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一種用於電火花鏡（jìng）麵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（zhāi）要：介紹了一種用於（yú）電火花鏡麵加工的高（gāo）端電火（huǒ）花油，它是由十幾種環保原料組成的新一代（dài）功能冷卻介質，其揮發（fā）流失率低，與常用的礦物性電火（huǒ）花（huā）油（yóu）相比使用壽命提高50 %、鋼渣碳粉減少40 %，克服了普通（tōng）加工液電極自損耗大、鏡麵（miàn）加工麵積不（bú）大的（de）通病，且在大物件粗、精加工時，縮短了25 %～33 %的精加工及修複放電加工時間。此外，該產品對人體皮膚的過敏刺激幾（jǐ）率大大降低（dī），還提（tí）高了硬材料硬質合金（jīn）產品放電加工的成品率。

關鍵（jiàn）詞：電火花油；鏡麵加工；成品率；使用壽命

電火花油是電（diàn）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（méi）油作為加工介質，後來在我國廣東、浙江、福建及台灣（wān）等塑料模具發達的地區，逐（zhú）漸開始使用專用的電火花（huā）油，它是一種粘度（dù）在1.5～3.0 的低粘度、溶劑型低芳香烴（tīng）的CH 混合物。

目前市場上的普通電火花油品種繁雜、質（zhì）量偏低，使（shǐ）用後顏色易變深、變黃，有時（shí）還會有焦味（wèi）、油漆味等刺鼻的異味，酸化硫化物、油泥產生快，會造成介質（zhì）的排屑（xiè）性和積炭排除性（xìng）能很快變差，無法保證長時間（jiān）穩定（dìng）的加工精（jīng）度，模具的生鏽風（fēng）險也大。同時（shí），現（xiàn）有的電火花油雖然在粗加工時的加工速度相對較快，但（dàn）較高的（de）芳烴含量（5 %～26 %）對皮膚（fū）會產生溶解和刺激作用。隨著我國高端精密製造業、航（háng）空（kōng）業對特定的（de）新型合金材料產品的鏡麵加工要求不斷提高，新一代高端電火花鏡（jìng）麵加工（gōng）機床隨之問世。而（ér）現有的電（diàn）火花油因上（shàng）述固有的缺陷，無法滿足鏡麵加工的需要（yào），也無法滿足新型複合材料、超硬合金、精細醫療模（mó）具（jù）等的電火花加工需求。為此，本團隊經過多年的（de）試驗及實際（jì）應用積累，結合不同行業上百家用戶（hù）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（gòng）了一種使（shǐ）用後（hòu）顏（yán）色不易變深、變黃，無焦味、油漆味等刺鼻異味，不易產生酸化（huà）硫化物和油泥（ní），且對人體皮膚刺激較（jiào）小的綠色環保型高端電火花油，滿（mǎn）足了市場上高端電火花機床用戶的需（xū）求。

1.產（chǎn）品的製（zhì）作過程及技術特征

將添加劑原料、溶劑、保（bǎo）護劑、緩蝕劑、沉降添加（jiā）劑、抗（kàng）氧化添加劑等合成原料加入調（diào）和罐體中，進行常溫攪拌；再加（jiā）入緩蝕矽乳膠，攪拌均勻、脫水；在常溫下（xià）依次（cì）加入聚環氧琥珀酸（suān）、三烯丙（bǐng）基異氰脲酸酯等，以350 r/min 攪拌25 min，並將pH 值中和至7，即（jí）可得到電火花油（yóu）成品。對所得油品取樣500 mL，分3 組進行觀察、測試、記錄及複檢，性能測試（shì）結果（guǒ）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（yān）霧無毒（dú）無臭，不刺（cì）激皮膚，不溶解機床（chuáng）密封係統，不需設置專用的排風係統；適（shì）合（hé）在封閉環（huán）境中使用，有利於空氣淨化；不含有害物質，符合歐盟RoHS 環保指令要求，無汙染。

（2）在相同的電火花加工機床、加工參數、材質、型腔工件及（jí）加工（gōng）時間條件下分別使用1440、2880 h，根據每480 h 記錄一次的油箱液麵（miàn）高度變化，從取（qǔ）得的3 組（zǔ）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（shǐ）用損耗量。結（jié）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（guó）產電火花加工機床上分別進行電火（huǒ）花油的（de）使用壽命測試實（shí）驗（yàn），加工條件見表2 和表3。測試（shì）結果表（biǎo）明，該高端電火花油（yóu）的使用壽命可達5840 h 以上，而普通電火花油在相（xiàng）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（gōng）液更換前後的損耗量對比實驗，在過濾紙裝置（zhì）、冷卻係統完善且正常使用的情況下，該高端電火花油不（bú）需更換，隻需補液添加，完全能達到循環（huán）使用的要求。該產品的“油渣碳（tàn）粉”比普通電火花油減少了40 %。

表2 電火花油（yóu）使用壽命（mìng）測試實驗的加（jiā）工條件

表3 電火花油（yóu）使（shǐ）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（huā）油克（kè）服了普通（tōng）電火（huǒ）花油電極自損耗大的通病。在進行大物（wù）件粗、精加工時，可縮短25 %～33 %的精加工及修複放電加（jiā）工（gōng）時間。

（6）普（pǔ）通（tōng）電火（huǒ）花油會有5 %～10 %的人對其（qí）過敏（mǐn）。在對該高端（duān）電火花油進行測（cè）試的過程（chéng）中，先後在深（shēn）圳、蘇州、寧波、常州（zhōu）等地區的460 台機床上使用，測試人員達1200 人，測（cè）試（shì）時（shí）間為10 個月。最終（zhōng）過敏人數（shù）僅2 例，占比約0.016 %，過敏刺（cì）激的幾（jǐ）率大大降低（dī）。

（7）普通電火花油存在鏡麵加工麵積不大的問題，而該高端電（diàn）火花油在2 項測試實驗（yàn）中均較好地克服了該（gāi）缺陷。

實驗一：在（zài）2 台相同的電火花加工機床上，用該高（gāo）端（duān）電（diàn）火花油和普通電火花油進行直徑30 cm、深（shēn）1 mm 的加工實驗，以達到預定的鏡麵加工效果為目標。采用標準工藝，銅打鋼；工件材料（liào）為（wéi）模具鋼進口優質碳素鋼（gāng）S55C。在8 h 加工時間內，高端電火花油可完（wán）成加（jiā）工，而（ér）普通電火花油無法完成。

實驗二：在2 台相同的電火（huǒ）花加工機床上，用該（gāi）高端電火（huǒ）花油和普通電火花油進行直（zhí）徑50 cm、深1 mm 的加工（gōng）實驗，以達到（dào）預（yù）定（dìng）的鏡麵加工效果且加工用（yòng）時（shí）短為目標。采用（yòng）標準工藝，銅打（dǎ）鋼；工件材料為模具鋼，進（jìn）口優質碳素鋼S55C。使用（yòng）該高端電火花油17 h 完成加工，而使用普通電（diàn）火花油曆時35 h 也沒有完成。

（8）使用該高端（duān）電火花油，在北京、鄭州、秦皇島等地（dì）的3 家超硬材料生產企業（yè），用300 台電火花加工機床進行（háng）超（chāo）硬材料硬（yìng）質合金產品放電加工（gōng）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（chǎn）加工時間內，使用該高端電火花油的3 家（jiā）企業的平均產品合格率由90% 提高（gāo）到97.5 %。

2.產品技術（shù）性能（néng）

該高端電火花油不僅保持了傳統電（diàn）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（yì）汽（qì）化和損耗；不溶（róng）解於水，油水分離性合格；不會造成機體工件生鏽對（duì）加工件不會汙染（rǎn）、腐蝕。產品絕緣性高，介電率（lǜ）可達10×10-15，絕緣穩定性好。產品的油（yóu）渣碳粉減少40 %以（yǐ）上，這是提高機床成形效率的利器，有利於國產電火花（huā）加工機床與技術的升級，從而（ér）為企業進軍高端精密（mì）製造（zào）業及新（xīn）型合金材料鏡麵加工市場、研發（fā）生產新一代高端電火花（huā）鏡麵加工機床奠定基礎。

根據機床（chuáng）電櫃控製係統的不同要求，可將該高端電火花油分為6 大類： ① DY-1 型（xíng）； ② 鏡麵JM係列；③ TH、TH-1、TH-2 係（xì）列；④ 輪胎行業LT 係列；⑤ 電火花毛化、磨削係列（liè）；⑥ OPS、GS 高端特製（zhì）係列。這些高規格的電火花油已應用於國內大多數的模具骨幹企業及理工類院（yuàn）校、研究院所（suǒ）和（hé）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（yè）的研發、應用經驗（yàn），得到了行業及用戶的一致好評，曾被（bèi）中（zhōng）國模具工業協會（huì）授予模具行業“優（yōu）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製造企業及（jí）其（qí）產品研發定製出更多高規格的（de）電火（huǒ）花加工用油，為中國模具工業呐喊助（zhù）威，為提（tí）高中國（guó）智造的（de）競爭力而努力奮鬥。

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