水基型線切割液：包括乳化液、微乳液和全合成液三種，其中乳化液是將礦物油加入乳化劑溶于水后形成的乳狀溶液；微乳液也是礦物油溶于水形成，但油類物質(zhì)較少，主要含大量的表面活性劑成分，其穩(wěn)定性相對較差，特別容易起泡沫；全合成液則完全是各種化學(xué)合成添加劑配以大量水制備而成，完全不含油性成分的透明或半透明水溶液，其實(shí)際應(yīng)用效果的發(fā)揮依賴于其中的添加劑，相對而言其冷卻性最好，完全不含油類物質(zhì)環(huán)境性能較好，是水基線切割工作液發(fā)展的一個方向。目前水基線切割工作液中研究和應(yīng)用較多是乳化液類。
1、含油類線切割液的缺陷
目前國內(nèi)使用較多的含油類工作液(主要包括油基類、乳化液和微乳液)電火花線切割工作液大多存在以下幾個方面的不足。
（1）對環(huán)境的危害
各種油類物質(zhì)是油基類以及乳液類的主要成分之一，一方面對節(jié)能不利，另一方面也不夠環(huán)保，因?yàn)橛皖愇镔|(zhì)其生物降解性差，能長期殘留于水和土壤中。 未經(jīng)處理的乳化液(油基工作液更甚)通常含油量高達(dá)2000mg/L，而COD與BDD則分別高達(dá)18000mg/L和9300mg/L。有實(shí)研究明，當(dāng)?shù)泻瓦_(dá)10ppm 時，就會使育苗發(fā)育畸形，并使魚肉含有異味;含有量達(dá)到300ppm時，可使淡 水魚類死亡。此外，乳化液通常加入的防銹劑磷酸鹽類化合物，長期積累會引起水體的富營養(yǎng)化，對水生生物以及水環(huán)境的危害相當(dāng)嚴(yán)重，2007太湖藍(lán)藻大規(guī) 模爆發(fā)引起的水危機(jī)事件給我們敲響了警鐘。即使排放的廢液經(jīng)過嚴(yán)格的礦物油回收處理，其在水中的長期積累性也不容忽視。工作液還會或多或少的殘留在切屑上，大量堆積或廢棄的切屑對土壤也會造成一定程度的污染。
（2）對人體產(chǎn)生的危害油基類和乳化液中含有的各種油類、添加的表面活性劑的脫脂作用以及其他防腐、殺菌添加劑的刺激性會使人體皮膚千燥、脫脂、開裂、紅腫甚至引起皮膚炎等不良現(xiàn)象。研究表明，油基工作液所引起的皮膚疾病與作為基礎(chǔ)油的礦物油對皮膚的脫脂作用和刺激性關(guān)系密切：高速加工以及工作液噴嘴處產(chǎn)生的油煙、 油霧及其刺激性氣味都會對操作工人的呼吸系統(tǒng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害;工作液中含有過多的礦物油、植物油等，其本身就很容易弄臟工作環(huán)境，另外也容易導(dǎo)致細(xì)菌大量繁殖而發(fā)黑變臭，一方面使工作環(huán)境變差，影響到工件的加工質(zhì)量。另一方面，也會危及到操作工人的健康。如在細(xì)菌的作用下，含硫類的添加劑化合物會釋放 出H2S和SO2嚴(yán)重刺激工人的呼吸系統(tǒng)，另外，油類容易揮發(fā)，閃點(diǎn)較低，不安全，容易引起火災(zāi)。特別是在夏季高溫干燥的時候。
(3)對加工質(zhì)量的影響油類去污能力差，滲透清洗能力不夠，不能很好的滲入加工面，導(dǎo)致不能及時帶出切屑，影響正常的放電加工；相比較而言，油的導(dǎo)熱系數(shù)較小，冷卻性能不如水，無法及時冷卻電極絲：油基類和乳化液容易分層變質(zhì)，不宜久放。
2、電火花線切割液的發(fā)展趨勢
針對以上所存在的問題，近年來，對工作液的配制和使用陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了一些新工藝，如不使用工作液的干切削技術(shù)、采用液氮來代替工作液等，但應(yīng)用范圍還很有限，而且其本身也存在一定的不足之處，對于眾多的電火花線切割加工來說，在未來很長的一段時間內(nèi)，還將繼續(xù)使用工作液。在世界整體范圍內(nèi)， 隨著“環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、無危害”的呼聲愈來愈高，電火花線切割液的配制、使用、 貯存也必將兼顧綠色化的要求，具體呈現(xiàn)出以下趨勢。
（1）油基工作液向水基工作液甚至全合成液過渡，盡量減少或避免礦物油的使用
水基工作液冷卻性能好，成本相對較低，操作環(huán)境安全干凈、沒有刺激性氣 味、沒有油霧油煙和著火危險(xiǎn)，不易分層等諸多優(yōu)點(diǎn)。同時隨著添加劑研究的逐步深入。水基工作液的性能也必將得到進(jìn)一步完善。因而以水基工作液來代替油基工作液，最大限度的減少礦物油的使用，是一種行之有效的環(huán)保策略，也是線切割工作液發(fā)展的大趨勢。
綜合以上文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前水基線切割工作液的研究中主要存在以下兩個方面的問題:
（1）對于水基線切割液，乳化液類的研究最為全面，微乳液類也正在進(jìn)行，但都含有較多的各種礦物油，難以降解且容易腐敗變質(zhì)，對環(huán)境影響較大，而環(huán)境友好不含任何油組分的水基全合成類切割液，目前進(jìn)行的研究較少，有價值的配方和有效果的應(yīng)用實(shí)例未見報(bào)道。
(2)對于工作液中添加劑組分、基本理化性質(zhì)以及實(shí)際應(yīng)用效果三者之間的關(guān)系，文獻(xiàn)研究只是有限的針對乳化油中某一種理化性質(zhì)如電導(dǎo)率或者其中某一種添加劑如三乙醇胺對實(shí)際應(yīng)用效果的影響，而本實(shí)驗(yàn)室也只在乳化油的研究過程中，對這三者之間的關(guān)系進(jìn)行過系統(tǒng)的研究，得到了相關(guān)的結(jié)論，但是對于水基全合成線切割液中組分、理化性質(zhì)和應(yīng)用效果的關(guān)系，目前尚沒有文獻(xiàn)報(bào)道。
有數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)僅高速走絲電火花切割機(jī)床的市場保有量已達(dá)到30萬臺，且每年還在以10%的速度增加。相對應(yīng)線切割工作液的需求量和消耗量相當(dāng)大，但多數(shù)廠家便用的是礦物油基和乳化油類的工作液，對環(huán)境、對人、 對加工質(zhì)量的影響或危害很大，而隨著人們環(huán)保意識和環(huán)保立法的不斷增強(qiáng)，對金屬工作液的要求也越來越苛刻，環(huán)境友好化、添加劑綠色化的呼聲也越來越高。在此基礎(chǔ)上，將線切割液中添加劑組分、工作液理化性質(zhì)以及實(shí)際應(yīng)用效果三者有機(jī)的聯(lián)系起來，并以此來指導(dǎo)水溶性全合成線切割液的配制和使用以及進(jìn)一步的優(yōu)化改性。因而，研制一種全水溶性線切割金屬加工液是勢在必行，具有十分重要的理論和實(shí)際意義。
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