在电火花线切割加工中,工作液作为脉冲放电的介质,对加工的工艺指标是一个不可忽视的因素,直接影响加工质量的好坏。线切割加工中应用的工作液种类很多,有煤油、乳化液、去离子水、蒸馏水等,应根据具体的加工要求选择合适的工作液。目前应用最多的工作液,高速走丝线切割是乳化液,低速走丝线切割是去离子水。但不管使用何种工作液,它们的作用是共同的。但其特点却有所不同。
(1)工作液的作用
①对放电通道的压缩作用 火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行,工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩,局限在较小的通道半径内进行火花放电,形成瞬间局部高温熔化、气化金属。放电加工过程中,放电结束后又迅速恢复放电间隙称为绝缘状态。
②较好的冷却作用 在放电过程中,放电点局部,瞬间温度极高,尤其是大电流加工时表现更为突出。为防止电极丝烧断和工作表面局部退火,必须充分冷却,要求工作液具有较好的吸热、传热、散热性能。
③对放电产物的清除作用 要求工作液有一定的除污能力,对工件有较大的亲和附着力,随着电极丝的运动能渗透进入切割窄缝中,起着排屑、洗涤的作用。洗涤效果好的工作液,切割时排屑效果好,不易短路烧伤,切割速度高,切割后表面光亮清洁,割缝中没有油污黏糊。因此,要求工作液不能太脏,应根据工作液的脏污程度及时更换,否则会降低加工效率,污染环境。
(2)乳化液的特点
①乳化液特别适合高速走丝线切割加工。其乳化油是由基础油、乳化剂、防锈剂、爆炸剂、洗涤剂、润滑剂等组成。
②切割速度高。乳化型工作液比非乳化工作液的切割速度高。因为乳化液的介电强度比水高,比煤油低;冷却能力比水弱,比煤油好;洗涤性比水和煤油都好,故切割速度高,排屑效果好,不易产生烧伤短路。
③对环境无污染,对人体无危害。在加工中不易产生有害气体,对人的皮肤、呼吸道不易产生危害,有利于工作环境的改善。同事乳化液对工件、夹具和机床没有腐蚀作用。
④乳化液循环装置简单实用,无需复杂的循环过滤装置,一旦发现脏污程度严重吗,可随时清理更换。
(3)去离子水的特点:
①特别适合低速走丝线切割加工。经多年生产验证,去离子水 (即纯水)适合低速走丝电火花线切割加工。一般要求去离子水电阻率值范围为10~100.cm。为了纯水化和控制电阻率,必须让工作液通过纯水器(离子交换树脂),以便去除水中的离子。其重要目的是为了利用工作液的绝缘性能控制放电。否则,电阻率的高低将直接影响加工性能(放电间隙、切割速度、加工表面粗糙度等)。需要注意的是纯水器(离子交换树脂)纯水化能力有一定的限度,在电阻率不上升时(饱和状态)应更换使用新的离子交换树脂。
②对放电间隙冷却效果好。在工件较厚的情况下,使用去离子水作工作液冷却效果更好。在低速走丝情况下,有利于多次切割提高加工表面质量,减小工件变形的危害,其变质层的厚度可以减小到5um以下。
③流动性好,不易起弧、不燃、无味
在低速走丝线切割加工中,由于喷液泵给导丝器的上下喷嘴提供一定压力及流量,因而能够迅速带走更多的热量及蚀除物,避免二次放电的发生,其电极丝可以承受较高的功率和电流,且不易断丝,可以提高切割速度。但冲液压力过高则造成电极丝抖动,反而会降低切割速度。