一種用于電火花鏡面加工的高端電火花油
2017-2-7 來源：浙江模德石化有限公司 作者：趙小軍，郭甲，邢丹，趙飛，詹純
摘要：介紹了一種用于電火花鏡面加工的高端電火花油，它是由十幾種環保原料組成的新一代功能冷卻介質，其揮發流失率低，與常用的礦物性電火花油相比使用壽命提高50 %、鋼渣碳粉減少40 %，克服了普通加工液電極自損耗大、鏡面加工面積不大的通病，且在大物件粗、精加工時，縮短了25 %～33 %的精加工及修復放電加工時間。此外，該產品對人體皮膚的過敏刺激幾率大大降低，還提高了硬材料硬質合金產品放電加工的成品率。
關鍵詞：電火花油；鏡面加工；成品率；使用壽命
電火花油是電火花成形機床的冷卻專用介質。在20 世紀80～90 年代， 傳統電火花加工大多采用煤油作為加工介質，后來在我國廣東、浙江、福建及臺灣等塑料模具發達的地區，逐漸開始使用專用的電火花油，它是一種粘度在1.5～3.0 的低粘度、溶劑型低芳香烴的CH 混合物。
目前市場上的普通電火花油品種繁雜、質量偏低，使用后顏色易變深、變黃，有時還會有焦味、油漆味等刺鼻的異味，酸化硫化物、油泥產生快，會造成介質的排屑性和積炭排除性能很快變差，無法保證長時間穩定的加工精度， 模具的生銹風險也大。同時，現有的電火花油雖然在粗加工時的加工速度相對較快，但較高的芳烴含量（5 %～26 %）對皮膚會產生溶解和刺激作用。隨著我國高端精密制造業、航空業對特定的新型合金材料產品的鏡面加工要求不斷提高，新一代高端電火花鏡面加工機床隨之問世。而現有的電火花油因上述固有的缺陷，無法滿足鏡面加工的需要， 也無法滿足新型復合材料、超硬合金、精細醫療模具等的電火花加工需求。為此，本團隊經過多年的試驗及實際應用積累，結合不同行業上百家用戶的需求，獲得了大量的數據和經驗， 解決了許多電火花加工介質的技術缺陷，為客戶提供了一種使用后顏色不易變深、變黃，無焦味、油漆味等刺鼻異味，不易產生酸化硫化物和油泥，且對人體皮膚刺激較小的綠色環保型高端電火花油，滿足了市場上高端電火花機床用戶的需求。
1.產品的制作過程及技術特征
將添加劑原料、溶劑、保護劑、緩蝕劑、沉降添加劑、抗氧化添加劑等合成原料加入調和罐體中，進行常溫攪拌； 再加入緩蝕硅乳膠， 攪拌均勻、脫水；在常溫下依次加入聚環氧琥珀酸、三烯丙基異氰脲酸酯等，以350 r/min 攪拌25 min，并將pH 值中和至7，即可得到電火花油成品。對所得油品取樣500 mL，分3 組進行觀察、測試、記錄及復檢，性能測試結果見表1。
表1 高端電火花油性能測試指標
該油品具有以下技術特征：
（1）無化工異味，加工時產生的煙霧無毒無臭，不刺激皮膚，不溶解機床密封系統，不需設置專用的排風系統；適合在封閉環境中使用，有利于空氣凈化； 不含有害物質， 符合歐盟RoHS 環保指令要求，無污染。
（2）在相同的電火花加工機床、加工參數、材質、型腔工件及加工時間條件下分別使用1440、2880 h， 根據每480 h 記錄一次的油箱液面高度變化，從取得的3 組或6 組數據中對比記錄下劃線降低數據，可得出電火花油的使用損耗量。結果表明，該高端電火花油的揮發流失率比一般品牌產品低10 %～30 %。
（3）在3 款國產電火花加工機床上分別進行電火花油的使用壽命測試實驗，加工條件見表2 和表3。測試結果表明，該高端電火花油的使用壽命可達5840 h 以上，而普通電火花油在相同加工條件下的使用壽命僅為一半（表4）。
（4）在上述3 款電火花加工機床上進行電火花加工液更換前后的損耗量對比實驗， 在過濾紙裝置、冷卻系統完善且正常使用的情況下，該高端電火花油不需更換，只需補液添加，完全能達到循環使用的要求。該產品的“油渣碳粉”比普通電火花油減少了40 %。
表2 電火花油使用壽命測試實驗的加工條件
表3 電火花油使用壽命測試實驗的加工電參數
表4 電火花油使用壽命測試結果的對比
（5）該高端電火花油克服了普通電火花油電極自損耗大的通病。在進行大物件粗、精加工時，可縮短25 %～33 %的精加工及修復放電加工時間。
（6）普通電火花油會有5 %～10 %的人對其過敏。在對該高端電火花油進行測試的過程中，先后在深圳、蘇州、寧波、常州等地區的460 臺機床上使用，測試人員達1200 人，測試時間為10 個月。最終過敏人數僅2 例，占比約0.016 %，過敏刺激的幾率大大降低。
（7）普通電火花油存在鏡面加工面積不大的問題，而該高端電火花油在2 項測試實驗中均較好地克服了該缺陷。
實驗一： 在2 臺相同的電火花加工機床上，用該高端電火花油和普通電火花油進行直徑30 cm、深1 mm 的加工實驗， 以達到預定的鏡面加工效果為目標。采用標準工藝，銅打鋼；工件材料為模具鋼進口優質碳素鋼S55C。在8 h 加工時間內，高端電火花油可完成加工，而普通電火花油無法完成。
實驗二： 在2 臺相同的電火花加工機床上，用該高端電火花油和普通電火花油進行直徑50 cm、深1 mm 的加工實驗， 以達到預定的鏡面加工效果且加工用時短為目標。采用標準工藝，銅打鋼；工件材料為模具鋼，進口優質碳素鋼S55C。使用該高端電火花油17 h 完成加工，而使用普通電火花油歷時35 h 也沒有完成。
（8）使用該高端電火花油，在北京、鄭州、秦皇島等地的3 家超硬材料生產企業，用300 臺電火花加工機床進行超硬材料硬質合金產品放電加工成品率的實驗。加工工藝為標準工藝，銅打合金鋼，工件直徑分別為20、30 mm。在長達2 年的生產加工時間內，使用該高端電火花油的3 家企業的平均產品合格率由90% 提高到97.5 %。
2.產品技術性能
該高端電火花油不僅保持了傳統電火花油的優點，且在保證安全的前提下，粘度更低；閃火點高，加工時不易起火；沸點高，不易汽化和損耗；不溶解于水，油水分離性合格；不會造成機體工件生銹對加工件不會污染、腐蝕。產品絕緣性高，介電率可達10×10-15，絕緣穩定性好。產品的油渣碳粉減少40 %以上，這是提高機床成形效率的利器，有利于國產電火花加工機床與技術的升級，從而為企業進軍高端精密制造業及新型合金材料鏡面加工市場、研發生產新一代高端電火花鏡面加工機床奠定基礎。
根據機床電柜控制系統的不同要求，可將該高端電火花油分為6 大類： ① DY-1 型； ② 鏡面JM系列；③ TH、TH-1、TH-2 系列；④ 輪胎行業LT 系列；⑤ 電火花毛化、磨削系列；⑥ OPS、GS 高端特制系列。這些高規格的電火花油已應用于國內大多數的模具骨干企業及理工類院校、研究院所和軍工企業的電加工實驗室。
3.結束語
本團隊20 多年來在海峽兩岸為近萬家模具企業提供電火花加工用油， 積累了豐富的電火花油、加工中心切削液的研發、應用經驗，得到了行業及用戶的一致好評，曾被中國模具工業協會授予模具行業“優秀供應商”的稱號。隨著精密石墨電極、高端電火花機床的普遍使用，本團隊將不斷加大研發投入，為國內外電火花加工機床的制造企業及其產品研發定制出更多高規格的電火花加工用油，為中國模具工業吶喊助威，為提高中國智造的競爭力而努力奮斗。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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