乳化型線切割工作液及其用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種乳化型線切割工作液及其用途，主要解決現有技術中乳化型電火花線切割工作液使用壽命短的問題。本發(fā)明通過采用以重量份數計包括以下組份：a）1～20份改性松香爆炸劑；b）2～40份植物油油性劑；c）0.2～5份pH值調整劑；d）0.1～10份耦合劑；e）0.1～8份乳化劑；f）25～80份的基礎油；其中，所述改性松香爆炸劑選自通過與松香分子結構中的羧基發(fā)生酯化反應或中和反應，或者與松香分子結構中的雙鍵發(fā)生加成反應、氫化反應、歧化反應或聚合反應而制備的改性松香中的至少一種的技術方案較好地解決了該問題，可用于乳化型電火花線切割工作液的工業(yè)生產中。
【專利說明】乳化型線切割工作液及其用途
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種乳化型線切割工作液及其用途。
【背景技術】
[0002]隨著電子、自動控制等工業(yè)技術的不斷進步，電火花線切割加工已經發(fā)展成一種及其重要的加工手段，在工業(yè)界發(fā)揮著不可替代的作用。據統計，國內汽車、拖拉機、電機、儀表、輕工電子產品等60%以上需要模具加工，而其中相當大一部分是采用電火花線切割工藝制造的。電火花線切割加工技術有很強的實用價值，應用前景廣泛，幾乎可以加工具有任何硬度的導電材料，并且加工過程不受宏觀力的作用，可以保證較好的加工精度與表面質量。
[0003]與普通切削加工不同，電火花線切割加工是利用移動的細金屬絲(銅絲或鑰絲)作為工具電極，同時把工具電極接高頻脈沖電源的負極，工件接高頻脈沖電源的正極。當脈沖電壓加到兩極之間時，便在當時條件下相對某一間隙最小處或絕緣強度最低處擊穿介質，并在該局部產生火花放電，從而產生瞬間高溫(可達10000°c左右)，使工件局部金屬材料很快達到熔點、沸點直至氣化，從而切割成形。
[0004]由于電火花線切割加工的特殊性，線切割工作液除了要具有冷卻、排屑、潤滑、防銹等功能外，同時作為放電介質直接參與加工過程，其所含某些組分在瞬間高溫的加工過程中不可避免的會有所損耗，進而影響加工效率和穩(wěn)定性，特別是乳化型線切割工作液，油液本身存在酸堿、HLB等多種平衡，部分組分消耗一方面降低其使用性能，另一方面降低其穩(wěn)定性，進而影響使用壽命。文獻“功能化線切割乳化液制備工藝及性能初步研究，朱日輝，南京理工大學，碩士論文，2008年”公開了其研發(fā)線切割乳化油產品的使用壽命為60小時，而兩種市售乳化油產品的使用壽命為48小時。因此，提高乳化型電火花線切割工作液的使用壽命將進一步拓展其應用?！?br>
【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題之一是現有技術中乳化型電火花線切割工作液使用壽命短的問題，提供一種新的乳化型線切割工作液。該組合物可用于高速走絲電火花線切割加工，具有使用壽命高的特點，同時為電火花線切割加工過程提供良好的冷卻、排屑、潤滑、防銹、消電離作用，保證加工順利進行。本發(fā)明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的乳化型切割工作液的用途。
[0006]為解決上述技術問題之一，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種乳化型線切割工作液，以重量份數計包括以下組份:
[0007]a) I~20份改性松香爆炸劑；
[0008]b) 2~40份植物油油性劑；
[0009]c ) 0.2~5份pH值調整劑；
[0010]d) 0.1~10份耦合劑;[0011]e )0.1~8份乳化劑；
[0012]f) 25~80份的基礎油；
[0013]其中，所述改性松香爆炸劑選自通過與松香分子結構中的羧基發(fā)生酯化反應或中和反應，或者與松香分子結構中的雙鍵發(fā)生加成反應、氫化反應、歧化反應或聚合反應而制備的改性松香中的至少一種。
[0014]上述技術方案中，優(yōu)選地，以重量份數計，改性松香爆炸劑的用量為2~15份，植物油油性劑的用量為5~30份，pH值調整劑的用量為0.5~4份，耦合劑的用量為0.2~5份，乳化劑的用量為0.1~5份，基礎油的用量為35~70份。更優(yōu)選地，改性松香爆炸劑的用量為5~13份，植物油油性劑的用量為6~25份，pH值調整劑的用量為I~3份，耦合劑的用量為I~3，乳化劑的用量為0.5~3份，基礎油的用量為45~65份。
[0015]上述技術方案中，優(yōu)選地，所述改性松香爆炸劑選自通過與松香分子結構中的羧基發(fā)生酯化反應，或者與松香分子結構中的雙鍵發(fā)生加成反應或氫化反應而制備的改性松香中的至少一種。更優(yōu)選地,所述改性松香爆炸劑選自松香乙二醇酯、松香三元醇酯、松香四元醇酯、馬來松香、丙烯酸改性松香、丙烯酸改性松香二甘醇酯、丙烯酸改性松香三甘醇酯、丙烯酸改性季戊四醇酯、馬來松香改性丙烯酸樹脂、二氫松香或四氫松香中的至少一種。
[0016]上述技術方案中，優(yōu)選地，所述植物油油性劑選自蓖麻油、大豆油、菜籽油、椰子油、棕櫚油、棉籽油或油 酸中的至少一種。更優(yōu)選地，所述植物油油性劑選自大豆油、菜籽油、棕櫚油、棉籽油或油酸中的至少一種。
[0017]上述技術方案中，優(yōu)選地，所述pH值調整劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、一乙醇胺、三乙醇胺或異丙醇胺中的至少一種。更優(yōu)選地，所述pH值調整劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、三乙醇胺或異丙醇胺中的至少一種。
[0018]上述技術方案中，優(yōu)選地，所述耦合劑選自水、乙醇、丁醚、C12-C14混合醇或異十三醇中的至少一種。更優(yōu)選地,所述耦合劑選自水、乙醇或C12-C14混合醇中的至少一種；
[0019]上述技術方案中，優(yōu)選地，所述乳化劑選自C12脂肪醇聚氧乙烯醚(3)、C12脂肪醇聚氧乙烯醚(4)、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚與環(huán)氧乙烷縮合物、山梨醇酐單棕櫚酸或山梨醇酐單硬脂酸酯中的至少一種。更優(yōu)選地，所述乳化劑選自C12脂肪醇聚氧乙烯醚(4)、辛基酚聚氧乙烯醚、山梨醇酐單棕櫚酸或山梨醇酐單硬脂酸酯中的至少一種。
[0020]上述技術方案中，優(yōu)選地，所述基礎油選自I類礦物油、II類礦物油、III類礦物油、I類加氫礦物油、II類加氫礦物油、III類加氫礦物油或合成油中的至少一種。更優(yōu)選地，所述基礎油選自I類加氫礦物油、II類加氫礦物油、III類加氫礦物油或合成油中的至少一種。
[0021]本發(fā)明乳化型線切割工作液的制備方法如下:將基礎油、改性松香爆炸劑、植物油油性劑、pH值調整劑加入反應釜，充分混合均勻，65~100°C反應6~15小時，加入乳化劑、耦合劑攪拌I~2小時，即得所述乳化型線切割工作液。
[0022]為解決上述技術問題之二，本發(fā)明采用的技術方案如下:所述乳化型線切割工作液用于高速走絲電火花線切割加工。
[0023]上述技術方案中，所述乳化型線切割工作液的組分、重量份數以及優(yōu)選范圍與解決技術問題之一所采取的技術方案相同。[0024]本發(fā)明的乳化型線切割工作液用于高速走絲電火花線切割加工時，用去離子水配置成水包油乳化液，乳液濃度以重量計為I~5%。液槽體積為200升，加工電壓為70~80V，電極絲為鑰絲。
[0025]松香是多種樹脂酸和少量脂肪酸、中性物質的混合物，其中酸性物質占90%左右。樹脂酸主要成分是二萜樹脂酸(C19H29COOH),具有一個三元菲環(huán)骨架并含有兩個雙鍵的一元羧酸，具有雙鍵和羧酸兩個反應活性中心。但天然松香存在易氧化、在溶劑中易結晶析出、酸值高、不穩(wěn)定的缺陷。為了改善以至于消除這些缺陷，可以利用松香結構中羧基和雙鍵引入新官能團以達到改性的目的。松香改性方法是本領域所熟知的，例如文獻“松香改性研究概述，廣州化工，2007年35卷第5期”所公開的。
[0026]本發(fā)明充分利用改性松香的穩(wěn)定性和抗氧性能優(yōu)良，且同時具有爆炸性、乳化、潤滑性能的優(yōu)點，通過與油性劑、乳化劑的協同作用，能夠滿足高速走絲電火花線切割加工要求，且使用壽命顯著提高，取得了較好的技術效果。
[0027]本發(fā)明中，線切割工作液排屑性的評價方法見表1。潤滑性和冷卻性的評價是實際工廠加工中綜合性能評價，加工能夠順利進行，無冒煙現象，工件表面光潔一致、無燒傷即潤滑性和冷卻性能良好。使用壽命主要是指線切割乳化液加工穩(wěn)定性降低，并且切割速度明顯降低，乳化液變得較黑的時間。
[0028]表1
[0029]
【權利要求】
1.一種乳化型線切割工作液，以重量份數計包括以下組份: a)I~20份改性松香爆炸劑； b)2~40份植物油油性劑； c)0.2~5份pH值調整劑； d)0.1~10份耦合劑； e)0.1~8份乳化劑； f)25~80份的基礎油； 其中，所述改性松香爆炸劑選自通過與松香分子結構中的羧基發(fā)生酯化反應或中和反應，或者與松香分子結構中的雙鍵發(fā)生加成反應、氫化反應、歧化反應或聚合反應而制備的改性松香中的至少一種。
2.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于以重量份數計，改性松香爆炸劑的用量為2~15份，植物油油性劑的用量為5~30份，pH值調整劑的用量為0.5~4份，耦合劑的用量為0.2~5份，乳化劑的用量為0.1~5份，基礎油的用量為35~70份。
3.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述改性松香爆炸劑選自通過與松香分子結構中的羧基發(fā)生酯化反應，或者與松香分子結構中的雙鍵發(fā)生加成反應或氫化反應而制備的改性松香 中的至少一種。
4.根據權利要求3所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述改性松香爆炸劑選自松香乙二醇酯、松香三元醇酯、松香四元醇酯、馬來松香、丙烯酸改性松香、丙烯酸改性松香二甘醇酯、丙烯酸改性松香三甘醇酯、丙烯酸改性季戊四醇酯、馬來松香改性丙烯酸樹脂、二氫松香或四氫松香中的至少一種。
5.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述植物油油性劑選自蓖麻油、大豆油、菜籽油、椰子油、棕櫚油、棉籽油或油酸中的至少一種。
6.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述pH值調整劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、一乙醇胺、三乙醇胺或異丙醇胺中的至少一種。
7.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述耦合劑選自水、乙醇、丁醚、C12-C14混合醇或異十三醇中的至少一種。
8.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述乳化劑選自C12脂肪醇聚氧乙烯醚(3)、C12脂肪醇聚氧乙烯醚(4)、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚與環(huán)氧乙烷縮合物、山梨醇酐單棕櫚酸或山梨醇酐單硬脂酸酯中的至少一種。
9.根據權利要求1所述乳化型線切割工作液，其特征在于所述基礎油選自I類礦物油、II類礦物油、III類礦物油、I類加氫礦物油、II類加氫礦物油、III類加氫礦物油或合成油中的至少一種。
10.權利要求1~9中任一所述乳化型線切割工作液用于高速走絲電火花線切割加工。
【文檔編號】B23H1/08GK103710075SQ201310468222
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權日:2013年10月9日
【發(fā)明者】王靖宇, 朱明 , 李謹, 熊星 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司潤滑油研發(fā)（上海）中心