinkdithiophosphate, aromatische
Amine) gewährleisten eine lange Gebrauchsdauer der Kühlschmierstoffe.
Neben der Kühlwirkung liegt die zweite wichtige Funktion der Kühlschmierstoffe in
der Schmierwirkung (siehe den Artikel von W. Klose: "Kühlschmiermittel auf
Metalloberflächen", Mitteilungen des Vereins Deutscher Emailfachleute, 41, Heft
11, Seiten 138-142 (1993)). Demnach beruht die Wirkung der schmierenden
Komponenten auf der Bildung von Oberflächenschichten, die gegenüber dem
Grundwerkstoff eine niedrigere Scherfestigkeit besitzen und damit Reibung und
Verschleiß herabsetzen. Das Spektrum der Oberflächenzustände reicht dabei von
adsorptiv gebundenen Schichten über Chemiesorption bis zu chemischen
Reaktionsschichten, die einen festen Verbund zur Metalloberfläche erzeugen.
Die einfachste Form der Schmierstoffbelegung einer Oberfläche sind adsorptive
Schmierstoffschichten. Sie werden beispielsweise durch Mineralöle ohne besondere
Additive erzeugt. Die Bildung der Adsorptionsschichten kann durch Zusätze polarer
Wirkstoffe wie Fettalkohole oder Fettester verstärkt werden. Dabei tritt über die rein
physikalische Adsorption hinaus eine Wechselwirkung zwischen der
Metalloberfläche und den Schmierstoffmolekülen ein, die zu einer partiellen
chemiesorptiven Bindung der Fettalkohole oder der Fettester führt.
Typische Vertreter chemiesorptiver Schmierstoff-Schichtbildner sind Fettsäuren.
Die hydrophile Carboxylgruppe wird durch Reaktion mit den Metallatomen
chemisch an die Metalloberfläche gebunden und der hydrophobe
Kohlenwasserstoffrest richtet sich senkrecht zur Oberfläche aus. Die erhöhte
Haftfestigkeit der chemiesorptiven Schicht verbessert zwar das
Druckaufnahmevermögen gegenüber rein adsorptiven Schmierstoffschichten, reicht
jedoch für viele Fälle der Metallumformung zur Reib- und Verschleißminderung
noch nicht aus. Hier bringen erst Beimengungen von EP- bzw. AW-Zusätzen
(extreme pressure bzw. anti wear-Zusätze) eine hinreichende Verbesserung der
Schmierleistung, so daß auch schwierige Umformprozesse ermöglicht werden.
Hierbei handelt es sich in der Regel um Chlor-, Phosphor- oder Schwefel-haltige
Wirkstoffe. Deren Wirkung beruht auf der Ausbildung von chemischen
Reaktionsschichten in Form von Metallchloriden, Metallphosphaten oder
Metallsulfiden. Aus Entsorgungsgründen besteht heute das Bestreben, auf Chlor
haltige EP-Zusätze nach Möglichkeit zu verzichten. Die an der Metalloberfläche
gebildeten Reaktionsschichten wirken einerseits als Festschmierstoffschichten, die
während des Umformvorganges ständig abgetragen und erneuert werden.
Andererseits bilden Sie monomolekulare Oberflächenfilme, die weitere
Schmierstoffkomponenten anlagern können.
Wassergemischte Kühlschmierstoffe stellen einen weit verbreiteten
Kühlschmierstofftyp da. In der Praxis sind jedoch unterschiedliche wassergemischte
Kühlschmierstoffe im Einsatz, um die unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich
Korrosionsschutz für die verschiedenen bearbeiteten Materialien, Schmierwirkung
bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit, Standzeit und nicht zuletzt Arbeitsschutz und
Umweltverhalten zu erfüllen. Hersteller von Kühlschmierstoffkonzentraten müssen
daher viele unterschiedliche Typen fertigen, auf Lager halten und in Kleinchargen
transportieren. Beim Anwender müssen gegebenenfalls noch benutzbare
Emulsionen verworfen werden, falls wegen geänderter Materialen ein anderer
Kühlschmierstofftyp erforderlich wird. Diese Vorgänge sind kostenintensiv und
unter Umweltaspekten nachteilig.
Daher besteht ein Bedarf an einem neuen Typ einer wassergemischten
Kühlschmierstoffemulsion, die für ein verbreitertes Anwendungsspektrum
einsetzbar ist. Ein derartiger neuer Kühlschmierstofftyp wird durch die Erfindung
zur Verfügung gestellt, daß es möglich ist, in eine an sich konventionelle
wassergemischte Kühlschmierstoffemulsion durch Anwendung hoher Scherenergie
ein nicht wassermischbares Schneidöl auf nativer Basis einzuemulgieren und
hierdurch eine stabile Öl-in-Wasser-Emulsion zu erhalten. Eine derartige
Kombination mit mindestens zwei unterschiedlichen Ölkomponenten kann für ein
breites Anwendungsspektrum eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft daher in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung
einer Kühlschmierstoffemulsion für die spanabhebende Metallbearbeitung, bei der
man
- a) 2 bis 15 Gewichtsteile eines wassermischbaren Konzentrats einer Kühlschmierstoffemulsion mit 98 bis 85 Gewichtsteilen Wasser vermischt, um eine 100 Gewichtsteile umfassende Mischung zu erhalten, und anschließend
- b) 1 bis 14 Gewichtsteile eines mit Wasser nicht mischbaren Schneidöls auf nativer Basis unter starker Scherung in die Mischung a) eindispergiert.
Vorzugsweise verwendet man hierbei weniger Gewichtsteile mit Wasser nicht
mischbares Schneidöl als Gewichtsteile wassermischbares Konzentrat.
Vorzugsweise verhalten sich die Anteile an Schneidöl zu den Anteilen an
wassermischbarem Konzentrat wie 10 bis 80 zu 100 und insbesondere wie 20 bis 70
zu 100.
Die Erfindung beruht also hauptsächlich darauf, entgegen den üblichen Lehren der
Praxis in einer an sich konventionelle Kühlschmierstoffemulsion ein an sich nicht
wassermischbares Schneidöl auf nativer Basis einzudispergieren. Hierfür ist eine
gegenüber dem Stand der Technik zur Herstellung wassergemischter
Kühlschmierstoffemulsionen hohe Scherenenergie erforderlich. Beispielsweise kann
man die erforderliche Scherung durch Rühren mit einer Zahnscheibe bewirken.
Alternativ kommen Intensivmischer wie beispielsweise ein Ultraturrax
(Umdrehungszahl 10.000 bis 20.000 Umdrehungen pro Minute) oder hochdrehende
Rotor-Stator-Systeme in Betracht. Bei Verwendung eines Ultraturrax wird bei
20.000 Umdrehungen pro Minute für eine Zeitdauer von etwa 1 bis etwa 5 Minuten
dispergiert. Eine Alternative hierzu besteht im laufenden Betrieb darin, daß man das
Schneidöl im laufenden System an einer Stelle hoher Turbulenz zugibt. Das
Dispergieren erfolgt dann durch die Scherkräfte während der
Metallbearbeitungsprozesse.
Dabei sind die Einzelkomponenten als Kühlschmierstoffe oder als Konzentrate für
Kühlschmierstoffemulsionen im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann
man im Teilschritt a) ein Emulsionskonzentrat einsetzen, das zusammengesetzt ist
aus etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% einer Ölkomponente, vorzugsweise Esteröl, jedoch
auch paraffinisches oder naphthenisches Mineralöl, das erwünschtenfalls
Schmieradditive enthält, und 0 bis 25 Gew.-% Wasser. Der Rest zu 100 Gew.-%
besteht aus Emulgatoren, vorzugsweise auf Basis von Fettalkoholethoxylaten, aus
Korrosionsinhibitoren, vorzugsweise auf Basis von Alkalicarboxylaten, Aminseifen,
Ethanolaminseifen und/oder Ethanolamiden, sowie gegebenenfalls aus weiteren für
diese Produktgruppe im Stand der Technik bekannten Hilfs- oder Wirkstoffen, wie
sie beispielsweise in den Beipspielskonzentraten genannt sind.
Anstelle des Mineralöls können synthetische Öle wie beispielsweise Polyolefine
eingesetzt werden. Alternative Ölkomponenten mit erhöhter biologischer
Abbaubarkeit sind Acetale oder Dialkylether.
Beispielsweise kann das im Teilschritt a) eingesetzte Konzentrat einer
wassermischbaren Kühlschmierstoffemulsion zusammengesetzt sein aus (Angaben
in Gew.-%):
57% Mineralöl
16,5% C14-20
16,5% C14-20
-Fettsäuregemisch
4,4% Kalilauge, 45-%ig
5,5% Alkylsulfonamidocarbonsäure
7,0% Hexandiol
4,0% Petrolsulfonat
0,4% Triazolderivat
3,0% Hexahydrazin
0,2% o-Phenylphenol
Rest: vollentsalztes Wasser.
4,4% Kalilauge, 45-%ig
5,5% Alkylsulfonamidocarbonsäure
7,0% Hexandiol
4,0% Petrolsulfonat
0,4% Triazolderivat
3,0% Hexahydrazin
0,2% o-Phenylphenol
Rest: vollentsalztes Wasser.
35% Mineralöl
7,5% C14-20
7,5% C14-20
-Fettsäuregemisch
11,5% C32-36
11,5% C32-36
-Dimerfettsäuregemisch
8,0% C6-9
8,0% C6-9
-Carbonsäure-Gemisch
12,5% Kalilauge, 45%-ig
17,0% ethoxylierte Fettalkohole (2-5 Ethylenoxidgruppen)
3,0% Halbacetal
0,3% Na-Pyrion
Rest: vollentsalztes Wasser.
12,5% Kalilauge, 45%-ig
17,0% ethoxylierte Fettalkohole (2-5 Ethylenoxidgruppen)
3,0% Halbacetal
0,3% Na-Pyrion
Rest: vollentsalztes Wasser.
35,5% Mineralöl
6,5% C14-20
6,5% C14-20
-Fettsäuregemisch
7,0% Borsäure
3,0% C6-9
7,0% Borsäure
3,0% C6-9
-Carbonsäure-Gemisch
11,0% Gemisch primärer und tertiärer Alkanolamine
8,5% Fettsäureamid
8,5% ethoxylierte Fettalkohole (2-5 Ethylenoxidgruppen)
1,0% Butyldiglykol
0,2% Na-Pyrion
Rest: vollentsalztes Wasser.
11,0% Gemisch primärer und tertiärer Alkanolamine
8,5% Fettsäureamid
8,5% ethoxylierte Fettalkohole (2-5 Ethylenoxidgruppen)
1,0% Butyldiglykol
0,2% Na-Pyrion
Rest: vollentsalztes Wasser.
Als mit Wasser nicht mischbares Schneidöl werden im Teilschritt b) Öle auf
Esterbasis verwendet. Beispiele hierfür sind native Triglyceride oder
Modifizierungsprodukte hiervon, Wachsester und Fettsäureester von
Monoalkanolen mit 4 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Talgfettsäure-
Ethylhexylester oder umgeestertes Rapsöl, sowie Fettsäureester von Polyolen,
wobei als Polyolkomponente insbesondere Trimethylolpropan verwendet werden
kann. Im Teilschritt b) kann man auch Gemische aus solchen Ölen einsetzen. Die
Öle können zusätzliche Hilfsstoffe enthalten, wobei insbesondere EP-Additive,
beispielsweise in Form geschwefelter Verbindungen, Oxidationsschutzmittel und
Korrosionsinhibitoren zu nennen sind. Vorzugsweise wählt man das nicht mit
Wasser mischbare Schneidöl aus oxidationsstabilisierten Fettsäureglyceriden in
Form von Triestern mit drei Fettsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen pro Fettsäure und
oxidationsstabilisierten Diestern mit zwei Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen pro
Fettsäure.
In einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung eine anwendungsfertige
wassergemischte Kühlschmierstoffemulsion vom Typ Öl-in-Wasser, wie sie durch
das vorstehend beschriebene Verfahren direkt beim Anwender hergestellt werden
kann. Die Emulsion könnte auch zentral hergestellt und zu den einzelnen
Anwendern transportiert werden. Dies ist unwirtschaftlich und ökologisch
nachteilig, da hierfür große Mengen Wasser transportiert werden müßten.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion ist es nicht erforderlich, die
Teilschritte a) und b) unmittelbar hintereinander auszuführen. Vielmehr kann ein
Anwender einer konventionellen Kühlschmierstoffemulsion die vorliegende
Erfindung auch dadurch ausüben, daß er in diese bereits in Betrieb genommene
Emulsion nachträglich gemäß Teilschritt b) ein Schneidöl wie weiter oben
beschrieben eindispergiert.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen
Kühlschmierstoffemulsion zur spanabhebenden Bearbeitung von Metallen.
Beispiele solcher Bearbeitungsverfahren sind Fräsen, Drehen, Bohren, Schleifen
und Läppen.
Die erfindungsgemäßen Emulsionen können für ein breites Einsatzgebiet verwendet
werden und führen zu besseren Reibverschleißwerten als konventionelle
Emulsionen ohne Zusatz eines nicht wassermischbaren Schneidöls auf nativer Basis.
Sie bewirken außerdem einen verbesserten Korrosionsschutz. In
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen wirken sie wie ein
"Zweiphasenschmierstoff" mit einer fein emulgierten O/W-Emulsion und gröber
dispergiertem Schneidöl. Die Tröpfchengrößen selbst sind von den
Scherbedingungen abhängig und können daher nicht absolut angegeben werden. Die
Bereiche der Tröpfchengrößen überlappen sich jedoch, so daß man bei
Teilchengrößenbestimmungen mit Lichtstreuverfahren in der Regel nur ein
Verteilungsmaximum erhält.
Für Eignungsprüfungen wurden die vorstehend angegebenen Konzentrate 1 und 3
als wassermischbare Konzentrate gemäß Teilschritt a) eingesetzt. Dabei wurden die
in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Gewichtsteile Konzentrat in so viele
Gewichtsteile Wasser (mit einer Wasserhärte entsprechend 20 Deutscher Härte)
mit einem Glasstab eingerührt, daß 100 Gewichtsteile einer konventionellen
Kühlschmierstoff-Emulsion entstanden. Hiermit wurden die Vergleichsversuche 1a
und 1b sowie 3a und 3b durchgeführt.
Erfindungsgemäße Kühlschmierstoffemulsionen wurden erhalten, indem man in die
Emulsion gemäß 1a 2 Gewichtsteile und in die Emulsion 3a ein Gewichtsteil eines
nativen Schneidöls auf Esterbasis einemulgierte. Das Schneidöl bestand aus einem
Gemisch von oxidationsstabilisierten Fettsäureglyceriden in Form von Triestern mit
drei Fettsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen pro Fettsäure und oxidationsstabilisierten
Diestern mit zwei Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen pro Fettsäure (P3-multan®
201, Henkel KGaA, Düsseldorf). Hierzu wurde das Schneidöl der wassergemischten
Emulsion zugegeben und mit einem Ultraturrax für eine Minute bei 20.000
Umdrehungen pro Minute eindispergiert.
Als Eignungsprüfung wurde eine Reibverschleißprüfung nach Reichert
durchgeführt. Dieses Verfahren dient zur Ermittlung des Druckaufnahmevermögens
(EP-Verhalten), sowie zur Ermittlung der Haftfestigkeit von flüssigen
Schmierstoffen. Hierbei wird eine Prüfrolle mittels eines Hebelsystems an einen
umlaufenden Schleifring angepaßt, der mit seinem unteren Drittel in das zu
prüfende Schmiermittel eintaucht. Vor Prüfbeginn wird die in Siedegrenzbenzin
gereinigte Prüfrolle in die schwenkbare Halterung eingebaut. Die Halterung wird
eingeschwenkt und festgeklemmt. Der Schleifring verbleibt mehrere Prüfläufe in
der Vorrichtung eingespannt, wo er ebenfalls nach jedem Prüflauf mit
Siedegrenzbenzin gereinigt wird. Die Prüfrolle wird durch langsames Aufbringen
des Belastungsgewichtes (1,5 kg) auf den Schleifring gebracht. Das an der
Reichertwaage befindliche Zählwerk wird auf 0 gestellt. Durch Einschalten des
Motors versorgt der im Schmiermittel eingetauchte, rotierende Schleifring die
Berührungsstelle fortlaufend mit Schmiermittel. Beim Erreichen der Zahl 100 am
Zählwerk (100 Meter Reibungsstrecke) wird die Prüfrolle vom Schleifring entfernt.
Die Prüfrolle wird ausgebaut und die entstandene Schliffmarke mittels einer
Meßlupe ausgemessen. Die Ellipsenfläche errechnet sich zu 0,785.Länge.Breite,
oder wird mittels einer Zahlentabelle abgelesen. Es werden so viele Prüfläufe
durchgeführt, bis sich die Ellipsenflächen der letzten 3 Prüfläufe nicht mehr als 10%
voneinander unterscheiden. Das Druckaufnahmevermögen ist um so größer, je
kleiner die ermittelte Ellipsenfläche ist.
Ergebnisse
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer wassergemischten Kühlschmierstoffemulsion
für die spanabhebende Metallbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß man
- a) 2 bis 15 Gewichtsteile eines wassermischbaren Konzentrats einer Kühlschmierstoffemulsion mit 98 bis 85 Gewichtsteilen Wasser vermischt, um eine 100 Gewichtsteile umfassende Mischung zu erhalten, und anschließend
- b) 1 bis 14 Gewichtsteile eines mit Wasser nicht mischbaren Schneidöls auf nativer Basis unter starker Scherung in die Mischung a) eindispergiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat der
wassermischbaren Kühlschmierstoffemulsion im Teilschritt a)
zusammengesetzt ist aus 20-60 Gew.-% einer Ölkomponente, die
erwünschtenfalls Schmieradditive enthält, und 0 bis 25 Gew.-% Wasser, wobei
der Rest zu 100 Gew.-% aus Emulgatoren, vorzugsweise auf Basis von
Fettalkoholethoxylaten, Korrosionsinhibitoren, vorzugsweise auf Basis von
Alkalimetallcarboxylaten, Aminseifen, Ethanolaminseifen und/oder
Ethanolamiden, sowie aus weiteren Hilfs- oder Wirkstoffen besteht.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man als nicht mit Wasser mischbares Schneidöl im
Teilschritt b) ein Öl auf Esterbasis einsetzt, vorzugsweise ausgewählt aus
nativen Triglyceriden oder deren Modifizierungsprodukten, Wachsester,
Fettsäureester von Monoalkoholen mit 4 bis 12 C-Atomen oder Fettsäureester
von Polyolen oder Gemischen hiervon, wobei das Öl zusätzliche Hilfsstoffe,
insbesondere EP-Additive, Oxidationsschutzmittel und Korrosionsinhibitoren,
enthalten kann.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Wasser nicht
mischbare Schneidöl ausgewählt ist aus oxidationsstabilisierten
Fettsäureglyceriden in Form von Triestern mit drei Fettsäuren mit 14 bis 22
C-Atomen pro Fettsäure und oxidationsstabilisierten Diestern mit zwei Fettsäuren
mit 12 bis 22 C-Atomen pro Fettsäure.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ölkomponente des Konzentrats der wassermischbaren
Kühlschmierstoffemulsion im Teilschritt a) ausgewählt ist aus aliphatischen
oder naphthenischen Mineralölen, Esterölen, Polyolefinen, Acetalen oder
Dialkylethern.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß man weniger Gewichtsteile mit Wasser nicht mischbares
Schneidöl als Gewichtsteile wassermischbares Konzentrat einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anteile an
Schneidöl zu den Anteilen an wassermischbarem Konzentrat wie 10 bis 80 zu
100, vorzugsweise wie 20 bis 70 zu 100 verhalten.
8. Wassergemischte Kühlschmierstoffemulsion, die nach dem Verfahren nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 erhältlich ist.
9. Verwendung der Kühlschmierstoffemulsion nach Anspruch 8 zur
spanabhebenden Bearbeitung von Metallen.
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