本发明属于水基金属线切割
技术领域：
，具体涉及一种硬质合金线切割液及制备方法。
背景技术：
：线切割加工是利用电极丝与工件间脉冲性火花放电时产生的瞬时局部高温，使工件表面放电点间的介质电离击穿，将金属熔化、气化切割成形的。线切割液在线切割加工中充当放电介质，主要用在数控线切割机床中，其性能的优劣是影响线切割加工工艺指标的重要因素之一，对于保证线切割工件的加工精度、提高表面质量和生产效率具有重要作用，线切割液的性能好坏对加工效果起至关重要的影响。线切割液一般具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈的功能，好的线切割液还要有一定的电介强度、去游离、灭弧、防止断丝和使用寿命长、安全无毒等特点，可使切割加工获得理想的加工光洁度和加工效率，并能延长机床的使用寿命。硬质合金硬度高、耐磨性好，具有很高的弹性模量、较小的膨胀系数及良好的化学稳定性，故广泛应用于拉丝模、冲压模、塑料模等的制造。然而，硬质合金材料难以采用常规机械加工方法进行加工，目前硬质合金加工工艺主要有线切割、金刚石磨削等。由于在线切割过程中，放电的瞬间金属表面会受到高达10000℃左右的高温，加上液体介质同时产生的冷却作用，硬质合金的化学成分和物理机械性能会受到影响。线切割液中的元素会扩散到硬质合金表面，改变其表层的成分，线切割工作液使用时间越长，对硬质合金的扩散磨损影响越大，在表面层会发生金相组织及晶粒的变化，还有渗碳、渗金属、显微裂纹、气孔和夹杂等缺陷，直接影响硬质合金的使用寿命。cn103060072a公开了一种高速电火花线切割全合成液组合物，该切割液采用水溶性皂化物与多元酸酰胺形成全合成液，全合成液再与复合硼酸盐聚醚复合，形成了一种对高速走丝切割加工具有优异防锈性能的全合成高速线切割液组合物，采用该发明加工的碳钢工件表面光亮，全合成液的冷却性良好，高洗涤能力优异，代替了早期使用的乳化液和半合成微乳液，减轻了油类加工油带来的操作环境污染，同时，极佳的消电离性可以有效维持工序中的电导率，降低加工成本，然而，该切割液是否适用于硬质合金线切割未见报道。cn104342279a公开了一种环境友好型高分散性永磁体线切割液，由高分子羧酸、有机胺、新型表面活性剂、纯水、防腐剂和杀菌剂组成，该切割液对人和环境友好，工作性能好，然而该发明提供的切割液同样不适用于硬质合金的线切割。cn103525532a公开了一种金刚砂线切割液及其制备方法，该金刚砂线切割液包括分散剂、润滑剂、极压剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、ph稳定剂和去离子水，该金刚砂线切割液制备方法只需按配方将各组份混合并搅拌至各组分完全溶解即可得到产品，在搅拌过程中，金刚砂线切割液通过各组份的相互协同作用，赋予了该金刚砂线切割液优异的冷却性能、润滑性能和润湿性能，同时保证了泡沫性低、cod低及易于回收的特性，然而该发明提供的线切割液主要适用于硅片加工，并不适用于硬质合金的线切割。综上所述，鉴于硬质合金线切割过程中可能对材料性能产生的负面影响，以及现有技术中硬质合金专用切割液的缺乏，有必要开发一种适用于硬质合金的线切割液。技术实现要素：为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种硬质合金线切割液。本发明的目的之二是提供上述线切割液的制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种硬质合金线切割液，原料包含以下质量百分比计的组分：防锈剂12～20％，油性剂4～8％，润滑剂2～6％，缓蚀剂1～3％，电解质1～3％，爆炸剂1～3％，灭弧剂2～6％，消泡剂0.1～2％，络合剂0.1～2％，余量为水。优选地，所述防锈剂由有机醇胺和有机羧酸制成，制备方法为：将有机醇胺和有机羧酸搅拌并加热至70～90℃；所述有机醇胺和有机羧酸的重量比为(2：1)～(3：2)。进一步优选地，有机醇胺和有机羧酸的添加顺序为：在反应釜中，先加有机醇胺，再添加有机羧酸。进一步优选地，搅拌时间为20～40min。进一步优选地，所述有机醇胺为三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。进一步优选地，所述有机羧酸为新癸酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、植物油酸、妥尔油酸和亚麻油酸中的至少一种。更进一步优选地，所述有机羧酸为十二碳二元酸和亚麻油酸中的至少一种。优选地，所述油性剂为聚乙二醇400和聚乙二醇600中的至少一种。优选地，所述润滑剂为硼酸酯和水溶性钼硼抗磨剂中的至少一种。优选地，所述缓蚀剂为苯并三氮唑和硫脲的混合物，所述苯并三氮唑与硫脲的质量比为(1:10)～(1:20)。优选地，电解质为碳酸钠和葡萄糖酸钠的混合物，其中碳酸钠和葡萄糖酸钠的混合比为(2：1)～(4：1)。优选地，所述爆炸剂为食用白砂糖、麦芽糖、果糖和葡萄糖中的至少一种。优选地，所述灭弧剂为聚醚。进一步优选地，所述聚醚为po-eo-po三嵌段共聚物，所述三嵌段共聚物的分子量为2150～4100g/mol。优选地，消泡剂为二甲基硅油。优选地，络合剂为氮川三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸三钠和甲基甘氨酸二乙酸三钠中的至少一种。优选地，水为去离子水。一种硬质合金线切割液的制备方法，具体为：按配比称取各组分，在70～90℃的防锈剂中依次加入水、油性剂和润滑剂搅拌溶解后，再依次加入缓蚀剂和电解质，搅拌溶解后，加入爆炸剂、灭弧剂、消泡剂和络合剂，搅拌至溶解完全。本发明的有益效果1、本发明配方原料具有水溶性或与碱性物质反应后具有水溶性，因此在水中的稳定性好，不会有油析出，且不含有毒有害物质，环境友好；2、使用本发明提供的线切割液进行线切割，排屑顺畅，加工完的工件光洁度高，无需额外增加清洗步骤，减少了工艺流程，提高了工作效率；3、本发明提供的线切割液适合于硬质合金线切割，加工过程不会导致硬质合金钴的析出；4、本发明提供的线切割液进行线切割，产生的废水处理容易。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本
发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。以下实施例中配方中各原料如没有特殊说明，均为市售常规商品。实施例1本实施例提供了两种硬质合金线切割液的配方，即配方a和配方b，具体如表1所示。表1配方具体组分及含量实施例2本实施例提供了硬质合金线切割液的制备方法，具体为：按配比称取各组分，先将有机醇胺加入反应釜中，再添加有机羧酸，搅拌并加热至70～90℃，持续搅拌20～40min后，依次加入水、油性剂和润滑剂搅拌溶解后，再依次加入缓蚀剂和电解质，搅拌溶解后，加入爆炸剂、灭弧剂、消泡剂和络合剂，搅拌至溶解完全。实施例3采用实施例2提供的制备方法和实施例1的两种配方，制备了对应的两种线切割液a和b，性能如表2所示。表2配方a和b的线切割液的性能从表2可知，配方a和配方b的线切割液稳定性好，无分层、相变及胶状，试验后能恢复原状，未见有油析出，此外防锈性、消泡性和耐腐蚀性能良好。实施例4采用配方a和配方b两种线切割液对硬质合金yg8n进行线切割，与市售常用线切割液进行比较，结果如表3所示。表3线切割液的加工性能采用x射线能谱仪分析了使用配方a、配方b线切割液和市售常用线切割液切割前后硬质合金的表面元素含量，采用硬度仪测试了线切割前后合金表面硬度，结果分别如表4和表5所示。表4使用不同线切割液线切割前后硬质合金金属表面元素含量(w％)表5使用不同线切割液线切割前后硬质合金表面硬度金属表面硬度/hra线切割前89.5使用配方a的线切割液加工后89使用配方b的线切割液加工后88.2使用市售常用线切割液加工后69从表4结果可以看出，使用配方a和配方b的线切割液对硬质合金线切割后，对硬质合金表面的元素含量影响较小。而使用市售常用线切割液加工后，对硬质合金表面的元素含量影响很大，加工后的硬质合金表面含有大量的fe元素，此外，金属表面co和w的含量相对线切割前下降显著，说明使用市售常用线切割液对硬质合金进行切割后，造成了co和w的析出，导致硬质合金表面co和w含量的减少。从表5结果可以看出，与切割前相比，使用普通市售线切割液对硬质合金进行切割后，合金表面硬度下降明显，而使用配方a和配方b的线切割液加工的金属表面硬度和加工前相比则变化很小。当前第1页12