Vergleich tribologischer Laboranalysen mit praktischen Ergebnissen aus Umform- und Zerspanprozessen am Beispiel von schwefelhaltigen Kühlschmierstoffen
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A. G. Huesmann-Cordes
Kurzfassung
Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen erfolgt im Labor mittels gängiger tribologischer Methoden, wie unter anderem mit dem Verschleißtest nach Brugger oder dem Tapping-Torque-Test. Die Ergebnisse können bislang nicht eindeutig auf Fertigungsprozesse speziell im Bereich Umformen und geometrisch bestimmter Zerspanung, wie Bohren und Reiben, übertragen werden. Das ist damit zu begründen, dass Fertigungsverfahren sich grundlegend in ihren Prozessgrößen von Laborbeanspruchungen unterscheiden. Zusätzlich spielen auch die Werkstoffe, Werkzeuge und Umweltfaktoren eine entscheidende Rolle. Die hier vorgestellten Untersuchungen zeigen, dass eine Übertragung der im Labor ermittelten Leistungsfähigkeit von Kühlschmierstoffen auf bestimmte Verfahren wie z. B. das Gewindeformen bedingt möglich ist, wenn der identische Werkstoff (100Cr6) verwendet wird. Beim Reiben konnte bezüglich der Additivpaarung Polysulfid und überbasischem Natriumsulfonat nachgewiesen werden, dass die Prozesstemperatur und -kräfte von der verwendeten Zusammensetzung abhängig sind, sodass ein steigender Anteil an Polysulfid 40 im Kühlschmierstoff das Reiben begünstigt.
Abstract
In the lab, the performance of non water-miscible metal working fluids is assessed by standard tribological methods like Brugger test or Tapping Torque test. Until today, the results are hard to transfer to manufacturing processes like forming and cutting with geometrically defined cutting edges (e. g. drilling and reaming). This is because the laboratory tests and the manufacturing processes differ considerably in their process parameters. Furthermore, an important influence is given by the material, the tool, and the environment. The results of this paper show that the findings of the tribology tests (using the same material 100Cr6 in this case) can be transferred on forming to a certain extent. Also, in the case of reaming the additive combination of Polysulfid 40 und overbased Sodium Sulfonate has shown effects which give information about the influence of the metal working fluid on the process temperature and loads.
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