DE2609666A1

DE2609666A1 - Schmier- und kuehlmittel fuer die metallbearbeitung

Info

Publication number: DE2609666A1
Application number: DE19762609666
Authority: DE
Inventors: Emil Amsler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-09
Filing date: 1976-03-09
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE2609666B2; DE2609666C3

Description

Schmier- und Kühlmittel fUr die Metallbearbeitung.
Die Erfindung betrifft ein Schmier- und Kühlmittel auf wässriger Basis für die Metall- und Kunststoffbearbeitung.
Schmier- und Kühlmittel auf wässriger Basis werden sowohl bei der spanabhebenden als auch bei der spanlosen Verformung von Metallen verwendet, um einerseits an der. zu bearbeitenden Stelle eine ausreichende Schmierung zu bewirken, andererseits für eine AbfUhrung der beim Bearbeitungsvorgang entstandenen Wärmeenergie zu sorgen. Derartige Schmier- und Kühlmittel werden in der Regel im Umlauf geführt, wobei bei der spanabhebenden Bearbeitung, beispielsweise beim Fräsen und Sägen, vor der Rückführung des KUhlmittels eine mechanische Reinigung bzw. ein Filtervorgang vorgesehen ist.
Bekannte Schmier- und Kühlmittel liegen in Form einer öl-in-Waser-Emulsion vor, wobei der blbestandteil in der Regel ein Mineralöl ist. Daneben enthalten die Schmiermittel noch Emulgatoren und weitere Zusätze. Bekannte Schmier- und Kühlmittel dieser Art sind für den technischen Vorgang, nämlich für die Metallbearbeitung, recht brauchbar, es haften ihnen jedoch eine Reihe von Nachteilen an. So haben die bekannten Schmiermittel auf Emulsionsbasis in der Regel einen unangenehmen Geruch, der Betriebsräume und Arbeitskleidung durchsetzt. Arbeitskräfte, die mit den Schmiermitteln in Berührung kommen, zeigen häufig allergische Reaktionen. Für die Reinigung der Werkstücke sind besondere Reinigungsmittel erforderlich, und verbrauchtes Schmiermittel kann bzw. darf nicht einfach weggeschüttet werden, da sonst eine untragbare Umweltbelastung damit verbunden wäre.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Gleitkühlmittel zu schaffen, das insbesondere für die oben genannten Zwecke in der bisherigen Weise verwendbar ist, wobei es einfach zu handhaben und umweltfreundlich sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schmier- und Kühlmittel als Bestandteil ein Quellungsmittel enthält und sämtliche Bestandteile hydrophil sind.
An sich wird Wasser für sich alleine für besondere Zwecke als Schmier- und Kühlmittel verwendet, doch ist es für viele Schmierzwecke nicht brauchbar, insbesondere deshalb, weil seine Schmierwirkung sehr gering ist und sich nur ein unzureichender Film zwischen den aufeinandergleitenden Teilen ausbilden kann. Erfindungsgemäß enthält das auf wässriger Basis aufgebaute Gleitkflhlmittel ein Quellungs- bzw. Verdickungsmittel, das selbst Schmiermitteleigenschaften haben kann, oder gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Schmiermitteleigenschaften aufweisenden Bestandteil gemischt ist. Dadurch daß sämtliche Bestandteile des erfindungsgemäßen Gleitkühlmittels hydrophil und vorzugsweise wasserlöslich sind, kann sowohl beim eigentlichen Schmier- und Kühlvorgang als auch beim Reinigen der Werkstücke in rein wässriger Phase gearbeitet werden. Zum Reinigen der Werkstücke und anderer Teile reicht es in der Regel aus, diese lediglich mit Wasser abzuspülen.
Das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel ist vorzugsweise aus biologisch verträglichen und insbesondere vollständig biologisch abbaubaren Bestandteilen zusammengesetzt. Es ist deshalb nicht erforderlich, Spülwasser und sonstige Reste des Kühlmittels besonders aufzuarbeiten. Da das Kühlmittel bei Spülvorgängen ohnehin stark verdünnt wird, kann es abgelassen werden, ohne Schäden anzurichten. Durch die Wasserlöslichkeit bzw. Wasserfreundlichkeit können mit dem Gleitkühlmittel verschmutzte Hände und Arbeitskleidung ebenfalls leicht und schnell gereinigt werden. Dabei kann das Gleitkühlmittel hautfreundlich und geruchlos zusammengesetzt werden, ohne daß Einbußen in seiner Wirksamkeit hingenommen werden müssen. Es ist selbst weder feuergefährlich, noch- braucht mit feuergefährlichen Lösungsmitteln gearbeitet zu werden. Dabei kann das erfindungsgemäße Gleitkühlmittel in den herkömmlichen Schmier-und Kühleinrichtungen verwendet werden, ohne daß Anderungen dieser Einrichtungen erforderlich sind. Auch hat sich bei Versuchen ergeben, daß sowohl die Schärfe der Werkzeuge als auch die Güte des Spans und der bearbeiteten Fläche voll erhalten bleiben, so wie dies bei der Anwendung der bisherigen Gleitkühlmittel der Fall ist. So kann das erfindungsgemäße Gleit- kühlmittel z. B. bei Automaten, bei Fließpressen, bei der manuellen Bearbeitung von Metallen, beim Ziehen, als Trennmittel u. dgl. eingesetzt werden.
Als Quellungsmittel enthält das erfindungsgemäße Gleitkühlmittel vorzugsweise ein Cellulose-Derivat. Ein Beispiel für ein derartiges Derivat ist Methylcellulose. Geeignet sind auch Mischester u. dgl. aus aufgeschlossenen Cellulosen, wie sie als Klebstoffe im Handel sind. Dabei kann die Viskosität des erfindungsgemäßen Gleitkühlmittels den jeweiligen Anforderungen angepasst werden, indem die Menge des Quellungsmittels variiert bzw. ein Quellungsmittel mit dem geeigneten Molekulargewicht ausgewählt wird.
Das erfindungsgemäße Gleitkühlmittel kann auch mehrwertige Alkohole enthalten, die sowohl eine bestimmte Verdickung des Mittels bewirken als auch selbst schmierende Eigenschaften besitzen. Ein geeigneter mehrwertiger Alkohel ist Glycerin, es können aber auch höherwertige und höhermolekulare Alkohole Verwendung finden. Vorzugsweise liegen eine Cellulose-Derivat als Quellungsmittel und Glycerin als zusätzliches Schmiermittel in Kombination miteinander vor.
Insbesondere für die Bearbeitung von feuchtigkeits- und luStempfindlichen Metallen ist als zusätzlicher Bestandteil vorzugsweise ein Korrosionsschutzmittel im erfindungsgemäßen Gleitkühlmittel enthalten. Ein vorteilhaftes wasserlösliches Korrosionsschutzmittel ist o-Phosphorsäure.
Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Gleitkühlmittels kann dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden So besteht ein brauchbares Gleitkühlmittel aus ca. 10 bis 30, vorzugsweise ca. 20 Gewichtsprozent Glycerin, 4 bis 10, vorzugs- weise ca. 6,5 Gewichtsprozent o-Phosphorsäure> ca. 1 bis 2, vorzugsweise ca. 1,3 Gewichtsprozent Methylcellulose und zum Rest aus Wasser. Dieses als Konzentrat vorliegende Gleitkühlmittel kann nach Belieben verdünnt werden.
Beispiel Zur Herstellung eines Gleitkühlmittels werden in 1140 Gewichtsteile Wasser, 20 Gewichtsteile Methylcellulose, 300 Gewichtsteile Glycerin und 100 Gewichtsteile 80%ige o-Phosphorsäure eingemischt. Das erhaltene Gleitkühlmittel hat eine Viskosität bei 200 C von 290 cP (271 cSt entsprechend 35,8 E) und eine Dichte bei 200 C von 1,070. Das somit erhaltene Konzentrat kann im Betrieb auf um das 10 bis 40-fache verdünnt werden.
Das Gleitkühlmittel kann anstelle der üblichen öl-in-Wasser-Emulsionen bei der Metall- und Kunststoffbearbeitung eingesetzt werden, ohne daß Anderungen in den vorhandenen Anlagen erforderlich sind.
Da das erfindungsgemäße Gleitkühlmittel wegen seiner Zusammensetzung aus hydrophilen Bestandteilen transparent bzw. durchsichtig ist, kann der jeweilige Arbeitsvorgang besser überwacht werden, als bei Verwendung der üblichen milchigen Gleitkühlmittel. Die Reinigung der bearbeiteten Werkstücke kann mit Hilfe von kaltem oder auch heißem Wasser ohne Zusätze von bestimmten Reinigungsmitteln erfolgen. Auch brauchen bei der Installation und Montage von Wasserleitungsrohren keine besonderen Vorkehrungen getroffen zu werden. Bei Verwendung von üblichen Gleitkühlmitteln werden dagegen größere Wassermengen dadurch unbrauchbar, daß das beim Gewindeschneiden verwendete Schneidöl in das Rohrinnere gelangt und nur allmählich herausgespült wird.

Claims

Patentansprüche Schmier- und Kühlmittel auf wässriger Basis-für die Metall und Kunststoffbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Quellungsmittel enthält und sämtliche Bestandteile hydrophil sind.
2. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bestandteile im wesentlichen wasserlöslich sind.
3. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Quellungsmittel ein Cellulose-Derivat, insbesondere Methylcellulose, enthält.
4. Schmier- und Kühlmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Korrosionsschutzmittel, insbesondere o-Phosphorsäure, enthält.
5. Schmier- und Kühlmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen mehrwertigen Alkohol enthält.
6. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrwertige Alkohol Glycerin ist.
7. Schmier- und Kühlmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Wasser, Cellulose-Derivat, Glycerin und einem wasserlöslichen Korrosionsschutzmittel zusammengesetzt ist.