CN102689064B - 通用型电火花线切割机床工作液组合物 - Google Patents

Abstract

一种通用型电火花线切割机床工作液组合物，其组分和含量按质量百分比计：清净剂3~15%、多效剂2~10%、乳化剂0.8~1.5%、能量增强剂2~10%、防锈剂0.5~1.0%、防腐剂5~10%，稳定剂0.8~1.5%，余量为合成基础油。本发明的电火花线切割机床工作液属合成型电火花加工液，相比普通电火花加工液性能有大幅提升，其优点有：具有良好的润滑、清洗和排屑性能，良好的防锈性、无腐蚀性，与机床油漆适应性好，闪点高，不易起火燃烧汽化，使用寿命长，本身无难闻刺激性气味，放电加工中也不产生有毒气体，对人体无毒害。

Description

通用型电火花线切割机床工作液组合物

技术领域

本发明涉及一种通用型电火花线切割机床工作液组合物。

背景技术

电火花线切割加工属于电火花加工技术之一，它是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用，蚀除导电材料的特种加工方法。其具有工具电极与工件不接触、不产生毛刺和刀痕沟纹、易于自动控制等加工特点。能在同一机件上连续进行粗加工、半粗加工和细加工等优点。被广泛应用于加工淬火钢，不锈钢，模具钢，硬质合金等难加工材料，以及用于加工具有复杂表面的零部件，在民用和国防工业中获得不断推广应用，已成为切削加工工艺的重要补充并得到进一步推广。

电火花线切割加工机床是进行电火花加工的操作平台。根据其工作台形式不同，电火花线切割加工机床可以分为：单立柱十字工作台型和双立柱型（也称龙门型）。另外，也可根据电极丝运动的方式不同，分为高速走丝电火花线切割机床和低速走丝电火花线切割机床。高速机床加工效率、精度、质量较低，电极丝损耗较大，通常加工工作液采用乳化液。低速机床加工效率、精度、质量较高，电极丝损耗小，加工过程中工作液主要采用去离子水、低粘度液态烷烃、合成酯类、聚亚烷基乙醇（PAG）或经特殊精制而成的矿物油。

无论是对于哪一种电火花线切割加工机床，其工作液性能的好坏，直接影响加工的切割速度、加工精度、加工稳定性以及被加工件的表面质量。因此，一种性能良好的电火花线切割加工机工作液必须具备良好的润滑性、防锈性、安全性、抗氧化性、清洗和排屑等性能，适中的粘度和介电性能也是必要的。电火花加工工作液一般分为水基矿物油型和合成型。水基矿物油型工作液以20世纪60 年代发展起来的去离子水和煤油为代表。70~ 80 年代，开始生产电火花线加工专用油，即在矿物油中加入适量的添加剂。80~ 90 年代， 随着环保要求提高，机床升级换代，开始出现合成型、高速型和混合型电火花线加工工作液。但是，目前我国市场上，电火花线加工液品种繁杂、质量偏低，基本上为中低端产品，此类加工液产品已无法满足现代机械加工的要求，成为我国电火花线加工技术发展的瓶颈。国外发达国家许多电火花加工机床生产企业，已形成自己的电火花加工液系列，质优但价格昂贵。因此，有必要研制中高档合成型低芳烃电火花加工液，来满足市场需求。此外，鉴于市场上同时存在低速和高速机床，为减少管理成本和使用后工作液处理的麻烦，很有必要研制一种同时适用于高速机床和低速机床使用的电火花线切割工作液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通用型的、同时适用于高速和低速电火花线切割加工机的工作液组合物。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种通用型电火花线切割机床工作液组合物，其组分和含量按质量百分比计：清净剂3~15%、多效剂2~10%、乳化剂0.8~1.5%、能量增强剂5~10%、防锈剂0.5~1.0%、防腐剂5~10%，稳定剂0.8~1.5%，余量为合成基础油；

所述工作液组合物的合成基础油为聚α烯（PAO）与多元醇酯的复合混合物，两者的质量比为40~50%∶60~50%。

所述工作液组合物的清净剂为聚丁烯，是一种仅含异丁烯单体作为进料气聚合而成的聚合物，其相对分子量大于10⁴。

所述工作液组合物的多效剂为烷基芳烃聚合物。

所述工作液组合物的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇单油酸酯的复合混合物，复合混合物按质量比为1~4：6。

所述工作液组合物的能量增强剂为特级脂松香和变性木薯淀粉，两者的加入量分别占工作液总质量的2~5%和3~5%。

所述工作液组合物的防锈剂为苯并三唑。

所述工作液组合物的防腐剂为石油磺酸钡。

所述工作液组合物的稳定剂为烯基丁二酸酯。

本发明的电火花线切割机床工作液属中高档合成型电火花加工液，相比普通电火花加工液性能有大幅度的提升，其优点有：1、具有良好的润滑、清洗和排屑性能，这些性能决定了电极丝的损耗速度、切割速度和加工精度，特别是在切割大厚度工件过程中的加工稳定性；2、具有良好的防锈性、无腐蚀性，与机床油漆适应性好，氧化安定性好，使用寿命长，而且对环境污染很低；3、闪点高，不易起火燃烧，汽化、蒸发损失也小。气味低，本身无难闻刺激性气味，放电加工中也不产生有毒气体，对人体无毒害，价格便宜。

此外，经过多种进口和国产机床实际应用表明，本发明的工作液可以满足不同类型电火花线切割机床加工各类型的材质，特别是加工材质厚而硬的材料性能明显提高，成本有所降低，延长换油周期，环境友好。

具体实施方式

申请人认为：通用型电火花线切割机床工作液组合物必须能较好地解决矿物油基电火花线切割加工液闪点低、清洗和排屑性能差、安全性差、成本高等问题，以确保达到现代电火花线切割加工对加工效率和加工质量的双重要求，综合性能优越。经全方面的测试和实验，进行了多次多种配方组合的试验，并对优良配方方案进行了加工机床实际使用试验。经反复比较、筛选，申请人确定了如下的通用型电火花线切割机床工作液组合物的制备方法：

一种通用型电火花线切割机床工作液组合物，其组分和含量按质量百分比计：清净剂3~15%、多效剂2~10%、乳化剂0.8~1.5%、能量增强剂5~10%、防锈剂0.5~1.0%、防腐剂5~10%，稳定剂0.8~1.5%，余量为合成基础油；

所述工作液组合物的合成基础油为聚α烯（PAO）与多元醇酯的复合混合物，两者的质量比为40~50%∶60~50%。多元醇酯为季戊四醇酯，具有高极性使其能更好的溶解添加剂，与聚α烯（PAO）复合，不仅有利于添加剂的溶解，而且使复合混合物综合性能大大提升。

所述工作液组合物的清净剂为聚丁烯，是一种仅含异丁烯单体作为进料气聚合而成的聚合物，其相对分子量大于10⁴，聚丁烯在一定比例下与聚α烯（PAO）调和可获得高清净性和低烟效果。

所述工作液组合物的多效剂为烷基芳烃聚合物，与聚α烯（PAO）调合使用，可使调和油的润滑性、磨损保护、水解安定性、吸湿性等良好，以及较好的化学安定性和电气绝缘性。

所述工作液组合物的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇单油酸酯的复合混合物，复合混合物按质量比为1~4：6。

所述工作液组合物的能量增强剂为特级脂松香和变性木薯淀粉，两者的加入量分别占工作液总质量的2~5%和3~5%。能量增强剂的加入能保证工作液在高低速机床上都能使用，利用较小的电流就能够切割较厚的工件，提高加工速度，有利加快排除熔化金属的微粒。

所述工作液组合物的防锈剂为苯并三唑。

所述工作液组合物的防腐剂为石油磺酸钡。

所述工作液组合物的稳定剂为烯基丁二酸酯。

上述配方的工作液组合物为原液，在加工使用过程中，还需先把原液与一定量（占组分的5%）去离子水调配成油包水型微乳化液，然后再作为加工工件时使用的电火花线切割机床工作液使用。

以下几个实施例，是筛选出来表现优良的全配方组合工作液原液。所有基础油均为聚α烯（PAO）与季戊四醇酯按不同比例调配而成的复合物。

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

表1为按实施例1所述条件配制工作液原液稀释后的主要理化性能。

表1  实施例1工作液原液的主要理化性能

Claims (1)

1.一种通用型电火花线切割机床工作液组合物，其特征在于其组分和含量按质量百分比计：清净剂3～15%、多效剂2～10%、乳化剂0.8～1.5%、能量增强剂2～10%、防锈剂0.5～1.0%、防腐剂5～10%，稳定剂0.8～1.5%，余量为合成基础油；

其中：

所述的合成基础油为聚α烯与多元醇酯的复合混合物，两者的质量比为40～50%∶60～50%；

所述的清净剂为聚异丁烯，是仅含异丁烯单体作为进料气反应聚合而成的聚合物，其相对分子量大于10⁴；

所述的多效剂为烷基芳烃类聚合物；

所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚与山梨糖醇单油酸酯的复合混合物，两者质量比为1～3.9∶6；

所述的能量增强剂为特级脂松香和变性木薯淀粉，两者的加入量分别是工作液总重量的2～5%和3～5%；

所述的防锈剂为苯并三唑；

所述的防腐剂为石油磺酸钡；

所述的稳定剂为烯基丁二酸酯。