Alterung wassergemischter Kühlschmierstoffe
-
Kurzfassung
Die Alterung wassergemischter Kühlschmierstoffe infolge der Besiedlung und Zersetzung durch Mikroorganismen ist von hoher Bedeutung für die metallverarbeitende Industrie. Ein breites Spektrum an Bakterien- und Pilzarten ist in der Lage, so gut wie alle verfügbaren chemischen Substanzen im Kühlschmierstoff als Energie- oder Kohlenstoffquelle in ihren Stoffwechsel einzubinden. In den vorgestellten Untersuchungen werden Effekte der Kühlschmierstoffalterung anhand relevanter Parameter diskutiert, wobei ein konventioneller Kühlschmierstoff auf Mineralölbasis und ein mineralölfreies Produkt auf Basis nachwachsender Rohstoffe gegenübergestellt wurden. Unterschiedliche Strategien von Mikroorganismen bei der Verstoffwechselung der verfügbaren chemischen Substanzen werden anhand der Entwicklung der dynamischen Oberflächenspannung und des pH-Wertes diskutiert. Unter anderem zeigte sich, dass die Besiedlung mineralölbasierter Kühlschmierstoffe durch Mikroorganismen eine längere Anlaufphase benötigt als bei Grundölen auf pflanzlicher Basis. Mittelfristig sind jedoch beide Kühlschmierstoffe gleichermaßen stark besiedelt, was sich u. a. negativ auf die Korrosionsschutzeigenschaften der Fluide auswirkt. Eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit in Tribologietests aufgrund der bakteriellen Kontamination konnte gleichwohl nicht belegt werden.
Abstract
The aging and control of deterioration of water miscible metal working fluids due to the colonization and metabolization of microorganisms is of high relevance for the metal working industry. A wide range of bacteria and fungi species is able to use almost all available substances in metal working fluids as carbon or energy source. The present study describes deterioration effects caused by specific influences. Two metal working fluids have been analyzed, one mineral oil free product based on renewable resources and one conventional product based on fossil mineral oil. Metabolization strategies of the varying chemical compositions are discussed based on the development of the dynamic surface tension and the pH-value. The colonization of the conventional metal working fluid by microorganisms needed more time compared to the mineral oil free product, although both fluids were considerably colonized after five weeks. While the corrosion inhibiting properties were decreasing over tiame, a reduction of the performance in tribology tests could not be verified.
Literatur
1. Klocke, F.; König, W. (Hrsg.): Fertigungsverfahren 1 – Drehen, Fräsen, Bohren. 8. Aufl., Springer, Berlin, 2007, 10.1007/978-3-540-35834-3Search in Google Scholar
2. Heisel, U.; Schaal, M.; Wolf, G.: Burr Formation in milling with minimum quantity lubrication. Production Engineering3 (2009), S. 23–30, 10.1007/s11740-008-0138-9Search in Google Scholar
3. Thompson, I. P.; van der Gast, C. J.: The Microbiology of Metal Working Fluids. Chapter in: Handbook of Hydrocarbons and Lipid Microbiology, Springer, Berlin, 2010, S. 2369–2376, 10.1007/978-3-540-77587-4_173Search in Google Scholar
4. Brinksmeier, E.; Meyer, D.; Huesmann-Cordes, A. G.; Herrmann, C.: Metalworking fluids – mechanisms and performance. CIRP Annals – Manuf. Tech.64 (2015), S. 605–628, 10.1016/j.cirp.2015.05.003Search in Google Scholar
5. Canter, N.: Monitoring metalworking fluids. Tribology & Lubrication Technology67 (2011), S. 42–51Search in Google Scholar
6. Rabenstein, A.; Koch, T.; Remesch, M.; Brinksmeier, E.; Kuever, J.: Microbial degradation of water miscible metal working fluids. Int. Biodeterioration & Biodegradation63 (2009), S. 1023–1029, 10.1016/j.ibiod.2009.07.005Search in Google Scholar
7. Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (Hrsg.): Physikalische Methoden zur Reduzierung der mikrobiellen Besiedlung in wassergemischten Kühlschmierstoffen. DGU-Fachausschuss, Informationsblatt Nr. 044, Berlin, 2010Search in Google Scholar
8. Bartl, T.: Vom notwendigen Übel zum flüssigen Werkzeug. NC Fertigung31 (2010), S. 76–79Search in Google Scholar
9. Redetzky, M.; Rabenstein, A.; Seidel, B.; Brinksmeier, E.; Wilhelm, H.: The influence of cell counts, cell size, EPS and microbial inclusions on the lubrication properties of microorganisms. Production Engineering9 (2014), S. 149–159; 10.1007/s11740-014-0592-5Search in Google Scholar
10. Lee, M.; Chandler, A. C.: A Study of the Nature, Growth and Control of Bacteria in Cutting Compounds. J. Bacteriology41 (1941), S. 373–38610.1128/jb.41.3.373-386.1941Search in Google Scholar PubMed PubMed Central
11. Palmowski, B.; Rabenstein, A.; Redetzky, M.; Meyer, D.; Brinksmeier, E.: Emulsifying properties of microorganisms for the application in metal working fluids. Proc. LUBMAT 2014, 4th Europ. Conf. and Exhib. on Lubrication, Maintenance and Tribotechnology, 25.-27.06.14, Manchester, UK, 2014, on CDSearch in Google Scholar
12. Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (Hrsg.): Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen. BGR/GUV-R 143, Berlin, 2011Search in Google Scholar
13. Koch, T.: Auswirkungen des mikrobiellen Befalls von wassergemischten Kühlschmierstoffen auf das Zerspanergebnis, Teil 2. HTM Z. Werkst. Waermebeh. Fertigung63 (2008), S. 50–60, 10.3139/105.100443Search in Google Scholar
14. Grub, A. M.; Finzi, M. B. A.; Ribas, R. M.; Machado, Á. R.: Evaluation of the Cutting Forces and Surface Finishing in Turning Process Using Cutting Fluids Contaminated by Microorganisms. Proc. LUBMAT 2014, 4th Europ. Conf. and Exhib. on Lubrication, Maintenance and Tribotechnology, 25.-27.06.14, Manchester, UK, 2014, on CDSearch in Google Scholar
15. Yannai, S. (Hrsg.): Dictionary of Food Compounds with CD-Rom: Additives, Flavors, and Ingredients. Chapman & Hall/CRC, 2003. – ISBN 9781584884163Search in Google Scholar
16. Desai, J. D.; Banat, I. M.: Microbial Production of Surfactants and Their Commercial Potential. Microbiol. Molecular Biol. Rev.61 (1997), S. 47–64Search in Google Scholar
17. Navon-Venezia, S.; Zosim, Z.; Gottlieb, A.; Legmann, R.; Carmeli, S.; Ron, E. Z.; Rosenberg, E.: Alasan, a New Bioemulsifier from Acinetobacter radioresistens. Appl. Environmental Microbiol.61 (1995), S. 3240–324410.1128/aem.61.9.3240-3244.1995Search in Google Scholar PubMed PubMed Central
18. Kämpfer, P.; Jäckel, U.; Lodder, N.: Kurzbericht des Forschungsprojektes „Untersuchung des bakteriellen Diversität in wassergemischten Kühlschmierstoffen“ Teil I. Institut für angewandte Mikrobiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen, 2007Search in Google Scholar
19. Guerra-Santos, L. H.; Kappeli, O.; Flechter, A.: Dependence of Pseudomonas aeruginosa continuous culture biosurfactant production on nutritional and environmental factors. Appl. Microbiol. Biotechnol.24 (1986), S. 443–448, 10.1007/BF00250320Search in Google Scholar
20. Passmann, F. J.: Microbial Problems in Metalworking Fluids. Tribology & Lubrication Technology44 (1988), S. 431–433Search in Google Scholar
© 2016, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Veranstaltungen/Events
- Veranstaltungen
- HTM-Praxis
- HTM-Praxis
- Kurzfassungen/Abstracts
- Kurzfassungen
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Comparison of Alternative Peening Methods for the Improvement of Fatigue Properties of Case-Hardened Steel Parts
- Combined Hot Isostatic Pressing and Heat Treatment of Aluminum A356 Cast Alloys*
- Ringvergleich: Bestimmung des Elastizitätsmoduls nach verschiedenen Prüfverfahren*
- Alterung wassergemischter Kühlschmierstoffe
Articles in the same Issue
- Veranstaltungen/Events
- Veranstaltungen
- HTM-Praxis
- HTM-Praxis
- Kurzfassungen/Abstracts
- Kurzfassungen
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Comparison of Alternative Peening Methods for the Improvement of Fatigue Properties of Case-Hardened Steel Parts
- Combined Hot Isostatic Pressing and Heat Treatment of Aluminum A356 Cast Alloys*
- Ringvergleich: Bestimmung des Elastizitätsmoduls nach verschiedenen Prüfverfahren*
- Alterung wassergemischter Kühlschmierstoffe
