Teknisk komp.

Forbrug af kølemidler

Dette materiale er udpluk fra Håndbogen fra Dansk Metalarbejderforbund juni 1993, Vedligeholdelse af køle-smøremidler, og vises tilladelse fra DANSK METAL,

Anvendelse

Funktionskrav Køle- smøremidler også kaldet KS-midler dækker over en meget bred gruppe af stoffer, der alle har den egenskab, at de enten kan nedsætte friktionen under bearbejdningsprocessen og/ eller har en kølende effekt, for derigennem at fjerne den varme, der er opstået under processen. Der er ikke udviklet metoder, hvorved de enkelte processer kan inddeles efter deres behov for henholdsvis smøring og/eller køling Ved spåntagende bearbejdningsprocessers behov for smøring henholdsvis køling yderst varieret. Yderpunkterne er; gevindskæring med tap, hvor smørebehovet er stort, ved slibning, hvor kølebehovet er stort.

Til gevindskæring vil man derfor ofte vælge en skæreolie med højtryksadditiver (EP-additiver) og til slibningen et vandbasseret køle- smøremiddel uden olie, det vil sige oftest et fuldsyntetisk KS-middel.
De mellemliggende bearbejdningsmetoder, mellem disse yderpunkter, vil have forskellige krav til kombinationer mellem smøring og køling, som der ikke findes normer for.
Et andet forhold, som gør sig gældende er, at der ofte på samme maskine udføres fere bearbejdningsformer, der teoretisk stiller forskellige krav til KS-midlets egenskaber. Eksempelvis vil der på et CNC-styret fræse- boreværk (bearbejdnings center) udføres forskellige former for fræsning, samt boring, gevindskæring og rivning, som hver stiller forskellige krav til KS-midlet. Valg af køle- smøremiddel vil derfor i mange tilfælde blive et kompromis, hvor der til bestemte bearbejdningsoperationer sker en tilpasning gennem værktøjsudformningen eller ved valg af skæredata, så samme middel kan bruges.

Til top

Smøremidler som bruges ufortyndede

• Mineralolier, evt. tilsat højtryksadditiver.
• Vegetabilske eller animalske olier
• Opløsningsmiddelbasserede skærevæsker

Mineralolie
Mineralolier er olier, der er fremstillet på basis af råolier, der er hentet op fra undergrunden.
Mineralolier er ikke et entydigt produkt, idet de består af flere hundrede forskellige kemiske forbindelser, hovedsaglig mellem kulstof og brint.
Mineralolier, i form af skæreolier, er ofte tilsat højtryksadditiver i form af klor-, svovl- og fosforforbindelser.

Vegetabilske og animalske olier
Vegetabilske eller animalske olier er olier udvundet af planter eller dyr, de kaldes også med et fælles udtryk for fede olier.
Kun i få tilfælde anvendes disse olier som hovedbestanddel, men de anvendes hyppigt som tilsætning til mineralske olier. Anvendelsen af fede olier, evt. som tilsætning til de mineralske, giver nogle særlige gode smøreegenskaber ved lavere temperaturer, men kan til gengæld også være lidt svære at fjerne ved en efterfølgende afrenseproces.

Opløsningsmiddelbasserede væsker
Opløsningsmidler er internationalt defineret som kulbrinteforbindelser (f.eks. terpentin, petroleum, benzin, 1.1.1, trichlorethan osv) med et kogepunkt under 250⁰C.
Ved anvendelse af opløsningsmiddelbaserede skærevæsker skal der anvendes punktudsugning.

Til top

Vandblandbare køle-smøremidler

Generelt
Med undtagelse af de fuldsyntetiske væsker, som ikke indeholder olie, indeholder alle øvrige typer mere eller mindre mængder olie, enten i form afmineralolie og/eller fede olier.
Umiddelbart kan olier ikke blandes med vand, så man er nødt til at tilsætte stoffer, der gør en blanding mulig. de stoffer, der tilsættes koncentratet, for at en blanding kan finde sted, hedder med en fællesbetegnelse emulgatorer.

Emulgatorerne hører oftest til sæbegruppen, hvor sæbemolekylerne har den egenskab, at den ene ende søger fedt-olie-delen, og den anden søger vanddelen. Emulgatormolekylerne fordeler sig på de mikroskopiske oliedråbers overflade således, at den fedtsøgende del befinder sig i iliedråben og den vandsøgende del i vandet. De fine oliedråber svæver frit i vandfasen, så længe emulgatorerne er intakte.
Skades emulgatorerne, enten ved et stprt snavsindhold i væskerne, eller nedbrydes de af bakterier, vil emulsionen spaltes, det vil sige, køle-smøremidlet vil begynde at deles i en oliedel og en vanddel, der tydeligt ses som et olielag, der flyder ovenpå væsken.
For at modvirke en for hurtig spaltning af emulsionen, tilsættes der derfor ofte et overskud af emulgatoren, således at der er en vis"reserve". Dette overskud betyder imidlertid, især ved hurtiggående maskiner, at lækkende olie fra maskinens kraft- smøresystem kan emulgeres ind i køle-smøremidlet, der således får et "utilsigtet" højt olieindhold.

Emulsioner af mineralolier
De oprindelige vandbaserede køle-smøremidler var alle rene emulsioner, der kun bestod af olie, emulgator og vand. For at beskytte midlet med nedbrydning af bakterier og svampe blev der tilsat et biocid. Biocider er en fællesbetegnelse for stoffer der, i små mængder, hindrer bakterier og svampe i at udvikle sig. Hvis midlet kun dæmper bakterier kaldes det bakrericid. Hvis det kun hindrer svampe i udviklingen, hedder det et fungicid.

Emulsioner af olier
Emulsioner med vegetabilske og/eller animalske olier er at nyere dato. De vegetabilske og animalske olier har en bedre smørende virkning end mineralolierne, men er til gengæld også mindre stabile, det vil sige, de harsker lettere.

Halvsyntetiske KS-midler
Halvsyntetiske væsker indeholder mindre mængder olie end de ægte emulsioner. Med mindre mængder olie stiger væskernes kølende egenskaber, men smørevirkningen aftager. Som erstatning for den mindre mængde olie tilsættes forskellige andre stoffer, som ofte benævnes efter hvilken funktion de har i køle-smøremidlet
De almindeligste er:
EP-additiver, højtryksadditiver (Ekstreme Pressure), smørefilmforbedrende stoffer af klor-, svovl- eller fosforforbindelser.
Tensider (emulgatorerne kaldes også for tensider) forbedrer vædningsegenskaberne (nedbringer overfladespændingen) hos midlerne.
Antioxydanter er stoffer, der tilsættes for at hindre olien i at nedbrydes på grund af iltning. Anvendes i produkter med mineralolie og eller vetabilske og animalske olier.
Korrosionsinhibitorer er stoffer, der skal forhindre korrosion på emner og procesudstyr.
Biocider er en fællesbetegnelse for stoffer, der har en dæmpende virkning på udviklingen af bakterier og svampe.
alkalier er basiske stoffer, der skal holde væskens PH værdi på et bestemt niveau. Findes kun i halv- og helsyntetisle midler
Skumdæmpende stoffer tilsættes for at forhindre skumdannelsen. Emulgatorerne (tensiderne) er i princippet sæber, som i forbindelse med blødt vand kan give skumproblemer ved hurtiggående processer
Duft- og farvestoffer Af kosmetiske grunde tilsættes en del midler duftstoffer for at sløre en ubehagelig lugt. Tilsvarende tilsættes ofte farvestoffet for at give væsken en karakteristisk farve.

Syntetiske KS-midler
Syntetiske væsker er rene opløsninger, det vil sige, vand hvori der er opløst forskellige stoffer. Med opløst menes, at stofferne findes i molekyleform i vandfasen i modsætning til emulsionerne, hvor olien findes i dråbeform.
Væskerne indeholder ikke olier, og derfor heller ikke emulgatorer, men består i øvrigt af de hovedgrupper, der er nævnt under de halvsyntetiske KS-midler.

Til top