Kühlschmierstoffe (KSS) spielen eine zentrale Rolle in der Metallbearbeitung, indem sie Schmierung und Kühlung bieten und gleichzeitig die Lebensdauer der Werkzeuge verlängern. Allerdings können Kühlschmierstoffe im Laufe der Zeit verschiedenen schädlichen Prozessen unterworfen werden, die ihre Wirksamkeit und Stabilität beeinträchtigen. Einer der Hauptprozesse ist die Korrosion, die durch eine Vielzahl von Faktoren ausgelöst werden kann.
1. Geringe Konzentration des Kühlschmierstoffes
Eine zu geringe Konzentration des Kühlschmierstoffes kann dazu führen, dass die Schutzwirkung gegen Korrosion nachlässt. In solchen Fällen ist der Anteil an schützenden Additiven im KSS nicht mehr ausreichend, um die Metalloberflächen vor Korrosion zu schützen. Dies führt zu einer erhöhten Anfälligkeit der Werkzeuge und Maschinen für Rost und andere Korrosionsarten.
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2. Hohe Leitfähigkeit durch Metalleintrag
Ein weiteres Problem entsteht durch den Eintrag von Metallpartikeln in den Kühlschmierstoff. Diese Partikel können durch den Bearbeitungsprozess selbst in die Emulsion gelangen. Wenn sich diese Metalle im Kühlschmierstoff anreichern, erhöht dies die Leitfähigkeit der Emulsion. Eine hohe Leitfähigkeit fördert elektrochemische Korrosionsprozesse, da sie die Bildung von Korrosionszellen auf den Oberflächen der bearbeiteten Metalle und NE Metalle wie Leichtmetalle und Buntmetalle (speziell Kupfer-Ionen) sowie der Maschinenwerkstoffe begünstigt. Dies ist besonders problematisch bei der Bearbeitung von unterschiedlichen Metallen, da unterschiedliche Potentiale zur Bildung von galvanischen Elementen führen können.
3. Starker pH-Wert-Abfall durch Bakterienwachstum
Bakterienwachstum in Kühlschmierstoffen stellt ein weiteres ernstzunehmendes Problem dar. Bakterien können sich in der Emulsion vermehren und Stoffwechselprodukte freisetzen, die den pH-Wert des Kühlschmierstoffes stark absenken. Ein niedriger pH-Wert fördert die Säurekorrosion, die besonders aggressiv gegenüber Metallen ist. Darüber hinaus kann ein stark abgesenkter pH-Wert die Stabilität der Emulsion beeinträchtigen, was wiederum zu einer schlechteren Schmierleistung, erhöhtem Werkzeugverschleiß und einer geringeren KSS-Standzeit führt.
4. Aufsalzung der Emulsion
Die Aufsalzung der Emulsion entsteht durch die Anreicherung von Salzen im Kühlschmierstoff. Diese Salze können aus verschiedenen Quellen stammen, wie z.B. aus dem Wasser, das zur Herstellung der Emulsion verwendet wird, oder aus Metallbearbeitungsprozessen. Eine hohe Salzkonzentration kann die Stabilität der Emulsion negativ beeinflussen und zur Korrosion führen. Salze wirken zudem hygroskopisch, d.h., sie ziehen Feuchtigkeit an, was die Wasseraufnahme und damit das Korrosionsrisiko weiter erhöht. In extremen Fällen kann dies auch zur vollständigen Zersetzung der Emulsion führen. Bitte lesen Sie auch diesen Artikel zu dem Thema
5. Korrosives Ansetzwasser bei langer Emulsionsstandzeit
Beim Betrieb der Werkzeugmaschinen wird es zu Verdunstungsprozessen kommen, die die Zusammensetzung des Kühlschmierstoffes erheblich beeinflussen. Besonders bei schweren Zerspanungsprozessen/IKZ/HPC verdunstet das Wasser in der Emulsion verstärkt, wodurch sich die Konzentration der im Wasser gelösten Salze und anderen korrosiven Stoffen erhöht. Wenn dann Ansetzwasser mit hohen Leitfähigkeiten und Chloriden hinzugefügt wird, kann dies die Korrosionsanfälligkeit weiter steigern. Chloride sind besonders gefährlich, da sie die Passivierungsschicht von Metallen, wie z.B. Edelstahl, zerstören und dadurch Korrosion verursachen können.
6. Ansatzwasser mit hohen Leitfähigkeiten und Chloriden
Das verwendete Ansatzwasser für die Herstellung und Auffrischung von Emulsionen spielt eine zentrale Rolle bei der Korrosionsbeständigkeit des Kühlschmierstoffes. Wasser mit hohen Leitfähigkeiten, oft verursacht durch gelöste Ionen wie Natrium, Kalium oder Kalzium, kann die Stabilität der Emulsion beeinträchtigen. Besonders der Gehalt an Chloriden im Wasser ist kritisch. Chloride fördern die Korrosion, indem sie elektrochemische Prozesse beschleunigen und die Schutzschicht auf Metalloberflächen angreifen und zu Schäden führen.
Fazit
Korrosion in Kühlschmierstoffen ist ein komplexer Prozess, der durch eine Kombination aus verschiedenen Faktoren verursacht wird. Geringe Konzentration des Kühlschmierstoffes, erhöhter Metalleintrag, pH-Wert-Abfall durch Bakterienwachstum, Aufsalzung der Emulsion sowie korrosives Ansetzwasser und hohe Leitfähigkeiten durch Chloride im Ansatzwasser tragen maßgeblich dazu bei. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es wichtig, die Konzentration des Kühlschmierstoffes regelmäßig zu überwachen, den Eintrag von Metallen und NE Metallen (zB. Kupfer-Ionen) zu minimieren, das Bakterienwachstum durch geeignete Maßnahmen zu kontrollieren und die Qualität des Ansetzwassers zu gewährleisten. Nur durch eine umfassende Kontrolle und Pflege des Kühlschmierstoffes kann eine langanhaltende und effektive Schmier- und Kühlwirkung sichergestellt werden.
Die bereitgestellten Informationen wurden mit größter Sorgfalt erstellt und basieren auf unserem aktuellen Wissen und Erfahrungen. Dennoch übernehmen wir keine Gewähr für Vollständigkeit, Richtigkeit oder Anwendbarkeit im Einzelfall. Zerspanung ist oft sehr individuell und ist nicht immer auf andere Bearbeitungen zu übertragen. Deshalb bieten wir Ihnen gerne eine individuelle Beratung durch unsere Fachberater an, insbesondere bei sicherheitsrelevanten oder gesetzlich geregelten Anwendungen.
Stand: 05.05.2025
