Entwicklung einer Basisrezeptur für einen Kühlschmierstoff zum elektrolytischen Abrichten metallgebundener Werkzeuge (E-KSS)

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Kühlschmierstoffes, der für konventionelle wie auch ELID-gestützte Schleifprozesse verwendet werden kann. Er soll die konventionelle Vorbearbeitung und durch Oxide unterstützte Fein- und Feinstbearbeitung auf derselben Maschine ermöglichen.

Für die Herstellung glatter und homogener Oberflächen haben sich elektrisch induzierte Oxidationsprozesse (ELID) in der Schleifbearbeitung als brauchbar erwiesen. Für ELID geeignete Werkzeuge können bezogen werden, es gibt jedoch kaum Quellen für die notwendigen elektrisch leitfähigen Kühlschmierstoffe. Ziel des Projektes war daher die Entwicklung eines Kühlschmierstoffes, der sowohl für ELID-gestützte als auch konventionelle Zerspanung eingesetzt werden kann. Dazu wurden zunächst konventionelle mineralische, teilsynthetische und vollsynthetische Kühlschmierstoffe auf ihre Eignung für ELID-Prozesse getestet. ELID-Kühlschmierstoffe zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Leitfähigkeit und einen pH-Wert von ca. 9 aus. Die hohe Leitfähigkeit ist für eine entsprechend hohe Oxidationsrate notwendig. Es stellte sich heraus, dass vollsynthetische Kühlschmierstoffe mit Leitfähigkeiten von ca. 0,5 mS/cm ein günstigeres Oxidationsverhalten aufweisen als mineralölbasierte Produkte mit der doppelten Leitfähigkeit.

Die Umrüstung konventioneller Maschinen für den Betrieb mit ELID führt häufig zu massiven Korrosionserscheinungen an den Maschinen selbst. Grund für diese Erscheinung ist die Vielzahl an unterschiedlichen Materialien, sowohl in der Maschine als auch im Kühlschmiermittelkreislauf. Den Projektpartnern steht für die Entwicklungsarbeiten eine für ELID konstruierte Flachschleifmaschine zur Verfügung. Aufgrund der im Projekt erarbeiteten Ergebnisse wurde einen Kühlschmierstoff auf Glykolbasis entwickelt, der erfolgreich getestet werden konnte. Einer von drei getesteten Prototypen lieferte deutlich bessere Ergebnisse hinsichtlich Oxidationsverhalten und Prozessstabilität als das Referenzprodukt. Damit steht ein erstes funktionelles ELID-System bereit, das im Rahmen von Kleinserien weiter verwendet werden kann. Erfahrungen über die Stabilität der Produkte über längere Zeiträume müssen noch gesammelt und in die weitere Entwicklung mit einbezogen werden.

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