Schneid- und Schleiföle

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1 Schneid- und Schleiföle Michael Eglin, Leiter F+E Schneid- und Schleiföle Blaser Swisslube AG Winterseistrasse 3415 Hasle-Rüegsau Tel:

2 Schneid- und Schleiföle Priorität Schmieren Priorität Kühlen Voll-Synthet Halb-Synthet Emulsion Schneidöl Ölgehalt 0 % 30 % ca. 50 % 100 % 2

3 Schneid- und Schleiföle Priorität Schmieren Priorität Kühlen Schnittgeschwindigkeit Bearbeitbarkeit des Materials hoch einfach tief schwer Additivierung des Oels tief hoch 3

4 Schleiföle Additivierung Tief Additivierung Mittel Additivierung Hoch Operation (Beispiele) Rund-, Flachschleifen Werkzeugschleifen Zahnflanken-, Tiefschleifen Material Stahl, Einsatz- Vergütungsstahl, Inox Hartmetall, HSS, Cermet Einsatz-, Vergütungsstahl, HSS 4

5 Schneidöle Additivierung Tief Additivierung Mittel Additivierung Hoch Operation (Beispiele) Drehen Fräsen, Bohren Drehen, Décolletage, Fräsen, Tieflochbohren, Gewindeschneiden Räumen, Stossen, Ziehen, Gewindeschneiden, Material Buntmetalle, Aluminium, Gusseisen, niedrig legierter Stahl legierte Stähle, Vergütungsstahl, rostfreier Stahl, Titan hochlegierte Stähle, rostfreie Stähle, Titan, Nickelbasislegierungen 5

6 Aufbau von Schneid- und Schleifölen Michael Eglin, Leiter F+E Schneid- und Schleiföle Blaser Swisslube AG Winterseistrasse 3415 Hasle-Rüegsau Tel:

7 Aufbau von Schneid- und Schleifölen Basisöl Additive Schneid- Schleiföl Mineralöl Esteröl + Schmierverhalten Schneidleistung Alterungsverhalten Korrosionsschutz = % 5-50 % 100 % 7

8 Aufbau von Schneid- und Schleifölen Grundöl Mineralöle Mineralöle HC-Oele (= Hydrocrack Oele) PAO (= Polyalphaolefine, Synthetische Oele) Esteröle natürliche Esteröle teilsynthetische Esteröle synthetische Esteröle 8

9 Grundöle Kohlenwasserstoffe C (Kohlenstoff) H (Wasserstoff) Esteröle C (Kohlenstoff) H (Wasserstoff) O (Sauerstoff) Rohöl Pflanzliche- (Tierische-) Fette/Oele Mineralöl (Raffinate) Hydrocracköl (chemische Veränderung) Teilsynthetische Esteröle PAO Synthetische Ester 9

10 Grundöle - Mineralöle Mineralöle werden durch Destillation und Raffination aus Rohöl gewonnen Grundöl 4 Rohöl Destillation Raffination I Raffination II Grundöl 3 Grundöl 2 Grundöl 1 10

11 Grundöle - Mineralöle Fraktionen (= Siedebereich) 1-7 eines typ. Rohöls rel. Mengen-Anteil Rohöl V1 * V2 V3 V4 V5 V6 V7 Teer Bitumen 100 C Temperatur 500 C * Vn = Viskosität 1, 2 etc. 11

12 Grundöle - Mineralöle rel. Mengen-Anteil 2 3 V2 V3 Um eine bestimmte Viskosität zu erreichen wählt man ein Gemisch aus zwei Grundölfraktionen 100 C Temperatur 500 C 12

13 Grundöle - HC Oele HC Oele Werden vor der Destillation durch ein katalytisches Crack Verfahren gezielt chemisch verändert Grundöl 4 Rohöl Cracker Destillation Raffination I Raffination II Grundöl 3 Grundöl 2 Grundöl 1 13

14 Grundöle - Polyalphaolefine (PAO) Polyalphaolefine (PAO) werden aus Ethylen aufgebaut Copyright INEOS Oligomers 14

15 Grundöle - Esteröle Natürliche Oele Eigenschaften stark abhängig von Pflanze (Fettsäurezusammensetzung), z.t. spezielle Züchtungen Alkohol Fettsäure 15

16 Grundöle - Esteröle Teilsynthetische Esteröle Werden durch Umesterung der Fettsäuren aus natürlichen Rohstoffen hergestellt Eigenschaften können durch Wahl der Fettsäure und des Alkohols gesteuert werden Alkohol Alkohol Fettsäure Fettsäure Glycerin Umesterung 16

17 Grundöle - Vergleich (Viskosität ca. 10cSt) 200 [ % ] resp. [ C ] Verdampfungsverlust [%] Flammpunkt [ C] 0 mineral oil hydrotreated mineral oil hydrocrack mineral oil PAO ester oil 17

18 Grundöle - Vergleich der Eigenschaften Mineralöle HC Oele PAO Oele Esteröle Flammpunkt Verdampfungsneigung Vernebelungsneigung Alterungsstabilität bis +++ Kunststoffverträglichkeit bis + Kosten $ $$ $$$ $ bis $$$ 1) Kunststoffverträglichkeit hängt stark von den verwendeten Kunststoffen ab. Werkzeugmaschinen sind typischerweise auf Mineralöl ausgerichtet und deshalb mit diesen am besten kompatibel. 18

19 Additive - Uebersicht Additive Tribologisch aktive Additive Friction Modifier Antiwear (AW)-Additive Extreme Pressure (EP)-Additive Diverse Additive Antioxidans Antinebel Antischaum Korrosionsinhibitoren (Eisen-, nicht Eisenmetalle) Farb-/Duftstoff 19

20 Additive - Tribologisch Aktive Additive Reibungskoeffizient EP-Zusätze Mineralöl Friction Modifier Alle Inhaltsstoffe zusammen (Polare Zusätze in Mischung mit EP-Zusätzen) Kontakttemperatur, Belastung 20

21 Additive - Tribologisch Aktive Additive Reibwertverbesserer ( FM - Additive ) chem. reaktive Zusätze ( AW/EP - Additive ) Polare Zusätze Chlorverbindungen Phosphorverbindungen Schwefelverbindungen Mischung aller Bestandteile des Schmierstoffes Aktivierungsenergie in Form von Temperatur und / oder Druck 21

22 Additive - Tribologisch Aktive Additive Friction Modifier Dem (apolaren) Grundöl werden typischerweise polare Zusätze zugegeben die das Reibverhalten bei tiefer Belastung verbessern kontaktsuchend normaler Schmierfilm starker Schmierfilm Werkstückoberfläche Werkstückoberfläche Mineralöle Polare Additive (z.b. Esteröle) 22

23 Additive - Tribologisch Aktive Additive Antiwear Additive AW Additive (typischerweise Phosphorverbindungen) können bei mittlerer Belastung eines Reibkontaktes auf den Oberflächen der Reibpartner Schutzfilme bilden die vor Verschleiss schützen. Eisen Schutzfilm Eisenoxid 23

24 Additive - Tribologisch Aktive Additive Extreme Pressure Additive EP Additive (typischerweise Schwefelverbindungen) bilden bei hoher Belastung eines Reibkontaktes auf den verschlissenen Oberflächen der Reibpartner einen Film, der vor weiterem Verschleiss schützt. Eisenoxid Schutzfilm Eisen 24

25 Additive - Chlorierte Additive Chlorparaffine Bilden eine Gruppe von effizienten Additiven (AW und EP) welche in der Vergangenheit häufig in Metallbearbeitung eingesetzt wurden Sind aus Umwelt Aspekten umstritten (schlechte Abbaubarkeit Wassertoxizität Entsorgungsproblematik (Dioxine!)) und werden in Europa immer weniger eingesetzt Einige Operationen (hauptsächlich im Umformen, Räumen) können jedoch noch nicht ohne chlorierte Additive gefahren werden 25

26 Additive - Diverse Additive Diverse Additive Antioxidans Verbessern der Alterungsstabilität Antinebel Reduktion der Nebelbildung Antischaum Reduktion der Schaumbildung Korrosionsinhibitoren (Eisen-, nicht Eisenmetalle) Vermeiden von Korrosion und Fleckenbildung Farb-/Duftstoff Kosmetik Diese Aspekte können nur bis zu einem gewissen Grad beeinflusst werden, für Eigenschaften eines Produktes ist die Wahl des geeigneten Grundöls essentiell! 26

27 Schneid- und Schleifölen - Zusammenfassung Basisöl Mineralöl Esteröl Additive Schmierverhalten Schneidleistung Alterungsverhalten Korrosionsschutz + = Schneid- Schleiföl Die Wahl des für die Bearbeitung geeigneten Basisöls bildet die Grundlage bei der Auswahl der Metallbearbeitungsflüssigkeit Die richtige Art und Menge der tribologisch aktiven Additive erzeugt die für die entsprechende Bearbeitung benötigte Leistung des Oels Die Zugabe anderer Additive können weitere Aspekte des Oels verbessern 27