Hartmetallbearbeitung
In der heutigen Zerspanung hat sich Hartmetall bei Werkzeugen und Wendeschneidplatten etabliert. Diese höchstpräzisen Werkzeuge müssen hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit, Form und Oberfläche gerecht werden.
Werkstücke aus Hartmetall werden durch sintern bereits bei der Herstellung in Form gepresst. Der Sinterprozess kann jedoch den heutigen Anforderungen an höchste Maßhaltigkeit nicht gerecht werden, da es beim Sintern zu einer Schrumpfung der Presslinge kommt.
Diese Abweichung vom Sollmaß wird durch spezielle Bearbeitungsverfahren in höchster Präzision nachbearbeitet. Die häufigsten Verfahren in dieser Nachbearbeitung sind das Schleifen, das Honen, das Läppen und das Erodieren. Wir beschäftigen uns in diesem Beitrag mit dem Hartmetallschleifen.
Cobalt als Bindemittel für Hartmetalle
Das häufigste Bindemittel zur Herstellung von Hartmetall ist Cobalt. Cobalt kann als Abrieb in die Luft gelangen. Zusätzlich können Cobalt-Ionen bei beim Schleifprozess ausgewaschen werden man spricht hier vom so genannten Cobalt-Leaching. Cobalt ist ein gesundheitsgefährdender Stoff, der als karzinogen (krebserregend) eingestuft ist und vom menschlichen Körper nicht abgebaut werden kann (TRGS 561 – Tätigkeit mit krebserzeugenden Metallen und ihren Verbindungen).
Die Menge gelöster Cobalt-Ionen erkennt man an einer mehr oder weniger starken Verfärbung des Kühlschmierstoffes. Diese reicht von schwach rosa bis tiefblau. Eine hohe Belastung mit Cobalt-Ionen führt technisch oft zu vermindertem Korrosionsschutz und verschlechtertem Rückstandsverhalten.
Aber auch aus arbeitsmedizinischer Sicht ergibt sich die Gefahr von allergischen Reaktionen bei Hautkontakt und erhöhter Cobaltgehalte in Blut und Urin. Das Risiko einer Lungenfibrose nach chronischer Aufnahme von Hartmetallstäuben ist seit Jahrzehnten als Berufskrankheit anerkannt.
Um die Arbeitsplatzsicherheit zu gewährleisten muss die Cobalt-Belastung so gering wie möglich gehalten werden. Hierzu kommen folgende Maßnahmen in Betracht:
- Schmutztragevermögen
- Schaumverhalten
- Spülvermögen
- Filtrierbarkeit
- und Hautverträglichkeit
auch das Cobalt-Leaching verhindern und den Anwender vor gesundheitlichen Schäden schützen.
Werden wassergemischte Kühlschmierstoffe (Lösungen) zum Schleifen von Hartmetallen eingesetzt, so sollte der Kühlschmierstoff gegen Bunt- und Hartmetalle inhibiert sein. Die Inhibitoren überführen die gelösten Cobalt-Ionen in Komplexverbindungen. Diese können dann effektiv abfiltriert werden. Zusätzlich sollte auf Amin-freiheit geachtet werden. Amine verstärken das Cobalt-Leaching und führen somit viele Cobalt-Ionen in Lösung. Die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin empfiehlt daher, bei der Bearbeitung von Hartmetallwerkstücken mit wassergemischten Kühlschmierstoffen, insbesondere spezielle aminfreie Kühlschmierstoffe mit Inhibierung zu verwenden (TRGS561). Ein auf dieses Anforderungsprofil speziell entwickeltes Produkt ist das helcool Grind 1500.
Amine spielen bei der Verwendung von Schleifölen keine Rolle, da diese in der Regel aminfrei sind. Eine effektive Inhibierung ist jedoch auch bei Schleifölen vorgeschrieben. Zusätzlich sollte das Schleiföl gut filtrierbar sein um die komplexierten Cobalt-Ionen effektiv zu entfernen. Hierzu stehen speziell entwickelte GTL-Schleiföle zur Verfügung die möglichst wenig Cobalt aus dem Hartmetall lösen, wie das helcool N 6 HM.
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