CN102433210A - 电火花线切割水基工作液及其制备方法 - Google Patents

电火花线切割水基工作液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电火花线切割水基工作液，它按质量百分比计量下列组分：三乙醇胺、硼酸、油酸、聚乙二醇PEG-600、石油磺酸钠、石油磺酸钡、十二烷基磺酸钠、壬基本分聚氧乙烯醚OP-10、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA-15、司盘S-80、净洗剂6501、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、水解聚马来酸酐HPMA、羟基亚乙基二膦酸HEDP、甘油、乙醇、苯甲酸钠和水。本发明还涉及水基电火花线切割工作液的制备方法。本发明制品呈微黄透明液体，pH值为7.5～8.0，无毒、无刺激气味，易生物降解，排放污水中BOD、COD等指标均符合环保排放标准。本发明在硬质水地区使用也能保证工件加工表面光亮。

Description

电火花线切割水基工作液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于金属切削加工的工作液及其制备方法，具体地讲，本发明涉及一种电火花线切割水基工作液及其制备方法，属于精细化工制备技术。
背景技术
电火花线切割是用于金属材料精密切削加工的一种工艺，钼丝实施电蚀切削时必须提供良好的冷却及润滑条件，以提高工件加工表面质量。市售电火花切割工作液主要有乳液型和水基型两种类型产品，尽管这两种类型产品都是人工合成品，具有很好的冷却性能和润滑性能，完全能够满足电火花线切割的冷却及润滑条件。但是，这两种类型的工作液在使用中都暴露了一些不足，影响了其市场使用量。例如，乳液型工作液因含有矿物油，使用后形成的废水中含有在自然环境下不能生物降解的矿物油，此类废水已被政府明令禁止外排。当然，废弃的乳液型工作液是一种可净化处理的工业废水，主要是净化成本不易被用户接受。水基型工作液是乳液型工作液的替代品，使用时不存在环保问题，问题在于水基型工作液所含的主要材料植物油及合成酯价格逐年升高，高成本是制约其市场使用量的主要原因之一。另外，现有技术的水基型工作液不适合水质硬度指标较高地区使用，用硬水稀释的水基型工作液导致加工后的工件表面发黑，直接降低工件加工表面质量。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种组分配置合理，原料易购，价格低廉，适用于不同水质，排放无环保问题且制备容易的电火花线切割水基工作液及其制备方法。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
电火花线切割水基工作液，其改进之处在于它由下列组分组成，其配比为质量百分比：
Figure BSA00000601491400021
电火花线切割水基工作液的制备方法：其改进之处在于按下列步骤进行：
(1)将按配比量取的三乙醇胺加入反应锅中并加热至80℃±3℃；
(2)加入量取的粉状硼酸，搅拌8分钟～12分钟待其溶解；
(3)升温至120℃±3℃，在此温度条件下反应100分钟～140分钟；
(4)降温至80℃±3℃，加入量取的油酸反应50分钟～70分钟；
(5)降温至60℃±3℃；
(6)将预先用苯甲酸钠溶解的石油磺酸钡与量取的石油磺酸钠、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙燃醚OP-10、司盘S-80、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA-15、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES一并用加热至60℃±3℃的余量水混合，搅拌8分钟～12分钟；
(7)将步骤(6)的混合体及量取的聚乙二醇PEG-600、净洗剂6501、甘油、乙醇、水解聚马来酸酐HPMA、羟基亚乙基二膦酸HEDP一并投入到步骤(5)中，搅拌25分钟～35分钟即得成品。
作为本发明进一步改进，其组分优选量按质量百分比计量如下：
Figure BSA00000601491400031
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、本发明所有组分市场易购且价格低廉，制造成本低；
2、本发明组分中不含矿物油或植物油，无毒、无刺激性气味，易生物降解，排放的污水BOD、COD等指标均符合国家环保排放标准；
3、本发明中水解聚马来酸酐HPMA和羟基亚乙基二膦酸HEDP属于抗硬水分散剂，在硬水地区使用可避免工件加工表面发黑问题。
具体实施方式
电火花线切割水基工作液，其组分按质量百分比计量如下：
Figure BSA00000601491400042
Figure BSA00000601491400051
电火花线切割水基工作液的制备方法按下列步骤进行：
(1)将按配比量取的三乙醇胺加入反应锅中并加热至80℃±3℃；
(2)加入量取的粉状硼酸，搅拌8分钟～12分钟待其溶解；
(3)升温至120℃±3℃，在此温度条件下反应100分钟～140分钟；
(4)降温至80℃±3℃，加入量取的油酸反应50分钟～70分钟；
(5)降温至60℃±3℃；
(6)将预先用苯甲酸钠溶解的石油磺酸钡与量取的石油磺酸钠、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙燃醚OP-10、司盘S-80、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA-15、脂肪醇聚氧乙烯醚酸钠AES一并用加热至60℃±3℃的余量水混合，搅拌8分钟～12分钟；
(7)将步骤(6)的混合体及量取的聚乙二醇PEG-600、净洗剂6501、甘油、乙醇、水解聚马来酸酐HPMA、羟基亚乙基二膦酸HEDP一并投入到步骤(5)中，搅拌25分钟～35分钟即得成品。
实施例1～3
本实施例1～2在硬水地区使用，组分中含有水解聚马来酸酐HPMA和羟基亚乙基二膦酸HEDP抗硬水分散剂。用CaO计量所用水硬度，实施例1水质硬度为85mg/L，实施例2水质硬度为120mg/L。实施例3的水质硬度为80mg/L，属于软水，故组分中省去水解聚马来酸酐HPMA和羟基亚乙基二膦酸HEDP。实施例1～3的具体组分及配比见下表1，制备方法具体工艺条件见表2。
表1：实施例1～3具体组分及配比表
Figure BSA00000601491400061
表2：实施例1～3制备方法工艺条件表
Figure BSA00000601491400071
实施例1～3的制品均呈微黄透明液体，实施例1PH值为7.5；实施例2PH值为8.2；实施例3PH值为7.8。实施例1～3的制品均用水稀释，稀释后除用于电火花线切割冷却，也可以用于车削、磨削、铣削和锯削加工冷却。实施例1和实施例2组分中均含有抗硬水分散剂，在水质较硬地区可直接用本地水稀释，不必采用去离子水，此项作用除极大方便硬水地区使用，而且节约了成本，最重要的是在硬水地区使用可避免工件加工表面发黑，无烧伤、无坑凹、无麻点。本发明组分中不含矿物油或植物油，无毒、无刺激性气味，易生物降解，排放的污水BOD、COD等指标均符合国家环保排放标准。

Claims (3)

1.一种电火花线切割水基工作液，其特征在于它由下列组分组成，其配比为质量百分比：
Figure FSA00000601491300011
2.一种实现权利要求1所述电火花线切割水基工作液的制备方法：其特征在于按下列步骤进行：
(1)将按配比量取的三乙醇胺加入反应锅中并加热至80℃±3℃；
(2)加入量取的粉状硼酸，搅拌8分钟～12分钟待其溶解；
(3)升温至120℃±3℃，在此温度条件下反应100分钟～140分钟；
(4)降温至80℃±3℃，加入量取的油酸反应50分钟～70分钟；
(5)降温至60℃±3℃；
(6)将预先用苯甲酸钠溶解的石油磺酸钡与量取的石油磺酸钠、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙燃醚OP-10、司盘S-80、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA-15、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES一并用加热至60℃±3℃的余量水混合，搅拌8分钟～12分钟；
(7)将步骤(6)的混合体及量取的聚乙二醇PEG-600、净洗剂6501、甘油、乙醇、水解聚马来酸酐HPMA、羟基亚乙基二膦酸HEDP一并投入到步骤(5)中，搅拌25分钟～35分钟即得成品。
3.根据权利要求1所述的电火花线切割水基工作液，其特征在于它由下列组分组成，其配比为质量百分比：
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