Die Leistung eines Kühlschmierstoffs hängt stark von der Qualität des Wassers ab. Härte, Chloridgehalt und Sauberkeit bestimmen, wie stabil eine Emulsion bleibt, wie lange sie hält und wie zuverlässig Ihre Maschine arbeitet. Dieser Leitfaden erklärt die wichtigsten Wasserparameter und zeigt Schritt für Schritt, wie Kühlschmierstoffe korrekt gemischt werden, um stabile Ergebnisse in der CNC-Bearbeitung zu erreichen.
Abbildung: Frische Kühlschmierstoff Emulsion und Emulgatorprinzip
Eine KSS-Emulsion besteht aus Konzentrat und Wasser - und Wasser macht dabei mehr als 90 % des gesamten Volumens aus. Daher hat die Wasserqualität direkten Einfluss auf Schaumbildung, Korrosionsrisiken, Maschinenhygiene, Werkzeugstandzeiten und die generelle Stabilität des Kühlschmierstoffs. Hochwertiges Wasser führt zu längerer Emulsionsstandzeit, geringerem Verbrauch und stabileren Bearbeitungsprozessen.
Die Wasserhärte beschreibt die Menge gelöster Mineralien - hauptsächlich Calcium (Ca²⁺) und Magnesium (Mg²⁺). Diese Mineralien reagieren mit den Emulgatoren des Kühlschmierstoffs und beeinflussen Schaumverhalten, Stabilität und Schmierleistung.
Ist das Wasser zu weich, neigt die Emulsion zum Schäumen. Ist es zu hart, entstehen schwer lösliche Verbindungen wie Kalk und Kalkseifen. Diese verursachen Ablagerungen, fördern Korrosion und machen die Emulsion instabil.
Kalkseifen entstehen durch die Reaktion zwischen anionischen Emulgatoren des KSS und Calcium-Ionen im Wasser und beeinflussen dadurch direkt die Schaumkontrolle und Wirksamkeit des Schmierstoffs.
Abbildung: Erklärung von Calcium und Magnesium Ionen in der Wasserhärte
Unterschiedliche Härtebereiche führen zu unterschiedlichem Verhalten der Emulsion. Die folgenden Bereiche dienen als Orientierung:
Abbildung: Wasserhärte Teststreifen und 0–30 °dH Skala
Die Wasserhärte variiert in Deutschland stark. Süddeutschland hat meist sehr hartes Wasser aufgrund hoher Mineralgehalte. Norddeutschland besitzt überwiegend weiches Wasser. In der Mitte und im Osten findet man gemischte Härtezonen.
Abbildung: Karte der Wasserhärte in Deutschland
Auch der Chloridgehalt unterscheidet sich regional deutlich und beeinflusst Korrosion, Emulsionsstabilität und Standzeit. Einige Regionen weisen natürliche Erhöhungen des Chloridgehalts auf.
Abbildung: Karte der Chloridkonzentration in Deutschland
Aufgrund dieser regionalen Unterschiede sollten Werkstätten sich nicht auf allgemeine Annahmen verlassen, sondern lokale Wasserwerte prüfen. Sowohl Härte als auch Chloridwerte bestimmen, wie stabil ein Kühlschmierstoff gemischt werden kann.
Chlorid-Ionen (Cl⁻) beeinflussen sowohl den Korrosionsschutz als auch die Emulsionsstabilität. Ein hoher Chloridgehalt erhöht das Korrosionsrisiko an Maschinen, Leitungen und Werkstücken. Außerdem kann die Emulsion instabil werden und sich mit der Zeit trennen.
Niedrige Chloridwerte unterstützen längere Emulsionsstandzeiten und besseren Schutz empfindlicher Materialien. Bei erhöhten Chloridwerten helfen Umkehrosmose- (RO) oder demineralisierte (DI) Wasser zur Reduzierung der Belastung.
Abbildung: Korrosionsbeispiel durch hohe Chloridbelastung
Auch bei optimaler Wasserhärte und niedrigem Chloridgehalt kann Verunreinigung die Emulsion destabilisieren. Rostpartikel, Schmutz, Späne und Rückstände alter Emulsionen verkürzen die Lebensdauer deutlich und fördern mikrobielles Wachstum. Saubere Tanks und Mischbehälter sind entscheidend für eine stabile Emulsion.
Abbildung: Verschmutzter Kühlschmierstofftank aus der Praxis
Automatische Mischsysteme werden direkt auf das Gebinde gesetzt und nutzen den Wasserdruck, um Konzentrat anzusaugen. Ideal für Werkstätten mit hohem Verbrauch oder Serienproduktion.
Gut geeignet für kleine Werkstätten oder geringe Mengen. Die Genauigkeit hängt jedoch vollständig vom Bediener ab.
Abbildung: Verschiedene Methoden zum Mischen von Kühlschmierstoffen
Warum immer Konzentrat ins Wasser?
Weil Wasser im Konzentrat keine stabile Emulsion bildet und grobe Tropfen entstehen.
Welche Wasserhärte ist ideal?
Die meisten KSS funktionieren am besten zwischen 8 und 14 °dH.
Warum schäumt meine Emulsion?
Oft wegen weichem Wasser, Verunreinigung, falscher Konzentration, Pumpenturbulenz oder Luftleckagen in Druckluft- oder Pumpensystemen.
Wie oft sollte ich die Konzentration prüfen?
Täglich mit einem Refraktometer.
Kann hartes Wasser Schaden anrichten?
Ja - es erhöht Ablagerungen, destabilisiert Emulsionen und schwächt den Korrosionsschutz.
Das Verständnis von Wasserqualität und Mischprozessen ist entscheidend, um stabile, langlebige Kühlschmierstoff-Emulsionen zu erreichen. Gutes Wasser, die richtige Konzentration und saubere Ausrüstung reduzieren den Verbrauch und erhöhen die Prozesssicherheit. Wer diese Grundsätze beachtet, vermeidet typische Probleme und sorgt für zuverlässige CNC-Bearbeitung.
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