CN103386520B - 可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔液 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔液，组成及重量百分比为：聚烷基二醇和/或多元醇30-46％，水溶防锈剂26-36％，非离子表面活性剂6-8％，阴离子表面活性剂4-6％，铜合金缓蚀剂0.02-0.04％，水质稳定剂0.5-1.0％，蒸馏水平衡量，水溶防锈剂为A1和A2的反应物，A1选自硼酸、C6-C12脂族二元酸中的一种或多种，A2选自三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、丁醇胺中的一种或多种，非离子表面活性剂选自聚环氧乙烷—环氧丙烷醚和二羟基聚醚PE中的一种或多种。本发明具有良好的介电性能，电极损耗减少30％，所加工孔没有锥度，大幅提高了加工精度，且工作液可循环使用。

Description

可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔液

技术领域

本发明涉及电火花加工领域，尤其是一种可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔液。

背景技术

电火花穿孔是采用火花放电加工深小孔的一种电火花加工方法,工艺过程中加工电极与被加工材料之间因存在液态电介质并不接触，所以可用较软的电极（工具）加工硬而脆的金属等导体和半导体材料。特别适合机械加工难以胜任的深径比大的小孔和高硬度、高强度、高熔点、高韧性、高脆性材料（如：钨钼合金、记忆合金、镁合金、硬质合金、聚晶金钢石、钕铁硼等）的加工，广泛应用于模具制做、航天航空、医疗器械、仪器仪表、电子电器、机械制造等各领域的零部件的加工、制造。电火花穿孔的原理是：采用中空铜管作为电极，由导向器导向，在电极与工件间施以高频脉冲电源，产生火花放电。工作中，主轴带动电极作伺服进给，高压工作液从电极的内孔喷出，起介电、冷却作用，并对加工区实施强制排屑。通常是采用净水为工作液，由于水的介电性不够，电极在沿轴向进给放电加工的同时径向与孔壁间也产生大量不放电，使加工的孔形成很大的锥度（直径越大锥度也越大），造成电极大量浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种可循环使用的电极无锥度低损耗的电火花穿孔液，该组合物具有良好的介电性能，有效地杜绝电极径向与所加工孔壁间产生放电现象，使得只在电极轴向前端放电，电极损耗减少30％以上、所加工孔没有锥度，大幅度提高形位和表面精度。

实现本发明的一种可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔液，其组成及重量百分比为：

其中所述水溶防锈剂为A1和A2的反应物，A1选自硼酸、C6-C12脂族二元酸中的一种或多种；A2选自三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、丁醇胺中的一种或多种；

所述非离子表面活性剂选自聚环氧乙烷—环氧丙烷醚和二羟基聚醚PE中的一种或多种。

所述聚烷基二醇和/或多元醇选自二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、聚乙二醇中的一种或多种。

所述聚乙二醇的分子量为200-800。

所述阴离子表面活性剂选自醚羧酸盐、烷基磺酰胺羧酸盐中的一种或多种。

所述铜合金缓蚀剂是苯三唑。

所述水质稳定剂优选乙二胺四乙酸。

所述水溶性防锈剂的制备方法为：A1和A2在常温常压下混合，在膏状混合物上面施以氮封，同时加热搅拌，在85℃-90℃恒温搅拌反应90分钟，反应所得透明溶液即是水溶性防锈剂。

本发明的有益效果：

1、本发明是一种水溶性电介质组合物，这种组合物的10％稀释液在90℃以上金属表面有迅即成膜特性，所成膜具有良好的介电性能，能够有效地杜绝电极径向与所加工成的孔壁间产生放电现象，使得只在电极轴向前端与设计加工部位间放电，电极不再形成锥度，所加工孔也就不会有锥度，大幅度提高形位和表面精度。

2、在同等加工效率下，电极损耗减少30％以上。

3、可通过沉淀和过滤从工作液中分离祛除废屑等物质，工作液可以循环使用，零排放。

4、本发明的电火花穿孔液经小鼠毒理实验结论是“属实际无毒级”，对人安全，无刺激性异味，对皮肤无刺激。

具体实施方式

下面结合实施例更详细地说明本发明的技术方案。

实施例1

可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔工作液，其包括如下组分：

其中：

聚乙二醇的分子量为600；

水溶防锈剂为硼酸与三乙醇胺1:3的反应物（以BT表示）、C6-C10脂族二元混合酸与异丙醇胺和丁醇胺1:1:1的反应物（以CF5表示）的混合物，BT:CF5＝2:1；

水溶性防锈剂反应完好后，不停搅拌把平衡量水和其余组分均投入反应釜中，充分搅拌混合均匀，制得本发明的一种电火花穿孔液。

使用实施例1的10％稀释液，进行电火花穿孔，实验参数如下：

加工机床：苏州三光科技产DS703Z

冷却泵压力：8帕

电极材料：紫铜双孔    电极直径：1mm

工件材质：Cr12    工件厚度：50mm

加工参数：Ton=30uS  Toff=6uS  IP=8  空载电压＝100V

效果见实验数据表1：

实施例2：

可循环使用的高精度低损耗电火花穿孔工作液，其包括如下组分：

其中：

水溶性防锈剂为C11～C12脂族二元混合酸与二异丙醇胺和三异丙醇胺1:2:1的反应物；

水溶性防锈剂反应完好后，不停搅拌把平衡量水和其余组分均投入反应釜中，充分搅拌混合均匀，制得本发明的一种电火花穿孔液。

使用中采用本发明的10％稀释液，进行电火花穿孔，实验参数如下：

加工机床：苏州三光科技产DS703Z

冷却泵压力：8帕

电极材料：紫铜双孔    电极直径：1mm

工件材质：Cr12    工件厚度：50mm

加工参数：Ton=30uS  Toff=6uS  IP=8  空载电压＝100V

效果见实验数据表2

在上述加工数据相同情况下，工件厚度＝200mm时，实验数据为：

加工时间：12’22”(不包括电极更换时间)，电极损耗150mm，两实施例效果基本相同。

若加工YG8硬质合金：工件厚度30mm加工电压55V

加工时间7’22”，电极损耗160mm，两实施例效果基本相同。

用两实施例的稀释液对铜，铝，钢，发黑件，镀锌件，铸铁，喷漆件等材料在室温24度情况进行48小时浸没实验，未发现腐蚀现象。

本发明这种组合物的10％稀释液在90℃以上金属表面有迅即成膜特性，所成膜具有良好的介电性能，能够有效地杜绝电极径向与所加工成的孔壁间产生的放电现象，使得只在电极轴向前端与设计加工部位间放电，电极不再形成锥度，所加工孔也没有锥度，大幅度提高了形位和表面精度。在同等加工效率下，电极损耗减少30％以上。可通过沉淀和过滤从工作液中分离祛除废屑等物质，工作液可以循环使用，零排放。本发明的电火花穿孔液对人安全，无刺激性异味，对皮肤无刺激。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种可循环使用的电极无锥度低损耗电火花穿孔液，其特征在于，其组成及重量百分比为：

其中所述水溶防锈剂为A1和A2的反应物，A1选自硼酸、C6-C12脂族二元酸中的一种或多种；A2选自三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、丁醇胺中的一种或多种；其制备方法为：A1和A2在常温常压下混合，在膏状混合物上面施以氮封，同时加热搅拌，在85℃-90℃恒温搅拌反应90分钟，反应所得透明溶液即是水溶防锈剂；

所述非离子表面活性剂选自聚环氧乙烷—环氧丙烷醚和二羟基聚醚PE中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的电火花穿孔液，其特征在于，所述聚烷基二醇和/或多元醇选自二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、聚乙二醇中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的电火花穿孔液，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为200-800。

4.根据权利要求1所述的电火花穿孔液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自醚羧酸盐、烷基磺酰胺羧酸盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的电火花穿孔液，其特征在于，所述铜合金缓蚀剂是苯三唑。

6.根据权利要求1所述的电火花穿孔液，其特征在于，所述水质稳定剂优选乙二胺四乙酸。