Kühlschmierstoffe: Arten, Anwendung & Gesundheitsschutz

Ob Fräsen, Bohren oder Schleifen – mit Kühlschmierstoffen geht die Bearbeitung kühl und gut geschmiert vonstatten. Doch welche Kühlschmierstoffe gibt es, wo werden sie angewendet und welche Risiken bergen sie? KAWEHA zeigt Ihnen, was Sie wissen müssen.

Was sind Kühlschmierstoffe und wofür werden sie gebraucht?

Kühlschmierstoffe (KSS) sind technische Fluide zur Kühlung und Schmierung von Werkzeugen und Werkstücken. Arbeiten mit metallischen Werkstücken entstehen Reibung, Hitze und Späne. Ohne Kühlung kann das Material verbrennen, Werkzeuge verschleißen schneller, und die Oberflächenqualität leidet. Hier reduzieren die richtigen Kühlschmierstoffe die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück, unterbinden Funkenbildung, fördern die Wärmeabfuhr und dämmen gleichzeitig den Werkzeugverschleiß stark ein.

Das leisten KSS im Detail:

• Reduzieren Reibungen und Werkzeugverschleiß
• Fördern die Wärmeabfuhr und Kühlung
• Verbessern die Schmierwirkung und Zerspanbarkeit
• Verhindern Korrosionen an Werkstücken und Maschinen
• Führen Späne leichter ab

Im Umkehrschluss heißt das: Ohne KSS sinkt die Qualität der Bearbeitung, während die Belastung für Mitarbeitende, Maschinen und Umwelt kontinuierlich steigt.

Nichtwassermischbare oder wassermischbare Kühlschmierstoffe?

Es gibt zwei Hauptarten von Kühlschmierstoffen:

• Wassermischbarer Kühlschmierstoff für Emulsionen
• Nichtwassermischbarer Kühlschmierstoff für Öl-basierte Produkte

Wassermischbare KSS punkten mit einer starken Kühlung bei geringer Umweltbelastung; während nichtwassermischbare Varianten mit ihrer besseren Schmierwirkung überzeugen. Letztere eignen sich daher auch für anspruchsvolle Hochdruck-Verfahren.

Wassermischbare und nichtwassermischbare KSS im Vergleich

Typ	Vorteile	Nachteile	Typische Verfahren
Wassermischbar	Sehr gute Kühlung, weniger Umweltbelastung	Geringere Schmierung, verkeimungsanfällig	Fräsen, Bohren, Schleifen
Nichtwassermischbar	Beste Schmierleistung, hohe Standzeit	Geringere Kühlung, Ölnebelbildung, höherer Entsorgungsaufwand	Tiefbohren, Reiben, Honen

Zusammensetzung moderner KSS: Was steckt wirklich drin?

Kühlschmierstoffe enthalten mehr als nur Öle und Wasser – und die genaue Zusammensetzung entscheidet über die Leistungsfähigkeit des Stoffes. Moderne KSS bestehen aus folgenden Grundelementen:

• Grundöle, mineralisch, synthetisch oder Gas-to-Liquid (GTL)
• Emulgatoren wie stabile Emulsionen
• Additive wie Extreme Pressure (ET) Additive, Antischaummittel, Biozide oder Korrosionsschutz
• Spezialzusätze für die Haltbarkeit, Filterleistung und Zählfüssigkeit

Wassermischbare Kühlschmierstoffe bestehen zu über 90 % aus Wasser, das mit einem Konzentrat vermischt wird. Dieses Konzentrat enthält in der Regel Mineralöl, Emulgatoren zur Stabilisierung der Emulsion, sowie funktionelle Additive wie Korrosionsschutzmittel, Antischaummittel, Biozide und spezielle Zusätze zur Verbesserung der Schmierwirkung. Der Ölanteil in der fertigen Emulsion liegt meist zwischen 5 und 8 %. Aufgrund ihres hohen Wasseranteils erzeugen wassermischbare KSS eine hervorragende Kühlwirkung und werden bevorzugt bei Anwendungen mit hoher Schnittgeschwindigkeit und starker Wärmeentwicklung eingesetzt. Sie haben eine gute Balance aus Kühlung und Schmierung, müssen jedoch regelmäßig gewartet und auf Verkeimung kontrolliert werden.

Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe bestehen dagegen vollständig aus Mineralöl oder synthetischen Ölen wie Hydrocrack-Ölen, Polyalphaolefinen oder Grundölen. Sie enthalten ebenfalls verschiedene Additive, werden gebrauchsfertig geliefert und benötigen keine Wasserzugabe. Durch ihre hohe Schmierleistung, sehr gute Oxidationsstabilität und Resistenz gegen mikrobiellen Befall eignen sie sich besonders für Anwendungen mit niedriger Schnittgeschwindigkeit, hoher Druckaufnahmefähigkeit oder bei spanlosen Verfahren. Gleichzeitig sind sie aufgrund ihres Ölgehalts deutlich schlechter zu entsorgen als wassermischbare KSS.

Wie finde ich den richtigen KSS für meine Anwendung?

Um den richtigen KSS zu finden, spielt zunächst der bearbeitete Werkstoff eine wichtige Rolle: So stellen Aluminium, Edelstahl oder Grauguss jeweils komplett unterschiedliche Anforderungen an das Kühlschmiermittel. Ebenso relevant ist das eingesetzte Verfahren: Wird gefräst, geschliffen oder gebohrt? Jede Bearbeitung erzeugt eine andere Art von Hitze und benötigt eine ganz eigene Balance aus Kühlung und Schmierung.

Auch die eingesetzten Maschinen und Werkzeuge sowie die dabei entstehenden Temperaturen, Schnittgeschwindigkeiten und Drücke beeinflussen die Auswahl. Ein Beispiel: Aluminiumlegierungen benötigen in der Regel schaumarme, korrosionshemmende KSS, während Schleifmaschinen auf eine besonders hohe Filtrierbarkeit und geringe Schaumbildung angewiesen sind. In der HSC-Bearbeitung (High Speed Cutting) wiederum müssen Kühlschmierstoffe extrem hitzebeständig und stabil sein, um dem hohen thermischen Stress standzuhalten.

Kühlschmierstoffe richtig einsetzten: Praxis-Tipps

Auch der beste KSS nützt wenig, wenn er falsch eingesetzt wird. Achten Sie deshalb auf Folgendes:

• Konzentration überwachen: Nutzen Sie ein Refraktometer, um den pH-Wert im Auge zu behalten. Der ideale Wert liegt zwischen 8 und 9.
• Wasserhärte beachten: Bei zu hartem Wasser kommt es schnell zu Ablagerungen.
• Filter regelmäßig reinigen, um Verunreinigungen zu vermeiden
• Temperatur kontrollieren: Die Temperatur hat starken Einfluss auf die Viskosität und Schmierwirkung des KSS.

Das Hauptaugenmerk liegt vor allem auf der Kombination aus pH-Wert, Nitrit und Temperatur: Eine unzureichende Konzentration aller Elemente zieht Korrosionen nach sich, während eine zu hohe Konzentration Hautreizungen oder Schaumbildung verursachen kann.

KSS und der Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz

Kühlschmierstoffe können bei unsachgemäßer Anwendung die Gesundheit gefährden: So sind die entstehenden Aerosole und der Ölnebel ein Risiko für die Atemluft, Haut und Augen. Als oberste Schutzmaßnahme im Betrieb ist deswegen eine Absauganlage bzw. Ölnebelabscheider vorgesehen.

Die Absauganlagen und Ölnebelabscheider von KAWEHA sorgen dafür, dass die gesundheitsschädlichen Aerosole und Nebel gar nicht erst in die Atemluft gelangen. Sie saugen die belastete Luft direkt an der Werkzeugmaschine ab und filtern die feinsten Tröpfchen und Partikel zuverlässig heraus. Ölnebelabscheider trennen zusätzlich die ölhaltigen Bestandteile aus der Luft und führen das Öl anschließend in Auffangbehälter zurück. So schützen die beiden Absaugsysteme wirksam die Mitarbeiter, senken den Reinigungsaufwand, verlängern die Lebensdauer der Maschinen und kreieren so einen rundum sicheren, sauberen Arbeitsplatz – ganz im Sinne des Arbeitsschutzes und den geltenden Vorschriften wie TRGS 611 oder DIN 51385.

KSS – Alles zur richtigen Lagerung und Entsorgung

Die umweltgerechte Lagerung und Entsorgung von KSS unterliegt strengen Auflagen:

Lagerung

Kühlschmierstoffe sollten stets trocken und frostfrei gelagert werden – idealerweise bei Temperaturen zwischen 5 und 40 °C. Unter 5 °C können sich Bestandteile absetzen, über 40 °C leidet bereits die Stabilität des Produkts. Bewahren Sie die KSS immer in original verschlossenen, unbeschädigten Behältern auf. Verzinkte Tanks oder Leitungen sind für wassermischbare Konzentrate zudem ungeeignet, da sie unerwünschte chemische Reaktionen hervorrufen können. Bei sachgemäßer Lagerung liegt die durchschnittliche Lagerdauer bei etwa 2 Jahren für nichtwassermischbare KSS und 6 bis 12 Monaten für wassermischbare Varianten.

Entsorgung

Kühlschmierstoffe dürfen nicht in die Umwelt gelangen. Wassermischbare und nichtwassermischbare KSS müssen deshalb getrennt gesammelt und über zertifizierte Entsorgungsbetriebe fachgerecht entsorgt werden. Gründe für die Entsorgung können unter anderem ein mikrobieller Befall, Verunreinigung, ein zu hoher Feststoffanteil oder veränderte pH-Werte sein. Die Entsorgung unterliegt dabei stets wasser- und abfallrechtlichen Vorschriften – Verstöße können sowohl der Umwelt als auch der Gesundheit schaden.

Typische Einsatzbereiche in der Industrie

KSS werden in vielen Industriebereichen eingesetzt, vor allem dort, wo metallische Werkstoffe bearbeitet werden. Die wichtigsten Branchen sind:

• Maschinenbau
• Automobilindustrie
• Kugellagerherstellung
• Luft- und Raumfahrt
• Werkzeugbau
• Medizintechnik
• Keramik-, Glas- und Kunststoffindustrie
• Holz- und Gummiindsutrie

KAWEHA Absaugtechnik – Saubere Luft für sichere Arbeitsplätze

Kühlschmierstoffe sind hilfreich, aber auch tückisch – um den beim Bearbeiten entstehenden Aerosolen und Ölnebel keine Chance zu geben, finden Sie bei KAWEHA die Absauglösung, die Sie brauchen. Mit den leistungsstarken Absauganlagen und modernen Ölnebelabscheidern werden die Emissionen direkt an der Quelle erfasst und können sich gar nicht erst in der Luft anreichern. So helfen wir Ihnen dabei, Ihre Mitarbeiter zu schützen und obendrein den Arbeitsschutz einzuhalten – mit maßgeschneiderten Systemen, die für Qualität und Stärke stehen.

Lassen Sie sich jetzt unverbindlich beraten und finden Sie das perfekte Absaugsystem für Ihren Betrieb – für ein sicheres und produktives Arbeiten!

Was ist der Unterschied zwischen Emulsion und Lösung bei wassermischbaren KSS?

Emulsionen bestehen aus feinst verteilten Öltröpfchen im Wasser und sind milchig, während Lösungen klar sind und wasserlösliche Zusätze enthalten. Beide verfügen hinsichtlich der Schmierung und Kühlung über verschiedene Eigenschaften.

Wie oft muss Kühlschmierstoff gewechselt werden?

Der Wechsel ist abhängig von Einsatz, Pflege, Wartung und der Belastung. Üblich sind in der Regel Intervalle zwischen 6 und 18 Wochen. Behalten Sie die KSS-Parameter im Blick, um frühzeitig zu sehen, wann ein Wechsel nötig ist.

Welche Gefahren gehen von Kühlschmierstoffen aus?

Bei unsachgemäßer Handhabung können KSS Hautreizungen, allergische Reaktionen und Ölnebelbelastung auslösen. Absauganlagen und persönliche Schutzmaßnahmen sind deshalb Pflicht.

Was bedeutet Gas-to-Liquid?

Gas-to-Liquid, kurz GTL, beschreibt ein Verfahren, bei dem synthetische Öle aus Erdgas gewonnen werden. Diese sind besonders rein, oxidationsstabil und hitzebeständig – ideal für Hochleistungs-KSS.