16.11.2007 PRO-setral-PL 941 Die Konservierung von metallisch blanken sowie
hochpolierten Flächen an Formen, Werkzeugen und
Vorrichtungen gestaltet sich in der Praxis oft
schwierig. Egal ob Öl- oder wachsbasierende
Produkte verwendet werden, diese führen meist zu
hohen Ausschussquoten, aufwendigen
Nachreinigungsverfahren und auch unzureichendem
Korrosionsschutz an Formen und Werkzeugen.
PRO-setral-PL 941 ist ein neues, innovatives,
fettartiges Korrosionsschutzmittel der Setral,
welches die positiven Eigenschaften von
herkömmlichen auf Öl- und wachsbasierenden
Korrosiensschutzmittel in sich vereint. Es
verdampft bei ca. +70° C rückstandsfrei,
unterwandert mühelos Feuchtigkeit und dringt dabei
nicht ins Werkzeuginnere.
Überzeugen Sie sich selbst und fordern Sie Ihr
kostenloses Produktmuster an. |  |
16.11.2007 No degreasing prior to painting Setral develops metal working fluids for stamping
and forming operations.
CUT-setral-CST-range simplifies stamping and
forming operations of metal parts. Because of
extremely low residues no cleaning is needed.
CUT-setral-CST-range was especially designed for
stamping and forming operationsSetral simplified
the production process as an expensive cleaning
after forming operations is not necessary and no
compromise in efficiency has to be made.
Metal working fluids – no matter if for cutting or
non-cutting operations – have to handle a wide
range of functions: They have to cool, to extend
tool life and to provide exactly processing.
Metal cutting processes like grinding, milling and
drilling release extreme high energy, which needs
intensive cooling. Therefore, water miscible metal
working fluids (cooling lubricants) are mainly
used. For non-cutting processes non water miscible
metal working fluids are used which are mainly
based on mineral oils or bio-degradable rape oil
or rape oil derivates.
If non water miscible metal working fluids are
used, work parts mostly have to be cleaned after
forming. This is particularly important if work
parts are produced for food- or pharmacy industry
– for example tubes, screw caps, bottle caps and
cans.
Residues are also critically if work parts have to
be over-painted. During production of small parts
adhesive force is formed and further processing is
difficult.
If parts contaminated with metal working fluids
get in contact with plastics or elastomeres
incompatibilities could appear which result in
colour changes, swellings and hardness changes.
Cleaning of work parts is always one step more
which takes up time and causes waste, which has to
be disposed expensively. Disposal cost will
increase continuously in the next years.
Dilutions only reduce after-effects
Some companies offer metal working fluids based on
solvents which are usually simple dilutions from
common products. The problem of residues with the
mentioned after-effects are only reduced but not
eliminated by them. Setral developed with
CUT-setral-CST range a technology which is nearly
residue-free without reducing efficiency of
products.
This was made possible by tailor-made additive
selection by means of the RVT testing machine
which was developed and constructed together with
the Technical University in Darmstadt.
Measuring principle:
A fixed test ring is pressed for one minute to a
rotating test ring. Temperature and load can be
adjusted. The test ring axles stand right-angled
to each other. The contact area is wetted with the
metal-working fluid. The load is increased in
stages and then the surface of the wear calotte is
judged. The smaller the surface of the wear
calotte, the better the load carrying of the
tested oil.
The correlation between the measuring principle
and practical application is markedly good.
Laboratory and practical tests designed a product
range which satisfies demands from various
appliers. This product range contains standard
products with a wide operation field for different
kinds of metal, material thickness and sequences
as well as individual adjusted products for only
one single applier.
There were solutions developed for simple
applications like deep-drawing from screw caps or
tubes. These products evaporate nearly
residue-free.
Besides the selection from additives it was
esteemed on physiologically toleration. Therefore
these products are suitable for food- and
pharmaceutical industry.
But also products for heavy applications leave
only little residues, so over-painting is possible
without problems.
Evaporating rate from the products could be
adjusted on request. But there has always a
compromise to be made regarding the flash point.
The high-speed evaporating A II-products should be
applied where it is acceptable to safety
technologies.
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16.05.2007 Der Einfluß von Additiven in
Schmierstoffen
Einleitung
Zu Beginn der Industrialisierung waren die
Anforderungen an Schmierstoffe nicht hoch.
Begriffe wie Lebens-dauerschmierung, thermische
Stabilität, Verschleißschutz und Reibwertkontrolle
quasi Fremdwörter. Mit fort-schreitender
Maschinenentwicklung durften dann die
Schmierstoffe ebenfalls nicht stehen bleiben. So
wur-den bald die ersten Additive basierend auf
natürlichen Fettölen (tierisch) oder einfache
Bleiseifen eingesetzt um speziell besseres
Lasttragevermögen zu erreichen. Heutzutage ist das
bei Weitem nicht mehr ausrei-chend, sowohl in
Bezug auf Performance als auch
Umweltgesichtspunkten. Heute ist die
Lebensdauer-schmierung von Maschinenelementen
Stand der Technik, es müssen/mußten Schmierstoffe
entwickelt wer-den die dem Rechnung tragen.
Speziell der Umweltgedanke spielt mittlerweile
eine sehr große Rolle was sich auch in den vielen
Novellen der Gefahrstoffverordnung widerspiegelt
und dem jetzt durch REACh (Re-gistration,
Evaluation and Administration of Chemicals) und
GHS (Global Harmonised System) noch weitere
Verschärfungen folgen.
Um dem Ganzen Rechnung tragen zum können sind die
Schmierstoffhersteller gezwungen neue Produkte zu
entwickeln, die auf Rohstoffen aufbauen, die so
weit wie möglich ökologisch unbedenklich sind. Der
folgende Artikel soll zeigen, wie wertvoll der
Einsatz modernster Tribometer für Setral ist für
die Entwicklung von
Hoch-leistungsschmierstoffen.
Tribometer – Dynamischer Vier-Kugel-Apparat (DFBT)
& Reib-Verschleiß-Tester (RVT)
DFBT und RVT sind mit der TU Darmstadt neu
entwickelte Tribometer mit hervorragender Eignung
für die Untersuchung und Entwicklung von
Schmierstoffen. Beide Testmaschinen zeichnen sich
durch einfaches Handling und hohe Vielseitigkeit
in Bezug auf Test-Parameter aus.
Der DFBT ist ein innovatives Tribometer zur
Untersuchung der tribologischen Eigenschaften von
Schmierfetten und Pasten. Der deutlichste
Unterschied des DFBT gegenüber dem in DIN 51350
genormten Shell-Vierkugelapparat, sind die
unbefestigten Unterkugeln (3 mit Käfig, 6
vollrollig), die im Prüftopf umlaufen können.
Diese Umlaufkugeln berühren ihre drei
Kontaktpartner Antriebskugel (Kontakt I), Ring
(Kon-takt B) und Platte (Kontakt C) und wälzen im
Betrieb in jedem dieser drei Kontaktbereiche ab.
Hierdurch werden die dynamischen Zustände, welche
man in einem Wälzlager vorfindet, simuliert. Durch
geeignete Wahl der Prüfparameter können so
Verschleiß-kennwerte in einem breiten Bereich
erfaßt werden.
Der RVT wurde zum Testen von Reibung und
Verschleiß von Schmierölen und halbflüssigen
Schmierfetten, als Alternative zu den Timken und
Reichert Prüfmaschinen, entwickelt. Das Meßprinzip
basiert auf einer ähnlichen Geometrie wie der
Reichert Tester. Ein fest montierter Zylinder wird
mittels Hebelkraft gegen einen umlaufenden Ring
gepreßt. Der Zylinder rotiert in einem Tauchbad,
so daß eine kontinuierliche Schmierung
gewährleistet ist. Versuche bis zum Trockenlauf
sind aber auch mög-lich. Wie auch beim DFBT können
durch Wahl der Prüfparameter Verschleiß- und
Reibungskennwerte ermittelt werden. Im Unterschied
zum Reichert Testers eröffnen die breiteren
Temperatur-, Geschwindigkeits- und Lastbereiche
mehr Möglichkeiten für das Testen von
Schmierstoffen.
DFBT – Beispiel
Ein Hochleistungs Additiv-System ist speziell im
Bereich der Teilschmierung wirksam. In diesem
Bereich wird im Gegensatz zur Vollschmierung nur
ein Teil der Belastung durch den Schmierfilm
übernommen und der Rest durch die sich berührenden
Rauhigkeitsspitzen. Vor allem in Anwendungen mit
wechselnden Belastun-gen (Vibrationen,
oszillierenden Bewegungen, Start-Stop etc.) oder
Einlaufphasen überwiegt die Teilschmie-rung. In
diesem Bereich entwickelt ein Additiv-System seine
volle Wirkung und durch kontrollierten Ver-schleiß
können Oberflächen eingeglättet werden und das
Lasttragevermögen erhöht. Als Folge dessen wird
der Reibwert abgesenkt resultierend in
- Niedrigere Beharrungstemperatur
- Höhere Effizienz
- Längere Lebensdauer für Schmierstoff und
Maschinenelement
- Längere Nachschmierintervalle
- Geräuschdämpfung
Als Beispiel zeigt Diagramm 1 die Wirkungsweise
eines Hochleistungs Additiv-Systems Durch Erhöhung
der Belastung bei konstanter Geschwindigkeit
steigt erwartungsgemäß das Reibmoment
entsprechend. Bei Er-reichung der Teilschmierung
ergibt sich ein plötzlicher Anstieg des
Reibmoments bald gefolgt von der
Wie-derherstellung eines geringeren Reibmoments.
Eine Reduzierung der Belastung zeigt, daß das
Reibmoment im Allgemeinen niedriger als vorher bei
gleicher Belastung ist. Dies verdeutlicht den
Einfluss der Additive. Durch eine Veränderung der
Temperatur, kann der Minimum- und Maximumwert für
die Optimierung des Additivs festgestellt
werden.
RVT – Beispiel
Wie in der Beschreibung des RVT aufgezeigt, ist
dieser für die Entwicklung von Schmierölen sehr
geeignet. In diesem Beispiel wird die Anwendung
bei der Entwicklung von Hochleistungs - Kettenölen
dargestellt. Dia-gramm 2 zeigt den Einfluß
verschiedener Kombinationen aus
Verschleißschutz-/Hochdruckadditiven in
un-veränderter Grundölzusammensetzung. Kettenöle
werden oft in einem breiten Temperaturbereich
angewandt und es ist daher sehr wichtig zu wissen,
in welchem Maße die Belastbarkeit über den
Temperaturbereich variiert. Die Testparameter im
Beispiel sind 50°C und 1500 UpM (~3,5m/s). Laut
diesen Ergebnissen schie-nen Öl b, c und Öl e die
besten Kandidaten zu sein. Eine Wiederholung der
Versuche bei 100°C, 150 und 200°C zeigte, dass die
Additivkombination in Öl e sehr gute Ergebnisse
brachte, hingegen Öl b und c bereits bei 150°C
ausfielen.
Diagramm 3 zeigt einen ähnlichen Test wie Diagramm
2, aber in diesem Fall für Getriebeöle. Im
Gegensatz zu dem Kettenölbeispiel wurden
unterschiedliche Grundöle (gleiche
ISO-Viskositäten) verglichen, sowie eine
Optimierung der Additivkombination im Mineralöl
durchgeführt. Die Proben G1, G2 und G 3 basierten
auf Mineralöl, PG war Polyglykol und SYN war
Polyalphaolefin. G3 und SYN enthielten die
gleichen Additive, G 1 und G1 Variationen davon.
PG war ein auf dem Markt gut bekanntes Getriebeöl.
Zusammenfassung
Die angeführten Beispiele sind nur ein kleiner
Auszug aus einer Reihe von Versuchen die mit den
beschrie-benen Tribometern durchgeführt wurden.
Die Einfachheit, Genauigkeit und Geschwindigkeit
der Verfahren machen diese besonders geeignet für
Entwicklungsarbeit. Dabei ist es wichtig, den
Verwendungszweck des neuen Schmierstoffes zu
kennen. Auf dieser Basis können die Parameter in
den Maschinen eingestellt wer-den und die
festgestellten Ergebnisse liefern eine gute
Vorstellung über die auf diesem Bereich erbrachte
Leistung.
RVT – Beispiel
Wie in der Beschreibung des RVT aufgezeigt, ist
dieser für die Entwicklung von Schmierölen sehr
geeignet. In diesem Beispiel wird die Anwendung
bei der Entwicklung von Hochleistungs-Kettenölen
dargestellt. Dia-gramm 2 zeigt den Einfluß
verschiedener Kombinationen aus
Verschleißschutz-/Hochdruckadditiven in
un-veränderter Grundölzusammensetzung. Kettenöle
werden oft in einem breiten Temperaturbereich
angewandt und es ist daher sehr wichtig zu wissen,
in welchem Maße die Belastbarkeit über den
Temperaturbereich variiert. Die Testparameter im
Beispiel sind 50°C und 1500 UpM (~3,5m/s). Laut
diesen Ergebnissen schie-nen Öl b, c und Öl e die
besten Kandidaten zu sein. Eine Wiederholung der
Versuche bei 100°C, 150 und 200°C zeigte, dass die
Additivkombination in Öl e sehr gute Ergebnisse
brachte, hingegen Öl b und c bereits bei 150°C
ausfielen.
Diagram 2: RVT – Kettenöl
Diagramm 3 zeigt einen ähnlichen Test wie Diagramm
2, aber in diesem Fall für Getriebeöle. Im
Gegensatz zu dem Kettenölbeispiel wurden
unterschiedliche Grundöle (gleiche
ISO-Viskositäten) verglichen, sowie eine
Optimierung der Additivkombination im Mineralöl
durchgeführt. Die Proben G1, G2 und G 3 basierten
auf Mineralöl, PG war Polyglykol und SYN war
Polyalphaolefin. G3 und SYN enthielten die
gleichen Additive, G 1 und G1 Variationen davon.
PG war ein auf dem Markt gut bekanntes Getriebeöl.
Diagram 3: RVT – Getriebeöl
Zusammenfassung
Die angeführten Beispiele sind nur ein kleiner
Auszug aus einer Reihe von Versuchen die mit den
beschrie-benen Tribometern durchgeführt wurden.
Die Einfachheit, Genauigkeit und Geschwindigkeit
der Verfahren machen diese besonders geeignet für
Entwicklungsarbeit. Dabei ist es wichtig, den
Verwendungszweck des neuen Schmierstoffes zu
kennen. Auf dieser Basis können die Parameter in
den Maschinen eingestellt wer-den und die
festgestellten Ergebnisse liefern eine gute
Vorstellung über die auf diesem Bereich erbrachte
Leistung.
Josef Barreto-Pohlen
Dipl.-Ing. (FH)
Technical Director
Setral Chemie GmbH
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26.09.2005 Artikel im PLASTVERARBEITER Magazin (Heft 9/2005) Langzeitschmierung von Werkzeugelementen
Stabil bis 300 °C
Die Schmierung von Auswerfern, Schiebern,
Falteinheiten oder Klinkenzügen wird schwierig,
wenn hohe Schusszahlen erreicht werden sollen und
die gefertigten Teile nicht kontaminiert werden
dürfen. Durch den Einsatz eines geeigneten
Schmierstoffs lassen sich diese Probleme
beseitigen und die Produktivität erhöhen.
Ziel von Produktionsbetrieben ist es, Maschinen so
effektiv wie möglich einzusetzen. Das gilt im
Bereich Kunststoffspritzguss insbesondere für den
störungsfreien Betrieb und die erreichbare
Stückzahl (Schusszahl), die durch die Auswahl
geeigneter Schmierstoffe sichergestellt werden
soll. Entscheidend ist aber auch, dass alle
gefertigten Teile den Qualitätsanforderungen
entsprechen und durch den verwendeten Schmierstoff
nicht negativ beeinflusst werden. Zahlreiche
Faktoren können im Zusammenhang mit der Schmierung
zu einer deutlichen Reduktion der Effizienz
führen.
Im Vordergrund stehen dabei komplizierte Formen,
erhöhte Werkzeugtemperaturen, aggressive
Kondensate, das verwendete Spritzgut und hohe
Geschwindigkeiten. Hinzu kommen steigende
Qualitätsanforderungen. Unter diesen Bedingungen
sind die konventionellen Schmierstoffe häufig
überfordert - physikalisch durch höhere
Temperaturen oder schnellere Arbeitsabläufe und
chemisch durch Kontakt mit aggressiven Dämpfen und
Oxidation.
Hauchdünn auftragen
Durch die erhöhten Temperaturen wird unter
Umständen der Schmelzpunkt der Seifenverdicker in
den Schmierfetten überschritten.
Das Schmierfett wird flüssig und läuft von der
Schmierstelle. Dadurch kommt es zur
Mangelschmierung und in der Folge zu erhöhtem
Verschleiß an den beweglichen Teilen. Weitere
Folgen der höheren Temperaturen sind verstärkte
Abdampfraten des verwendeten Grundöls und in Folge
dessen das Austrocknen des Schmierstoffs. Auch
daraus resultiert dann wieder eine
Mangelschmierung mit den bekannten Problemen.
Kombiniert mit der durch die Temperaturen
beschleunigten Oxidation bilden sich feste
Rückstände, die sehr häufig als schwarze oder
braune Punkte auf den Spritzteilen erscheinen und
zum Ausschuss führen.
Bei der Entwicklung des Schmierfetts
SYN-setral-INT/300 zur Schmierung von Auswerfern,
Schiebern, Falteinheiten oder Klinkenzügen war es
das Ziel der Setral Chemie GmbH, Seeshaupt, die
Probleme zu beseitigen beziehungsweise unter
Kontrolle zu bringen. Dies gelang durch die
Auswahl spezieller Additive und geeigneter
synthetischer Basisöle in Verbindung mit einer
neuartigen Verdickerkombination. Die verwendeten
Basisöle sind hochwertige Perfluoralkylether
(PFAE), die eine thermische Stabilität bis in den
Bereich von 300 °C aufweisen. Der Verdicker ist
bis weit darüber hinaus stabil ohne zu schmelzen.
Sowohl Grundöl als auch Verdicker und Additive
erfüllen also nicht nur die Anforderungen
bezüglich der thermischen Stabilität, sondern sind
auf Grund ihrer chemischen Struktur indifferent
gegenüber fast allen verwendeten Materialien. In
umfangreichen Praxistests wurden weitere Vorteile
deutlich. So lässt sich der volumenmäßige
Verbrauch drastisch reduzieren, da das neue
Schmierfett nur noch hauchdünn aufgetragen werden
muss und dadurch kein Fetttransport über die
beweglichen Teile auf das Spritzgut erfolgt.
Dunkle Punkte oder Stellen, die man nicht
bedampfen oder überlackieren kann, gehören damit
der Vergangenheit an. Ein Austausch des
Schmierstoffs beim Wechsel des Spritzgutes ist
ebenfalls nicht notwendig, da er absolut
verträglich ist. Die Lebensmitteleignung,
dokumentiert durch USDA-H1-Autorisierung, ist ein
weiterer Vorteil. Neben der Reduzierung des
Verbrauchs konnten auch die Schusszahlen bis auf
dem Faktor 4 gegenüber den herkömmlichen, auf
Mineralöl- oder Syntheseölbasis gefertigten
Schmierpasten und -fetten erhöht werden.
Mittlerweile bewährt sich das neue Schmierfett im
täglichen Einsatz bei namhaften Herstellern von
Spritzgussteilen in weiten Bereichen der
Industrie.
Autor: Josef Pohlen
Dipl.-Ing. (FH)
Technical Director
Setral Chemie GmbH |  |
